2022年膜分离技术在油田含油污水处理中应用研究报告进展.docx
《2022年膜分离技术在油田含油污水处理中应用研究报告进展.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2022年膜分离技术在油田含油污水处理中应用研究报告进展.docx(7页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用膜分别技术在油田含油污水处理中的应用争论进展污水处理剂:在油田污水处理过程中,为防止设备及管线腐蚀、结垢,降低胶体、悬浮颗粒 含量,抑制有害细菌增生,所加入的化学药剂统称为污水处理剂; 油田常用的污水处理剂的种类主要有:缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、絮凝剂、除氧剂第一节 缓蚀剂 一、腐蚀及其危害腐蚀:金属与四周介质接触,由于化学或电化学缘由引起的破坏;油田污水的腐蚀性:因具有较高的矿化度、含有腐蚀性气体 H2S、CO2、O2)和微生物 SRB、 TGB),具有较高的腐蚀性; 腐蚀危害:造成污水集输管线、水处理设备、油水井及井
2、下工具的腐蚀破坏,影响油田生产系统的正常运行,仍会引起火灾,造成环境污染;金属设备的防腐措施 分为三类:一是通过化学防腐剂的加入,达到减轻腐蚀的目的;二是把金属本体与腐蚀介质隔开,如各种内外衬、涂防腐设备管线等;三是采用耐腐蚀材质,如不锈钢、塑料等;二、缓蚀剂定义和类型 1 、缓蚀剂定义凡是在腐蚀介质中添加少量物质就能防止或减缓金属的腐蚀,这类物质称为缓蚀剂; 2 、缓蚀剂的类型 氧化型缓蚀剂 缓蚀机理:使金属表面生成一层致密且与井数表面坚固结合的氧化膜,或与金属离子生成难溶的盐,阻挡金属离子进入溶液,抑制腐蚀;如铬酸盐NaCrO2、 K2Cr2O7)、亚硝酸盐 NaNO2)等;沉淀型缓蚀剂
3、缓蚀机理:缓蚀剂与腐蚀环境中的某些组分反应,生成致密的沉淀膜,或生成新的聚合物,掩盖在金属的表面,这种膜的电阻率大,抑制了金属的腐蚀;缓蚀剂有阴极抑制型和混合抑制型之分,如辛炔醇、磷酸盐、羟基喹啉等;吸附型缓蚀剂 有机缓蚀剂)缓蚀机理:缓蚀剂分子都有极性基团和非极性基团,加入腐蚀介质中的极性基团吸附在金属表面上,非极性基团就向外定向排列,形成憎水膜,使金属与腐蚀介质分 开;如烷基胺 RNH2 )、烷基氯化吡啶、咪唑啉衍生物等;三、缓蚀剂挑选 1 、污水处理缓蚀剂的挑选 确定腐蚀缘由 对于油田生产系统,腐蚀的缘由有 pH值、含盐、含腐蚀性气体、细菌等,必需找出腐蚀的主要缘由,测定各气体的溶解量,
4、分析腐蚀介质的离子组成、腐蚀产物 等; 对于抑制 H2S腐蚀,可选用吡啶类和脂肪胺类吸附型缓蚀剂;防治 CO2腐蚀,选用咪唑啉类缓蚀剂;进行室内评判:在室内评比缓蚀率高的缓蚀剂及其用量,再在现场应用;室内评判一般采纳挂片试验法;现场试验确定缓蚀剂用量和加药方式设立腐蚀监测点,随时挂片监测腐蚀速度,以便调整、改进缓蚀剂品种、加药量和加药方式;进行经济技术指 标比较 对缓蚀剂的价格、用量、毒性及缓蚀率进行全面分析,挑选相对腐蚀率较高、成本较低、对环境污染轻的缓蚀剂; 2 、油田污水处理系统常用的缓蚀剂 对于油田污水处理系统,防腐成效较好的缓蚀剂有:含氮的有机化合物,脂肪胺及盐类,酰胺及咪唑啉类等;
