CN116535028A - 含汞油气田采出水处理系统和处理工艺 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种含汞油气田采出水处理系统和处理工艺，涉及采油技术领域，含汞油气田采出水处理系统包括污泥处理装置和依次连接的缓冲罐、混合旋流反应器、油水泥分离装置、喷射气浮装置、组合式过滤器、回注水罐，缓冲罐用于接收含汞油气田采出水；油水泥分离装置的出泥口与污泥处理装置连接。该处理系统能够提高处理效果，并且热解污泥过程中不产生二噁英、固化重金属，能量损失少，能量利用率高，使污泥实现无害化，实现污染土壤的再生和资源化利用，节能环保。

Description

含汞油气田采出水处理系统和处理工艺

技术领域

本发明涉及采油技术领域，具体而言，涉及一种含汞油气田采出水处理系统和处理工艺。

背景技术

随着石油工业的迅速发展，在油气田勘探、开发、石油炼制以及原油储存和集输过程中会产生大量的含油污泥，油田污泥包括落地油泥、清罐油泥砂、井下作业油泥及油田采出水处理站产生的含油污泥，油田采出水处理站产生的含油污泥占油田污泥总量的75％以上。含油污泥是石油开采、运输，储存、清罐、精炼过程在产生的油、水和渣高度乳化的粘稠状废弃物。成分复杂，且具有有毒、有害、难降解的特点。其中，锌、铬、汞等重金属以及其他难降解的有毒有害物质，若不加以处理直接排放，不但占用大量耕地，而且对周围土壤、水体、空气都将造成污染，造成资源浪费。目前含油污泥资源化利用技术主要有油泥焚烧、焦化技术、溶剂萃取技术、热水洗处理技术、油泥调质机械脱水技术、超声波脱油技术、回灌调剖技术、表面活性剂洗脱技术、冻融减量技术、气浮技术和电化学处理技术等多种方法。

经发明人研究发现，现有的含油污泥处理系统存在如下缺点：

处理效果差，资源回收量少。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含汞油气田采出水处理系统和处理工艺，其能够提高处理效果，并且热解污泥过程中不产生二噁英、固化重金属，能量损失少，能量利用率高，使污泥实现无害化，实现污染土壤的再生和资源化利用，节能环保。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种含汞油气田采出水处理系统，包括：

污泥处理装置和依次连接的缓冲罐、混合旋流反应器、油水泥分离装置、喷射气浮装置、组合式过滤器、回注水罐，所述缓冲罐用于接收含汞油气田采出水；所述油水泥分离装置的出泥口与所述污泥处理装置连接。

在可选的实施方式中，所述混合旋流反应器设置有多个加药口，每个所述加药口用于添加不同的添加剂至所述混合旋流反应器内。

在可选的实施方式中，所述污泥处理装置包括泥斗、输送机、干化机、热解器、过滤器、冷凝塔、除油脱汞沉降器、气液分离器、集水罐和集油罐；所述泥斗通过所述输送机与所述干化机连接，所述干化机的出泥口与所述热解器连接，所述干化机的油水出口连通所述冷凝塔，所述冷凝塔与所述除油脱汞沉降器连接，所述除油脱汞沉降器的出油口与所述集油罐连接，所述除油脱汞沉降器的气液出口与气液分离器连接；所述气液分离器的出气口与所述热解器连接，所述气液分离器的出水口与所述集水罐连接；所述热解器的出气口连通所述过滤器，所述过滤器的出气口连通所述冷凝塔。

在可选的实施方式中，所述污泥处理装置还包括提升机，所述提升机用于将污泥输送至所述泥斗内。

在可选的实施方式中，所述输送机设置为绞龙输送机构。

在可选的实施方式中，所述污泥处理装置还包括导热油炉和第一换热器，所述第一换热器包括能进行热交换的第一流道和第二流道，所述导热油炉的进油口连通所述第一流道的出口，所述导热油炉的出油口连通所述干化机，所述干化机的出油口连通所述第一流道的进口，所述导热油炉用于预热干化机；所述热解器的尾气排放口与所述第二流道连通。

在可选的实施方式中，所述污泥处理装置还包括聚结器和尾气吸附塔，所述聚结器的进口连通所述第二流道，所述聚结器的出水口连通所述集水罐；所述聚结器的出气口连通所述尾气吸附塔，所述尾气吸附塔用于净化气体。

