CN102887580A - 一种高矿化度稠油污水除油净水剂及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高矿化度稠油污水处理技术，属于油田化学处理剂设计领域；本发明提供的一种高矿化度稠油污水除油净水剂是一种阳离子型高分子絮凝剂与非离子型聚醚化合物按照一定重量比组成，适合于高矿化度稠油污水体系，有效地解决了该体系对高分子絮凝剂的盐析问题，具有除油效率高、沉降分离迅速、絮凝效果好等特点，达到除油、净水功能相结合的一种产品；特别适合于油田稠油污水、各类含油污水如炼油厂等，应用前景十分广泛，社会效益和经济效益十分显著。

Description

一种高矿化度稠油污水除油净水剂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种高矿化度稠油污水处理技术，属于油田化学处理剂设计领域。

背景技术

稠油乳状液在油水分离过程中，稠油污水的油水密度差小；稠油污水具有杂质高，水质硬度高；开发过程中往往加入降粘剂等，含油污水中不仅含有大量的阳离子和阴离子，使稠油污水的成分更加复杂，含油量高，污水乳化严重，给稠油污水的破乳增加了困难；稠油污水具有较大的粘滞性，特别是在水温低时更为显著，稠油污水的水温度高达70-80℃；随着稠油热采方式的改变及开采年限的提高，稠油污水量迅速上升，解决油田高矿化度稠油污水絮凝净化是当今生产中的一个难题。

稠油污水中含有大量的悬浮物固体、原油及溶解盐，组合成一个多相体系，通常稠油污水含油量在3000mg/l以上，这些污水源自于地层水及油层底水，具有含盐量高、含油量高、比重高稠油污水的特点，矿化度最高达2.5×10⁵mg/l；在此条件下，常用污水净化多采用复合铝盐、石灰乳等无机化合物同聚丙烯酰胺等有机高分子聚合物复配使用，一般的高分子絮凝剂极易产生盐析现象，使高分子结构链发生折叠、卷曲、盘绕，从而削弱絮凝作用，除油净水的效果不佳。

目前研究技术是对聚丙烯酰胺进行改性处理，改性途径有两种：一种是聚丙烯酰胺分子中的酰胺基进行多种化学转化反应，使聚丙烯酰胺带有不同的电性，或者可以改变自身的分子结构，在水中形成网状结构更好的达到絮凝效果。另一种是将丙烯酰胺与其他化合物一起聚合，合成二元或多元阳离子共聚物，并且可以根据调节合成中单体的比例，实现聚合物分子中要求的阳离子聚合度；根据水质的不同，合成筛选针对性的参数以适应高矿化度的水质净化处理。

中国专利CN100334013C公布了一种稠油、超稠油污水净水剂是由无机絮凝剂、阳离子型有机高分子絮凝剂或两者中的一种与超支化聚合物组成，阳离子型有机高分子絮凝剂为阳离子聚丙烯酰胺、阳离子改性淀粉、改性纤维素、改性壳聚糖、二甲基二烯丙基氯化铵的均聚物及共聚物、聚氧化烯三甲基氯化铵。该产品虽然具有能够有效去除稠油、超稠油采出液污水中的油和杂质，具有产生絮体快、絮体稳定的优点，但是絮体存在器壁粘附、在高矿化度下高分子絮凝剂极易产生盐析现象，沉降或上浮速度慢、絮凝不彻底。

为了克服上述产品存在的不足，本发明研制一种高矿化度稠油污水除油净水剂，该产品它对高矿化度污水体系耐盐性好，通过吸附电荷及吸附架桥两种作用使带负电荷的胶体颗粒和其他污染物质脱离得到去除，做到絮凝彻底、絮团密实、沉降速度快，除油效率高，使处理后的水溶液显得特别清亮透明，处理剂用量少等特点，特别适合于油田稠油污水、各类含油污水如炼油厂等。

发明内容

本发明的目的是提供一种高矿化度稠油污水除油净水剂及制备方法及其产品。

本发明的技术方案如下：

一种高矿化度稠油污水除油净水剂，其特征在于它是一种阳离子型高分子絮凝剂与非离子型聚醚化合物按照一定重量比例组成。

所述种高矿化度稠油污水除油净水剂的制备方法，其特征在于采取如下步骤：

1、阳离子型高分子絮凝剂的合成

将一定量的二甲基二烯基丙基氯化铵单体与丙烯酰胺单体的水溶液中，用盐酸调节PH值在2.5-3.5范围内，通入氮气，40℃恒温30分钟后加入一定的量过硫酸钾-亚硫酸氢钠引发剂体系，反应8-10小时，检测合格出料得产品。

