CN105329999B

CN105329999B - 一种含聚污水的化学处理方法

Info

Publication number: CN105329999B
Application number: CN201510902507.0A
Authority: CN
Inventors: 翟磊; 王秀军; 靖波; 檀国荣; 张健
Original assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Research Institute Co Ltd
Current assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Research Institute Co Ltd
Priority date: 2015-12-09
Filing date: 2015-12-09
Publication date: 2017-08-25
Anticipated expiration: 2035-12-09
Also published as: CN105329999A

Abstract

本发明公开了一种含聚污水的化学处理方法。本发明化学处理方法包括如下步骤：1)向含聚污水中加入阳离子型清水剂，并混合均匀；2)向步骤1)处理后的污水中加入非离子型清水剂，并混合均匀；3)向步骤2)处理后的污水汇总加入弱阳离子型清水剂，并混合均匀，即实现对所述含聚污水的净化。本发明提供的“分级加入、组合处理”方法实现了清水剂功能特点和污水性质的优化匹配，各级药剂效果得到充分发挥、协同增效，具有如下优点：(1)清水、除油效果优于单用某一种药剂和复配多种药剂；(2)药剂使用量较单一药剂或复配药剂大幅降低；(3)分阶段加入避免了各药剂间的相互干扰；(4)不改变原有的污水处理流程，与现场工艺的适应性好。

Description

一种含聚污水的化学处理方法

技术领域

本发明涉及一种含聚污水的化学处理方法，属于石油领域。

背景技术

作为一种有效的提高采收率技术，聚合物驱在各大油田得到了推广应用。驱油聚合物注入地下经剪切、水解后随油水一同产出，产生了大量的含聚污水。污水中阴离子聚合物的存在一方面增加了污水的粘度，油滴聚并困难，难以沉降去除，导致含油量和悬浮物含量很高；另一方面聚合物吸附在油水界面，使得油水界面膜强度和界面电荷增强，油水乳化程度高，油水界面难以破坏，造成油水分离困难。

为解决含聚污水处理后回注及外排水质达标的问题，基于油田在用工艺流程设备，配合使用高效清水剂(或称絮凝剂)是比较切实可行的方法。国内外报道的含聚污水用清水剂种类很多，从药剂的组成上分类主要有两大类：一类是单一组分清水剂，即只有一种类型和结构的组分。另一类是复配型清水剂，即包含两种或两种以上不同结构的组分。上述两类清水剂不管是单一药剂还是复配之后得到的综合药剂，加药方式均为一次性加入到采出液中实现油水的分离，只是在流程中的加药点略有不同。由于聚合物驱采出污水含油量高、乳化油珠粒径小，且悬浮固体颗粒含量高，一次性加药的方式导致清水剂的消耗量很大，药剂的效果无法得到充分体现。特别是对于复配型清水剂，各组分的作用机理和处理对象有所不同，一次性加药方式无法实现各组分的机理互补和效果协同。因此，针对组分复杂的含聚污水，药剂的加药方式和药剂选取的机理组合方式也至关重要，目前尚无针对此方面的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种含聚污水化学处理方法，本发明利用具有不同作用机理的清水剂，根据各自的功能特点和污水含油量的高低，分阶段适时加入，改变以往一次性加入的加药方式，实现不同药剂的分级加入、组合处理，充分发挥每一种清水剂的效果，在起到除油和净水效果的同时，大幅度降低药剂消耗量，节约药剂成本。

本发明所提供的含聚污水的化学处理方法，包括如下步骤：

1)向含聚污水中加入阳离子型清水剂，并混合均匀；

2)向步骤1)处理后的污水中加入非离子型清水剂，并混合均匀；

3)向步骤2)处理后的污水中加入弱阳离子型清水剂，并混合均匀，即实现对所述含聚污水的净化。

上述的化学处理方法中，步骤1)中，在人工摇晃或机械振荡的条件下混合均匀，所述人工摇晃或机械振荡的时间可为30s～2min，如30s或1min；

步骤2)中，在人工摇晃或机械振荡的条件下混合均匀，所述人工摇晃或机械振荡的时间可为30s～2min，如30s或1min；

步骤3)中，在人工摇晃或机械振荡的条件下混合均匀，所述人工摇晃或机械振荡的时间可为30s～1min，如30s或1min；

步骤1)、步骤2)和步骤3)均可在40℃～80℃的条件下进行，如在65℃的条件下进行。

上述的化学处理方法中，步骤1)中，所述阳离子型清水剂为阳离子聚丙烯酰胺、阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵和阳离子聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵中至少一种；