在可选的实施方式中，所述污泥处理装置还包括第二换热器和凉水机组，所述第二换热器用于与冷凝塔进行热交换，所述凉水机组用于与第二换热器进行热交换。

在可选的实施方式中，所述污泥处理装置还包括补水机构，所述补水机构与所述凉水机组连接。

第二方面，本发明提供一种含汞油气田采出水处理工艺，适用于前述实施方式中任一项所述的含汞油气田采出水处理系统，包括如下步骤：

含汞油气田采出水自分离器余压进入缓冲罐，经增压泵升压后进入混合旋流反应器，在混合旋流反应器中分别投加pH调节剂、破乳剂、PAC和PAM，经药剂与含汞油气田采出水充分反应后，通过余压进入油水泥分离器进行预分离，将浮游排至集油罐；油水泥分离器分离出来的泥水混合物进入污泥处理装置。

本发明实施例的有益效果是：

综上所述，本实施例提供的含汞油气田采出水处理系统，含汞油气田采出水自分离器余压进入缓冲罐，经一级增压泵升压后进入混合旋流反应器，在混合旋流反应器中分别投加pH调节剂、破乳剂、PAC和PAM，经药剂与含汞油气田采出水充分反应后，通过余压进入油水泥分离器进行预分离，将浮游排至集油罐；污泥自底部泥斗排至污泥收集罐；出水经二级增压泵进入喷射气浮装置，利用喷射气浮装置的多级反应达到高效的分离效果，深度去除油及悬浮物；出水经三级增压泵增压后输送至组合式过滤器，组合式过滤器能达到中深度脱汞及去除悬浮物的目的，保证悬浮物含量及粒径中值满足设定要求，最后进入回注水罐。在处理过程中产生的污泥均输送至污泥处理装置进行热解处理，能够将污泥集中起来进行处理，污泥处理效果好，资源的利用率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的含汞油气田采出水处理系统的流程示意图；

图2为本发明实施例的污泥处理装置的流程示意图。

图标:

100-污泥处理装置；101-泥斗；102-提升机；103-输送机；104-干化机；105-热解器；106-过滤器；107-冷凝塔；108-除油脱汞沉降器；109-气液分离器；110-导热油炉；111-第一换热器；112-聚结器；113-尾气吸附塔；114-第二换热器；115-凉水机组；116-补水机构；117-集水罐；118-集油罐；119-废渣罐；120-汞收集罐；121-引风机；200-缓冲罐；300-混合旋流反应器；400-油水泥分离装置；500-喷射气浮装置；600-组合式过滤器；700-回注水罐。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供了一种含汞油气田采出水处理系统，处理效果好，资源利用高，节能环保。

请结合图1，本实施例中，含汞油气田采出水处理系统包括污泥处理装置100和依次连接的缓冲罐200、混合旋流反应器300、油水泥分离装置400、喷射气浮装置500、组合式过滤器600、回注水罐700，缓冲罐200用于接收含汞油气田采出水；油水泥分离装置400的出泥口与污泥处理装置100连接。

承上述，本实施例提供的含汞油气田采出水处理系统的工作流程以及功能如下：

含汞油气田采出水自分离器余压进入缓冲罐200，经一级增压泵升压后进入混合旋流反应器300，在混合旋流反应器300中分别投加pH调节剂、破乳剂、PAC和PAM，经药剂与含汞油气田采出水充分反应后，通过余压进入油水泥分离器进行预分离，将浮游排至集油罐118；污泥自底部泥斗101排至污泥收集罐；出水经二级增压泵进入喷射气浮装置500，利用喷射气浮装置500的多级反应达到高效的分离效果，深度去除油及悬浮物；出水经三级增压泵增压后输送至组合式过滤器600，组合式过滤器600能达到中深度脱汞及去除悬浮物的目的，保证悬浮物含量及粒径中值满足设定要求，最后进入回注水罐700。在处理过程中产生的污泥均输送至污泥处理装置100进行热解处理，能够将污泥集中起来进行处理，污泥处理效果好，资源的利用率高。