5、其次节 阻垢剂 一、结垢及危害水中的化学物质是以离子状态存在的,在水中的溶解度是有限的,超过这个限度,化合物便成为固体而沉淀;在以下情形下引起结垢:水中含有形成溶解度很小的化合物的离子; 物理条件发生变化,或者水中的成分发生变化,使溶解度低于现有浓度; 垢的存在形式:悬浮于水中,或附在设备表面和管壁上垢的危害悬浮于水中的颗粒堵塞贮油层,或在贮油层表面结成固体的垢;降低供、注水管道和名师归纳总结 油管的有效直径,摩阻增大,能耗增加;抽油杆结垢时,增加抽油杆的负荷;第 1 页,共 6 页加热炉的辐射管结垢会造成过热,降低使用寿命;二、常见的水垢 1 、碳酸钙CaCO3) 碳酸钙垢是由钙离子与碳酸根
6、或碳酸氢根离子结合生成的;影响因- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 个人资料整理 仅限学习使用素包括:二氧化碳 CO2) 增大碳酸钙在水中的溶解度;随着系统中二氧化碳分压的增加,碳酸钙的溶解度增大,且随着温度的上升,影响减小;系统中压降的存在 CO2 分压减小 从溶液中逸出水的 pH值上升 导致碳酸钙沉淀 pH 值pH值高会产生更多的沉淀;总压力 系统压力增加,碳酸钙溶解度增大;温度 当温度增高时,碳酸钙的溶解度降低,即水温较高时会结较多的碳酸钙垢;水中所溶盐类水中含盐量增加,碳酸钙溶解度增加,结构趋势越小;水中溶解的固体总量 不包括钙和碳酸根离子)最大
7、可达到mg/L; 综上,生成碳酸钙的趋势 随温度上升而增加;随 CO2分压减小而增加;随 pH值增加而增加;随溶解的总盐量削减而增大;随总压力的减小而增大; 2 、硫酸钙 CaSO4)硫酸钙的类型:油田上最常见的硫酸钙沉积物是石膏;影响因素 a 、温度 低于 38时,石膏的溶解度随温度的上升而增大;高于 38时变化趋势相反;高于 38时,无水石膏 不溶性硬石膏)的溶解度比石膏小,先于石膏沉积,而石膏沉积温度为 100 ;因此,在较深、较热的井中,硫酸钙主要以无水石膏的形式存在;温度在 100 以上时,在有搅动或流淌的系统中,无水硫酸钙可直接沉积出来;如系统是静止的,半水的硫酸钙溶解度变小,随时
8、间的延长可转变成无水硫酸钙; b 、水中溶解盐类 当水中存在 NaCl 或其它溶解的盐类不包括 Ca2+和 SO42-)、浓度小于 mg/L 时,石膏或无水石膏的溶解度增大;当盐的含量大于 mg/L 时,硫酸 钙的溶解度减小; c 、压力 水中全部垢的溶解度都随着压力的增加而增大;在生产井中,压力降是生成硫酸钙垢的一个主要缘由;井筒四周的压力降会引起油层和油管结垢; d 、pH值 pH 值对硫酸钙的溶解度的影响很小或根本不影响; 3 、硫酸钡 BaSO4) 就目前所争论过的垢来说,硫酸钡是最难溶的垢;由于硫酸钡极难溶解,只要水中有 Ba2+和SO42-就会结垢;温度 100以下时, BaSO4
9、的溶解度随温度的上升而增大;高于 100 时,溶解度随温度的上升而减小;由于 BaSO4的溶解度在常温以上范畴内随温度上升而增大,因此在地面条件没有结垢的注水井,在井底也不存在结垢问题;溶解的盐类影响趋势同 CaCO3和 CaSO4; 压力 随压力增加溶解度增大,与硫酸钙同样的作用机理; 4 、硫酸锶 SrSO4) 硫酸锶比硫酸钡好溶一些;温度的影响 SrSO4 的溶解度随温度的上升而减小;25纯水中的溶解度为 129mg/L,125 时,溶解度降为 68 129mg/L ; 溶解盐的影响SrSO4的溶解度随水中 NaCl 含量的增加而增大,但随NaCl 含量的进一步增加,其溶解度会降低;在含