所述阳离子型清水剂用于除去大部分的分散油、乳化油和悬浮物；

所述阳离子聚丙烯酰胺的数均分子量可为600万～1000万，具体可为800万，阳离子度可为30％～40％，具体可为30％；

所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的数均分子量可为30万～60万，具体可为60万，阳离子度可为30％～40％，具体可为30％；

所述聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵的数均分子量可为600万～800万，具体可为600万，阳离子度可为30％～40％，具体可为35％。

上述的化学处理方法中，所述阳离子型清水剂的使用量可为30mg/L～120mg/L所述含聚污水，具体可为30mg/L～80mg/L所述含聚污水、30mg/L～50mg/L所述含聚污水、30mg/L所述含聚污水、50mg/L所述含聚污水、80mg/L所述含聚污水或120mg/L所述含聚污水。

上述的化学处理方法中，步骤2)中，所述非离子型清水剂可为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚醚和/或聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物；

所述非离子型清水剂用于促使剩余的乳化油和稳定悬浮颗粒发生聚并和聚集；

所述聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚醚的数均分子量可为1万～10万，具体可为1万；

所述聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物的数均分子量可为1万～10万，具体可为10万。

上述的化学处理方法中，所述非离子型清水剂的使用量可为30mg/L～100mg/L所述含聚污水，具体可为30mg/L～80mg/L所述含聚污水、30mg/L～70mg/L所述含聚污水、30mg/L～50mg/L所述含聚污水、30mg/L所述含聚污水、50mg/L所述含聚污水、70mg/L所述含聚污水或80mg/L所述含聚污水。

上述的化学处理方法中，步骤3)中，所述弱阳离子型清水剂可为弱阳离子聚丙烯酰胺、弱阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵和弱阳离子聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵中至少一种；

所述弱阳离子型清水剂用于进一步除去剩余的乳化油和悬浮颗粒，实现净水、除油和除悬；

所述弱阳离子聚丙烯酰胺的数均分子量可为300万～600万，具体可为300万，阳离子度可为15％～25％，具体可为20％；

所述弱阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵的数均分子量可为20万～30万，具体可为30万，阳离子度可为15％～25％，具体可为15％；

所述弱阳离子聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵的数均分子量可为100万～300万，具体可为100万，阳离子度可为15％～25％，具体可为25％。

上述的化学处理方法中，所述弱阳离子型清水剂的使用量可为10mg/L～50mg/L所述含聚污水，具体可为10mg/L～30mg/L所述含聚污水、10mg/L～20mg/L所述含聚污水、10mg/L所述含聚污水、20mg/L所述含聚污水、30mg/L所述含聚污水或50mg/L所述含聚污水。

上述的化学处理方法中，所述阳离子型清水剂、所述非离子型清水剂和所述弱阳离子型清水剂的总使用量可为120mg/L～200mg/L所述含聚污水，具体可为120mg/L～160mg/L所述含聚污水、120mg/L～140mg/L所述含聚污水、120mg/L所述含聚污水、140mg/L所述含聚污水、160mg/L所述含聚污水或200mg/L所述含聚污水。

上述的化学处理方法中，所述含聚污水的含油量可为500mg/L～4000mg/L，如3000mg/L；含聚量为30mg/L～450mg/L，如180mg/L。

上述的化学处理方法中，向所述含聚污水中加入所述阳离子型清水剂之前，将所述含聚污水置于40℃～80℃的水浴中保温0.5小时～2小时，如在65℃的水浴中保温0.5小时。

本发明提供的含聚污水的化学处理方法，通过组合利用不同类型的清水剂，根据药剂自身的功能特点分三个阶段加入，充分发挥药剂的处理效果。在第一阶段，针对污水含油量和悬浮固体含量高的特点，加入阳离子型清水剂，利用其对油滴双电层的破坏和对固体颗粒的强吸附作用，除去大部分的污油和悬浮物，污水含油量和固体悬浮物含量大幅降低，为后续的进一步处理奠定基础。在第二阶段，主要针对污水中残留的难以除去的乳化油和粒径较小的悬浮物，加入非离子型清水剂，利用聚醚的表面活性来改变油水界面膜的性质，降低油水界面膜强度，促使油滴间、微粒间的有效聚并，从而失稳形成较大油滴和颗粒。在第三阶段，针对上一阶段形成的较大油滴和颗粒，加入弱阳离子型清水剂，利用其吸附架桥作用实现油滴和悬浮物的凝聚，形成较大絮体上浮，从而达到清水、除油和除悬的目的。