请结合图2，本实施例中，可选的，污泥处理装置100包括泥斗101、提升机102、输送机103、干化机104、热解器105、过滤器106、冷凝塔107、除油脱汞沉降器108、气液分离器109、导热油炉110、第一换热器111、聚结器112、尾气吸附塔113、第二换热器114、凉水机组115、补水机构116、集水罐117和集油罐118。泥斗101用于承接含汞脱水污泥，也就是说，含汞污泥先收集在污泥罐中，然后输送至污泥浓缩罐中进行脱水处理，降低污泥含水量，脱水后的焊工污泥存储在接收仓中。然后，提升机102可以将接收仓中的污泥输送至泥斗101内，泥斗101与输送机103连接，输送机103可以为绞龙输送机103构，输送机103能实现污泥的匀速输送，并且在输送过程中能够搅拌打散污泥，便于污泥的后续处理。输送机103与干化机104连接，干化机104的出泥口与热解器105连接。并且，干化机104中设置有预热腔，导热油炉能够将高温油输送至预热腔内，实现干化机104的预热。具体的，第一换热器111设置有能够进行热交换的第一流道和第二流道，第一流道的出口与导热油炉110的进口连通，导热油炉110的出口与预热腔连通，预热腔与第一流道的进口连通，如此，实现了导热油的循环油路。而第一换热器111的第二流道的端部与热解器105的尾气排放口连通。尾气排放口排出的尾气温度高，携带了大量的热量，在流动于第二流道时，能与第一流道中流道的导热油进行热交换，加热导热油，提高导热油的热量，导热油进入预热腔后，能够对干化机104进行预热，如此，合理利用热解过程中产生的热量，提高能源利用率。同时，换热器的第二流道远离尾气排放口的端部与聚结器112连通，聚结器112的排气口与尾气吸附塔113连接，聚结器112的出水口与集水罐117连接，如此一来，当尾气排出后，尾气的热量被导热油吸收，尾气降温后进入聚结器112，在聚结器112内实现水气分离，气体经过尾气吸附塔113净化后能够直接排出，而水回流至集水罐117，集水罐117内的水可以通入污水处理系统进行处理。

同时，热解器105的出口与过滤器106连接，过滤器106中能够过滤热解产物中的废渣，废渣直接落入到废渣罐119中存储起来。而油气混合物经过过滤器106后进入与过滤器106连接的冷凝塔107中。同时，干化机104作业过程中产生的油气混合物也一同进入到冷凝塔107中。冷凝塔107与第二换热器114配合能够进行热交换，而第二换热器114与凉水机组115配合能够进行热交换，补水机构116与凉水机组115连接，用于为凉水机组115补水。工作过程中，热解器105出来的油气混合物经过过滤器106后进入冷凝塔107，在第二换热器114的作用下，油气混合物温度降低，含汞油进入除油脱汞沉降器108，在除油脱汞沉降器108作用下，分离出来的油进入集油罐118，分离出来的汞进入汞收集罐120，且分离出来的水进入集水罐117。进入气液分离器109的混合物，气体被分离出来后通过引风机121输送至热解器105参与污泥热解。而分离出来的水直接进入集水罐117中存储起来。集油罐118中的油液可以通过油泵输送至废油罐，进行后续的处理即可。

应当理解，过滤器106可以为干式脉冲结构。

本实施例中，需要说明的是，污泥进入干化机104后，被干化机104高速运转的转子瞬间打碎成沸腾颗粒状，比表面积大大增加，与热烟气充分接触，便于污泥的快速均匀干化。被干化后含水率约为40％的污泥被存储到干化污泥料斗，与燃料混合后，在进料机的旋转搅拌和螺旋推送下，进入热解器105进行处理。污泥在低温热解过程中产生的尾气含粉尘、汞蒸汽和大量水蒸气等，尾气通过干式脉冲除尘除掉粉尘，经空冷后进入冷凝塔107，剩余气体经除雾后进入气体汞吸附装置，气体达标排空。冷凝塔107中的冷凝水及喷淋循环水混合液进入除油脱汞沉降器108，冷凝汞等较重物质进入底部经旋流分离，水进入集水罐117，汞进入汞收集罐120。除油脱汞沉降器108的上清液可以进入循环冷却水系统冷却后再次进入冷凝塔107循环使用。

