风城油田超稠油污水回用注汽锅炉技术的优化

李志国 艾合买江·芒力克 祝先贵 张建军 刘婷

1新疆油田公司风城油田作业区2新疆金戈壁油砂矿开发有限责任公司3新疆油田公司石西油田作业区

风城油田超稠油污水回用注汽锅炉技术的优化

李志国1艾合买江·芒力克2祝先贵1张建军1刘婷3

1新疆油田公司风城油田作业区2新疆金戈壁油砂矿开发有限责任公司3新疆油田公司石西油田作业区

风城超稠油污水处理采用离子调整+旋流反应+软化处理技术，处理后的污水全部回用油田注汽锅炉，实现污水的资源化利用。污水处理回用锅炉优化技术包括反向破乳剂优化；高效净水药剂优选；污水旋流除油工艺；高温膜过滤工艺；高温净化污水回用注汽锅技术改造；高含盐水处理回用技术；污水系统管理优化。通过计算可知，风城超稠油污水处理系统处理量为5.75×104m3/d，可满足126台锅炉用水，节约清水1514×104m3/a，节约天然气13140× 104m3/a，年节约费用21400万元。不仅节约了水资源，而且减少了环境污染，具有良好的经济效益和社会效益。

稠油污水；重力除油；旋流反应；回用锅炉

风城油田位于准噶尔盆地西北缘，风城油田稠油资源丰富，超稠油地质储量3.6亿吨，在超稠油开发技术上取得了重要突破。风城超稠油污水处理采用离子调整+旋流反应+软化处理技术，处理后的污水全部回用油田注汽锅炉，实现污水的资源化利用。

1 污水处理回用锅炉优化技术

1.1 反相破乳剂优选

根据处理工艺的设计原理，分别开展了污水处理四种药剂的室内评价工作。经过多次的筛选试验，最终确定了风城稠油污水的净水药剂体系。

（1）反相破乳剂室内评价。通过对沉降罐出水进行室内评价，试验恒温90℃加热，搅拌后观察破乳情况，4h后取出水样，测含油量和悬浮含量。

（2）反相破乳剂现场试验。特稠油联合站处理污水含油量在18000～22000mg/L。通过大量室内试验，对反相破乳剂进行评价筛选，调整后储罐出口污水含油量降为100～3000mg/L之间波动。反相破乳剂现场应用效果如图1所示。

1.2 高效净水药剂优选

对15种超稠油污水处理净水药剂体系进行初选，筛选出4组超稠油污水处理净水药剂进行精细评价，以常规水质分析、硬度、二氧化硅含量、悬浮物含量、含油量、絮体形态、絮体沉降速度、水质稳定性等选出最好一种药剂。

图1 反相破乳剂现场应用效果曲线

1.3 污水旋流除油工艺

针对超稠油污水含油高、污油产生量大等技术难题，采用反相破乳+旋流相结合、物理与化学方法结合的旋流除油分离技术实现油水分离，降低储罐来水含油量，减缓污水处理后续流程的处理难度。在反相破乳剂浓度45mg/L以上时，出水含油量可降低到500mg/L，旋流除油率可达90%以上，随着反相破乳剂浓度的不断增加，除油率增长趋缓。

综上所述，旋流除油进口污水含油为13000～16000mg/L，出口污水含油为1200～1800mg/L，反相破乳剂浓度50mg/L，除油率达96%以上。

1.4 高温膜过滤工艺

采出水处理系统精细过滤器核心技术是改性聚四氟乙烯荷电膜滤芯，处理后使其过滤介质带有相同的电荷，以增强排斥性能，从而避免含油污水中的污油和悬浮物堵塞膜组件。

1.5 高温净化污水回用注汽锅技术改造

（1）高温净化污水树脂应用。在增加强酸树脂的交换能力和抗污染能力方面，选择了耐高温、耐油型SST—60强酸性钠离子交换树脂，水处理仍采用二级钠离子交换工艺。

（2）软化器耐温工艺技术优化。由于高温净化污水量不断增多，软化器各设备、阀件的耐温已经不能满足现场生产需要，因此对软化器耐温工艺技术进行优化研究。

（3）耐温电磁阀及耐温气动阀膜片优选。由于高温净化污水温度升高，导致电磁阀线圈频繁出现烧毁的情况。经过大量实验，确定了一种使用温度范围为0～100℃的可靠电磁阀，使用RAV型氟橡胶膜片，以保证设备稳定运行。

（4）软化器排气系统和线路的改进优化。由于高温净化污水杂质较多，软化器罐顶部排气阀频繁出现浮球黏住，出现溢出罐体的情况，将排气阀管线连成一体，接至排污口处，同时还预防性地对硬度取样点和取样管线进行改造，对高温净化污水软化器罐体进行了保温处理。

（5）高含硅稠油污水不除硅回用热注锅炉技术应用。风城稠油高温净化污水中SiO2的含量约为150～210mg/L，针对风城稠油高温净化污水回用锅炉中SiO2含量超标的现象，有必要对SiO2含量对注汽锅炉结垢影响进行研究并采取必要的预防措施，防止或减缓注汽锅炉炉管结垢的发生。

（6）氯根忽高忽低原因分析及解决措施。针对锅炉来水水质氯根时高时低的不正常现象，需要从中找出氯根升高的原因，采取相应措施，消除氯根不稳定现象，降低氯根含量，减缓钢材的腐蚀。

2 高含盐水处理回用技术

风城油田采用降膜蒸发+MVR+强制循环结晶方式处理高含盐污水，高含盐水处理回用技术要实现污水零排放，而MVR竖管降膜蒸馏污水处理是实现污水零排放的核心，再配以晶种制浆固化工艺，就是一套完整的污水零排放（ZLD）技术，根据风城油田的实际，试验开发MVR污水零排放技术具有重要的现实意义和应用价值。

3 污水系统管理优化

将污水处理系统划分为五个关键节点，每个关键节点都确定参数范围和相应控制措施，实现污水水质达标。根据对风城超稠油污水处理系统运行情况，优化污水处理系统隔油、排泥、清罐周期，使污水系统更平稳地运行。

对污水一级过滤器管理方式及二级过滤器管理方式进行优化，定期对滤罐进行检查，保证改性纤维束滤料清洁。风城稠油污水处理系统投产以来，根据现场的生产情况，针对药剂加药泵、过滤器的内部结构以及混凝沉降罐的排泥工艺进行改进，保证了系统的高效运行。

4 结语

通过计算可知，风城超稠油污水处理系统处理量为5.75×104m3/d，可满足126台锅炉用水，节约清水1514×104m3/a，节约天然气13140×104m3/a，年节约费用21400万元。不仅节约了水资源，而且减少了环境污染，具有良好的经济效益和社会效益。

（栏目主持 李艳秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.3.002