所述高矿化度稠油污水除油净水剂二甲基所述的二烯丙基氯化胺、丙烯酰胺摩尔比控制为1∶4---1∶5所述的引发剂采用过硫酸钾、亚硫酸氢钠混合物，加入量为参加反应物重量的0.02-0.06％。

2、非离子型聚醚化合物的合成

以丙二醇、十八醇为起始剂，在一定量氢氧化钾催化剂作用下，首先进行丙氧基化反应，再与环氧乙烷进行聚合反应，最后与环氧丙烷进行加成聚合生成非离子型聚醚化合物。

3、高矿化度稠油污水除油净水剂的制备

阳离子型高分子絮凝剂与非离子型聚醚化合物按照重量为1∶10--1∶20混合均匀即为高除油矿化度稠油污水净水剂。

本发明具有以下具有以下特点：

(1)矿化度稠油污水除油净水剂制备工艺流程短，操作条件温和，

(2)在高矿化度稠油污水条件下，具有优良耐盐性能，并且有很好的除油净水效果。

(3)污水处理形成絮体大而密实，沉淀速度快，絮体形成的沉积沉积污泥含水率少；处理后清水清澈透明，含油量、悬浮物均符合该油田回注水规定的指标

(4)针对高矿化度稠油污水除油净水设计开发的新型除油净水剂，同时适用于油田、石化、工业污水及城市生活污水的净化脱色。

具体实施方式

实施例1

向反应釜中加入323.34kg二甲基二烯基丙基氯化铵和710kg丙烯酰胺，加入1550kg水稀释成重量浓度40％，控温在20～30℃下，用盐酸调节PH值范围在2.5-3.5，通入氮气保护，恒温40℃反应30分钟后，加入0.52kg的引发剂过硫酸钾-亚硫酸氢钠以重量比2∶1混合物，在40℃下用氮气保护下聚合反应8-10小时，即得到阳离子型高分子絮凝剂产品，编号为1#絮凝剂。

向反应釜中加入30kg十八醇，1.5kg氢氧化钾催化剂控温在110～120℃下控制釜压力为0.2～0.3MPa，用氮气压入环氧乙丙烷600kg聚合反应得到油头。取合成油头42kg投入反应釜中，加热到134～150℃，加入氢氧化钾催化剂2.5kg，用氮气压入环氧丙烷400kg聚合反应，在110～128℃下用氮气压入环氧乙烷600kg聚合反应，在130～150℃下用氮气压入环氧丙烷200kg聚合反应得到聚醚化合物，编号为1#聚醚。

取100kg 1#絮凝剂和1500kg 1#聚醚复配均匀为OW-1高矿化度稠油污水除油净水剂。

实施例2

向反应釜中加入323.34kg二甲基二烯基丙基氯化铵和640kg丙烯酰胺，加入1529kg水稀释成重量浓度40％，控温在20～30℃下，用盐酸调节PH值范围在2.5-3.5，通入氮气保护，恒温40℃反应30分钟后，加入0.385kg的引发剂过硫酸钾-亚硫酸氢钠以重量比2∶1混合物，在40℃下用氮气保护下聚合反应8-10小时，即得到阳离子型高分子絮凝剂产品，编号为1#絮凝剂。

向高压应釜中加入20kg丙二醇，1.5kg氢氧化钾催化剂控温在110～120℃下控制釜压力为0.2～0.3MPa，用氮气压入环氧丙烷500kg聚合反应得到油头。取合成油头52kg投入反应釜中，加热到134～150℃，加入氢氧化钾催化剂2.5kg，用氮气压入环氧丙烷500kg聚合反应，在110～128℃下用氮气压入环氧乙烷700kg聚合反应，在130～150℃下用氮气压入环氧丙烷300kg聚合反应得到聚醚化合物，编号为2#聚醚。

取90kg 2#絮凝剂和1350kg 2#聚醚复配均匀为OW-2高矿化度稠油污水除油净水剂。

实施例3

向反应釜中加入323.34kg二甲基二烯基丙基氯化铵和568.4kg丙烯酰胺，加入1337.6kg水稀释成重量浓度40％，控温在20～30℃下，用盐酸调节PH值范围在2.5-3.5，通入氮气保护，恒温40℃反应30分钟后，加入0.267kg的引发剂过硫酸钾-亚硫酸氢钠以重量比2∶1混合物，在40℃下用氮气保护下聚合反应8-10小时，即得到阳离子型高分子絮凝剂产品，编号为3#絮凝剂。