本实施例中，污泥热解过程具有不产生二噁英、固化重金属、高能量利用率和低能量损失等优点，使污泥实现彻底无害化，实现污染土壤的再生和资源化利用，节能环保。

实施例2

本实施例还提供了一种含汞油气田采出水处理工艺，采用缓冲罐200→混合旋流反应器300→油水泥分离装置400→喷射气浮装置500→过滤器106→回注水罐700的处理工艺。经处理后的出水水质达到含汞油气田采出水处理回注水质指标中的相关要求；在含汞油气田采出水处理过程中，为达到环保要求，对尾气进行处理后达标排放，尾气中汞含量能够达到设定要求，也即达到小于0.015mg/m3的排放要求。

具体的，含汞油气田采出水自分离器余压进入缓冲罐200，经增压泵升压后进入混合旋流反应器300，在混合旋流反应器300中分别投加pH调节剂、破乳剂、PAC和PAM，经药剂与含汞油气田采出水充分反应后，通过余压进入油水泥分离器进行预分离，将浮游排至集油罐118；油水泥分离器分离出来的泥水混合物进入污泥处理装置100。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含汞油气田采出水处理系统，其特征在于，包括：

污泥处理装置和依次连接的缓冲罐、混合旋流反应器、油水泥分离装置、喷射气浮装置、组合式过滤器、回注水罐，所述缓冲罐用于接收含汞油气田采出水；所述油水泥分离装置的出泥口与所述污泥处理装置连接。

2.根据权利要求1所述的含汞油气田采出水处理系统，其特征在于：

所述混合旋流反应器设置有多个加药口，每个所述加药口用于添加不同的添加剂至所述混合旋流反应器内。

3.根据权利要求1所述的含汞油气田采出水处理系统，其特征在于：

所述污泥处理装置包括泥斗、输送机、干化机、热解器、过滤器、冷凝塔、除油脱汞沉降器、气液分离器、集水罐和集油罐；所述泥斗通过所述输送机与所述干化机连接，所述干化机的出泥口与所述热解器连接，所述干化机的油水出口连通所述冷凝塔，所述冷凝塔与所述除油脱汞沉降器连接，所述除油脱汞沉降器的出油口与所述集油罐连接，所述除油脱汞沉降器的气液出口与气液分离器连接；所述气液分离器的出气口与所述热解器连接，所述气液分离器的出水口与所述集水罐连接；所述热解器的出气口连通所述过滤器，所述过滤器的出气口连通所述冷凝塔。

4.根据权利要求3所述的含汞油气田采出水处理系统，其特征在于：

所述污泥处理装置还包括提升机，所述提升机用于将污泥输送至所述泥斗内。

5.根据权利要求3所述的含汞油气田采出水处理系统，其特征在于：

所述输送机设置为绞龙输送机构。

6.根据权利要求3所述的含汞油气田采出水处理系统，其特征在于：

所述污泥处理装置还包括导热油炉和第一换热器，所述第一换热器包括能进行热交换的第一流道和第二流道，所述导热油炉的进油口连通所述第一流道的出口，所述导热油炉的出油口连通所述干化机，所述干化机的出油口连通所述第一流道的进口，所述导热油炉用于预热干化机；所述热解器的尾气排放口与所述第二流道连通。

7.根据权利要求6所述的含汞油气田采出水处理系统，其特征在于：

所述污泥处理装置还包括聚结器和尾气吸附塔，所述聚结器的进口连通所述第二流道，所述聚结器的出水口连通所述集水罐；所述聚结器的出气口连通所述尾气吸附塔，所述尾气吸附塔用于净化气体。

8.根据权利要求3-6中任一项所述的含汞油气田采出水处理系统，其特征在于：

所述污泥处理装置还包括第二换热器和凉水机组，所述第二换热器用于与冷凝塔进行热交换，所述凉水机组用于与第二换热器进行热交换。

9.根据权利要求8所述的含汞油气田采出水处理系统，其特征在于：

所述污泥处理装置还包括补水机构，所述补水机构与所述凉水机组连接。

10.一种含汞油气田采出水处理工艺，适用于权利要求1-9中任一项所述的含汞油气田采出水处理系统，其特征在于，包括如下步骤：

含汞油气田采出水自分离器余压进入缓冲罐，经增压泵升压后进入混合旋流反应器，在混合旋流反应器中分别投加pH调节剂、破乳剂、PAC和PAM，经药剂与含汞油气田采出水充分反应后，通过余压进入油水泥分离器进行预分离，将浮游排至集油罐；油水泥分离器分离出来的泥水混合物进入污泥处理装置。