10、有钙镁的咸水中, SrSO4 的溶解度明显高于含有同等离子强度的 NaCl 咸水; 压力的影响压力对 SrSO4的溶解度影响与 CaSO4相同,随压力的增加而增大;当压力达到 3000psig 后,增加的幅度很小;许多情形下, Sr 与 Ba一同沉淀形成 7时最易生成垢; H2S H2S与铁反应生成腐蚀产物硫化铁,其溶解度微小,通常形成薄薄一层附着紧密的垢;所谓“ 黑水” 就是悬浮的硫化铁;氧 铁与氧结合能形成很多化合物;其中, FeOH2、FeOH3和 Fe2O3是常见的铁垢;红水” 是由水中含有名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - -
11、- - - - 个人资料整理 仅限学习使用的氧与铁作用的产物氧化铁的悬浮颗粒形成的 三、结垢缘由 1 、不相容论 各种水单独使用时,在系统条件下稳固且不结垢;混合使用后,溶解在各种水中的离子之间发生反应,可能生成不溶解的产物垢;例如:将含有大量钡Ba2)的水与含有大量硫酸根 SO42-)的水相混,必将生成硫酸钡BaSO4); 明显,把两种或多种不相容的地面水混合注入地层是不合理的;2、热力学条件变化论在油田生产过程中,当压力、温度、pH值、流速以及溶解离子含量发生变化时,会增加结垢趋势; 3 、吸附论 结垢分为三个阶段:垢的析出,垢的长大,垢的沉积;垢具有晶体结构,设备、管线具有粗糙表面时,成
12、垢离子会吸附在表面上,并以其为结晶中心,不断长大,沉积成致密的垢; 也可以把腐蚀产物、细菌作为结晶中心形成垢;四、垢的鉴别 以下方法可初步判定垢的组成; 1 、判定方法一 把垢样浸于有机溶液中,溶去有机烃类物质,如溶剂颜色变深,说明其中含有机质; 2 、判定方法二 检查垢样是否带有磁性,如有磁性且磁性较强,说明含有 Fe2O3; 3 、判定方法三 把垢样放入15的盐酸中,如发生剧烈反应,并有臭鸡蛋气味放出,说明含有大量 FeS;如放出的气体无味,说明垢样中以CaCO3 为主;如酸液颜色变黄,说明垢样中含有铁的氧 化物; 4 、判定方法四 如垢样不与 15的盐酸溶液反应,就说明含有 CaCO3、
13、SrSO4、BaSO4; 5 、判定方法五 如垢样溶于水,说明垢样以 NaCl为主; 五、防垢 1 、防止混合不相容的水 注入两种不相容的水,要排除不相容问题,有两种做法:分开系统 两种水通过各自的注入系统进入不同的井组; 连续注入 两种水分别处于两套储罐,交替注入;在注入管线中的混合区很小,产生的沉积体积不足以导致注入井堵塞; 2 、水的稀释 通常会结垢的注入水可以用另外一种水稀释,形成在水系统条件下稳固的水; 3 、掌握 pH值降低 pH值会增加铁化合物和碳酸盐的溶解度,但会使水的腐蚀性变大而显现腐蚀问题; pH 值对硫酸盐垢的溶解度影响很小;这并不是广泛用来掌握垢的方法;只有在略微转变
14、pH值即可防止结垢时才有有用意义;必需精确掌握 pH值,而这在油田生产中往往是困难的; 4 、去除结垢组分 清除溶解在水中的气体 采纳化学和 或)机械方 法把水中的溶解气如 H2S、CO2和 O2除去,防止生成不溶的铁化合物 硫化物、氧化物);如仅仅从水中除去 CO2,会使结垢更为严峻;相宜的做法:把 pH值降得足够低,使全部的 CO32和 HCO3转变成CO2,这样除去 CO2就可防止碳酸钙垢生成; 5 、化学防垢 1 )化学防垢机理分散作用 低分子量的聚合物一般具有较高的电荷密度,可产生离子间斥力;共聚物仍具有表面活性功能,在水溶液中把胶体颗粒包围,呈稳固状态;胶体颗粒的核心也包括 CaC
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2022 分离 技术 油田 含油 污水处理 应用 研究 报告 进展
限制150内