本发明提供的“分级加入、组合处理”方法实现了清水剂功能特点和污水性质的优化匹配，各级药剂效果得到充分发挥、协同增效，具有如下优点：

(1)清水、除油效果优于单用某一种药剂和复配多种药剂；

(2)药剂使用量较单一药剂或复配药剂大幅降低；

(3)分阶段加入避免了各药剂间的相互干扰；

(4)不改变原有的污水处理流程，与现场工艺的适应性好。

附图说明

图1为实施例1～4和对比例1～4的含聚污水处理实验的效果照片。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

下述实施例中所用的含聚污水为注聚油田现场污水，产出聚合物浓度为180mg/L左右，含油量约3000mg/L。污水含油量采用InfraCal CVH水中含油分析仪测定，参考企业标准Q/HS 2042-2008；浊度采用Model 2100P便携式型浊度仪测定，参考行业标准SY/T 5523-2006。

所用的阳离子型清水剂包括三种：阳离子聚丙烯酰胺，数均分子量为800万，阳离子度为30％；聚二甲基二烯丙基氯化铵，数均分子量为60万，阳离子度为30％；聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵，数均分子量为600万，阳离子度为35％。

所用的非离子型清水剂包括两种：聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚醚，数均分子量为1万左右；聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物，数均分子量为10万。

所用的弱阳离子型清水剂包括三种：弱阳离子阳离子聚丙烯酰胺，数均分子量为300万，阳离子度为20％；弱阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵，数均分子量为30万，阳离子度为15％；弱阳离子聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵，数均分子量为100万，阳离子度为25％。

上述3种阳离子型清水剂和3种弱阳离子型清水剂均由法国爱森(SNF)公司提供，2种非离子型清水剂由四川光亚聚合物化工有限公司提供。

实施例1、

取100mL油田现场含聚污水，置于65℃水浴中恒温0.5小时，下述各步骤处理的温度均为65℃。加入50mg/L的阳离子聚丙烯酰胺，人工摇晃30s后再加入50mg/L的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚醚，再次人工摇晃30s，之后进一步加入20mg/L的弱阳离子聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵，人工摇晃1min，观察水色和絮体，测定污水的含油量和浊度。

实施例2、

取100mL油田现场含聚污水，置于65℃水浴中恒温0.5小时，下述各步骤处理的温度均为65℃。加入30mg/L的聚二甲基二烯丙基氯化铵，人工摇晃1min后再加入80mg/L的聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物，再次人工摇晃30s，之后进一步加入30mg/L的弱阳离子聚丙烯酰胺，人工摇晃1min，观察水色和絮体，测定污水的含油量和浊度。

实施例3、

取100mL油田现场含聚污水，置于65℃水浴中恒温0.5小时，下述各步骤处理的温度均为65℃。加入80mg/L的聚(丙烯酰胺-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)，机械振荡30s后再加入70mg/L的聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚醚，再次机械振荡1min，之后进一步加入50mg/L的弱阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵，机械振荡30s，观察水色和絮体，测定污水的含油量和浊度。

实施例4、

取100mL油田现场含聚污水，置于65℃水浴中恒温0.5小时，实验各步骤处理的温度均为65℃。加入120mg/L的聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵，机械振荡1min后再加入30mg/L的聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物，再次机械振荡1min，之后进一步加入10mg/L的弱阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵，机械振荡30s，观察水色和絮体，测定污水的含油量和浊度。

对比例1、

取100mL油田现场含聚污水，置于65℃水浴中恒温0.5小时，下述处理温度为65℃。将聚(丙烯酰胺-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)、聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物和弱阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵三种清水剂按照质量比120:30:10的配比进行复配，之后一次性加入上述复配药剂160mg/L，人工摇晃3min，观察水色和絮体，测定污水的含油量和浊度。

对比例2、

取100mL油田现场含聚污水，置于65℃水浴中恒温0.5小时，下述处理温度为65℃。加入200mg/L的阳离子型聚(丙烯酰胺-丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵)，人工摇晃3min，观察水色和絮体，测定污水的含油量和浊度。

对比例3、

取100mL油田现场含聚污水，置于65℃水浴中恒温0.5小时，下述处理温度为65℃。加入200mg/L的非离子型聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚醚，机械振荡3min，观察水色和絮体，测定污水的含油量和浊度。

对比例4、

取100mL油田现场含聚污水，置于65℃水浴中恒温0.5小时，下述处理温度为65℃。加入200mg/L的弱阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵，机械振荡3min，观察水色和絮体，测定污水的含油量和浊度。