向反应釜中加入20kg丙二醇，1.5kg氢氧化钾催化剂控温在110～120℃下控制釜压力为0.2～0.3MPa，用氮气压入环氧丙烷500kg聚合反应得到油头。取合成油头52kg投入反应釜中，加热到134～150℃，加入氢氧化钾催化剂2.5kg，用氮气压入环氧丙烷500kg聚合反应，在110～128℃下用氮气压入环氧乙烷900kg聚合反应，在130～150℃下用氮气压入环氧丙烷500kg聚合反应得到聚醚化合物，编号为3#聚醚。

取80kg3#絮凝剂和1440kg 3#聚醚复配均匀为OW-3高矿化度稠油污水除油净水剂。

实施例4

1、污水除油净水剂评价试验方法

取稠油污水倒入100毫升具塞量筒(自制脱水试瓶)中，恒温水浴加热30分钟。用移液管向脱水试瓶中加入一定量的稠油污水除油净水剂溶液。采用人工手摇震荡法，振幅大于20厘米，震荡次数均为100次，充分混匀后，松动瓶盖，将脱水试瓶重新置于恒温水浴中静置60分钟沉降。使用移液管取油水界面下5厘米处取试液测含油量及固体悬浮物含量等指标。

2、评价指标

(1)含油及除油检测方法：SY/T 5329-1996

(2)固体悬浮物及去除率检测方法：SY/T 5329-1996

3、稠油污水原水水质指标

从表1、表2数据比较可看出，该稠油污水的含油量、悬浮物、含硫化合物、挥发酚和COD值等主要水质指标都超过了回注、排放或回用的标准。

表1 某稠油污水性质

表2 回注与排放主要水质标准  PH值除外

表3 热采锅炉用水水质标准  PH值除外

4、除油净水剂的除油净水性能耐盐性评价试验

试验方法：人为的配置不同矿化度的水样，同等条件下分别加入1％量的高矿化度稠油污水除油净水剂OW-1、OW-2、OW-3、某区块稠油污水现场使用某公司生产的1％的高分子净水剂P-1，验证产品的耐盐性能。结果见表4：

表4 实施例产品除油净水剂耐盐性能评价试验

由以上的数据可以看出，该实施例产品却有着优异的耐盐性能，即使矿化度高达2.5×10⁵mg/l时，溶液依旧清澈，无絮体产生，说明该产品具有优异的耐盐性能。

5、除油净水剂的除油净水性能评价试验

(1)该产品在不同加药浓度下对稠油污水处理效果

表5 实施例产品在不同加药浓度下的除油净水效果

由表5数据可看出：

实施例产品较某区块稠油污水现场使用某公司净水剂P-1产品具有优良的除油净水性能。实施例产品在100mg/L的加药浓度下，可将稠油含油污水的含油量，固体悬浮物含量稳定的控制在规定的指标：固体悬浮物含量≤5mg/l，污水含油量≤20mg/l。

(2)实施例产品在不同时间段对稠油污水处理效果

表6 加药浓度100mg/l不同时间对稠油污水处理效果

由表6数据可看出，5分钟后，实施例产品明显高于某区块稠油污水现场使用某公司现场使用净水剂P-1产品除油净水速度。

6、现场应用效果评价

某稠油污水联合处理站自2009年10月份使用以来，该污水矿化度为5000mg/l该污水处理系统水质平稳，水中含油量及固体悬浮物含量均控制在油田规定的指标之内，结果如下表7：自来水的透光率为100％，含油污水空白水样的通光率为0％

表7 高矿化度稠油污水净水剂现场使用记录

Claims (5)

1.一种高矿化度稠油污水除油净水剂及制备方法，其特征在于它是由阳离子型高分子絮凝剂与非离子型聚醚化合物组成，其重量比为1∶15--1∶20。

2.根据权利要求书1所述的高矿化度稠油污水除油净水剂及制备方法，其特征在于：所述的阳离子型高分子絮凝剂为在二甲基二烯丙基氯化胺单体与丙烯酰胺单体的水溶液中，在酸性条件下，在引发剂作用下聚合而成的高分子化合物。

3.根据权利要求书1所述的高矿化度稠油污水除油净水剂及制备方法，其特征在于：非离子型聚醚化合物以丙二醇、十八醇为起始剂，在适当加量氢氧化钾催化剂作用下，首先进行丙氧基化反应，然后再与环氧乙烷进行聚合反应，最后与环氧丙烷进行加成聚合生成非离子型聚醚化合物。

4.根据权利要求书2所述高矿化度稠油污水除油净水剂二甲基二烯丙基氯化胺、丙烯酰胺摩尔比控制为1∶4---1∶5。

5.根据权利要求书2所述的高矿化度稠油污水除油净水剂及制备方法，其特征在于引发剂采用过硫酸钾、亚硫酸氢钠混合物，加量为参加反应物重量的0.02-0.06％。