表1和图1分别是实施例1～4和对比例1～4含聚污水处理实验数据和效果照片。实施例1～4的总加药浓度为120mg/L～200mg/L(分别为120mg/L、140mg/L、200mg/L和160mg/L)，处理后的污水含油量大幅降低至36mg/L～68mg/L(分别为68mg/L、57mg/L、36mg/L和51mg/L)，水色为透明无色，浊度在10～20NTU(分别为20NTU、17NTU、10NTU和15NTU)，表明本发明提供的含聚污水化学处理方法清水、除油、除悬效果明显。

对比例1的三种药剂选用及总加药浓度与实施例4完全相同，只是加药方式有所不同，前者为复配后一次性加入，后者为分级加入。对比例1处理后污水含油量为234mg/L，浊度为118NTU，远高于实施例4的51mg/L和15NTU，说明药剂分级加入的方式效果好于复配后一次性加入。对比例2～4为选用实施例3中的单一药剂组分来处理含聚污水，加药浓度为200mg/L，结果发现不管是单一采用阳离子型、非离子型还是弱阳离子型清水剂，处理后的效果均不理想，含油量(分别为310mg/L、435mg/L和364mg/L)和浊度(分别为174NTU、263NTU和218NTU)远远高于同等浓度下的实施例3(含油量为36mg/L，浊度为10NTU)。由此说明，本发明提供的“分级加入、组合处理”方法可以有效的处理油田含聚污水，不仅提升了药剂清水除油效果，而且降低了药剂综合用量。

表1实施例1～4和对比例1～4的污水处理实验数据

Claims

1.一种含聚污水的化学处理方法，包括如下步骤：

1)向含聚污水中加入阳离子型清水剂，并混合均匀；

所述阳离子型清水剂为阳离子聚丙烯酰胺、阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵和阳离子聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵中至少一种；

所述阳离子聚丙烯酰胺的数均分子量为600万～1000万，阳离子度为30％～40％；

所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的数均分子量为30万～60万，阳离子度为30％～40％；

所述聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵的数均分子量为600万～800万，阳离子度为30％～40％；

所述阳离子型清水剂的使用量为30mg/L～120mg/L所述含聚污水；

所述非离子型清水剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚醚和/或聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物；

所述聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段聚醚的数均分子量为1万～10万；

所述聚氧丙烯-聚氧乙烯共聚物的数均分子量为1万～10万；

所述非离子型清水剂的使用量为30mg/L～100mg/L所述含聚污水；

3)向步骤2)处理后的污水中加入弱阳离子型清水剂，并混合均匀，即实现对所述含聚污水的净化；

所述弱阳离子型清水剂为弱阳离子聚丙烯酰胺、弱阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵和弱阳离子聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵中至少一种；

所述弱阳离子聚丙烯酰胺的数均分子量为300万～600万，阳离子度为15％～25％；

所述弱阳离子聚二甲基二烯丙基氯化铵的数均分子量为20万～30万，阳离子度为15％～25％；

所述弱阳离子聚(丙烯酰胺基-丙烯酰氧乙基)三甲基氯化铵的数均分子量为100万～300万，阳离子度为15％～25％；

所述弱阳离子型清水剂的使用量为10mg/L～50mg/L所述含聚污水。

2.根据权利要求1所述的化学处理方法，其特征在于：步骤1)中，在人工摇晃或机械振荡的条件下混合均匀，所述人工摇晃或机械振荡的时间为30s～2min；

步骤2)中，在人工摇晃或机械振荡的条件下混合均匀，所述人工摇晃或机械振荡的时间为30s～2min；

步骤3)中，在人工摇晃或机械振荡的条件下混合均匀，所述人工摇晃或机械振荡的时间为30s～1min；

步骤1)、步骤2)和步骤3)均在40℃～80℃的条件下进行。

3.根据权利要求1或2所述的化学处理方法，其特征在于：所述阳离子型清水剂、所述非离子型清水剂和所述弱阳离子型清水剂的总使用量为120mg/L～200mg/L所述含聚污水。

4.根据权利要求3所述的化学处理方法，其特征在于：所述含聚污水的含油量为500mg/L～4000mg/L，含聚量为30mg/L～450mg/L。

5.根据权利要求4所述的化学处理方法，其特征在于：向所述含聚污水中加入所述阳离子型清水剂之前，将所述含聚污水置于40℃～80℃的水浴中保温0.5小时～2小时。