CN1323033C - 一种以氮气为气源的压力溶气气浮除油方法及装置 - Google Patents

一种以氮气为气源的压力溶气气浮除油方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN1323033C
CN1323033C CNB2005100964690A CN200510096469A CN1323033C CN 1323033 C CN1323033 C CN 1323033C CN B2005100964690 A CNB2005100964690 A CN B2005100964690A CN 200510096469 A CN200510096469 A CN 200510096469A CN 1323033 C CN1323033 C CN 1323033C
Authority
CN
China
Prior art keywords
air
nitrogen
water
oil
dissolving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2005100964690A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1792831A (zh
Inventor
周宗强
刘海浪
曾亚勤
王亚平
周芳德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Xian Changqing Technology Engineering Co Ltd
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CNB2005100964690A priority Critical patent/CN1323033C/zh
Publication of CN1792831A publication Critical patent/CN1792831A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1323033C publication Critical patent/CN1323033C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明公开了以氮气为气源的压力溶气气浮除油方法及装置，氮气经气体压缩机后被引至溶气罐，通过加使压绝大部分气体溶于气浮处理罐的含油污水中。溶气水进入接触室，由溶气释放器卸压喷射，气体便从溶液中溢出，微细气泡随之产生，污水中的油滴和悬浮物被微细气泡携带上升，达到除油目的。使用氮气既避免了采出水曝氧，又解决了使用天然气带来的安全隐患。

Description

一种以氮气为气源的压力溶气气浮除油方法及装置
技术领域
本发明属于污水处理方法，涉及石油生产技术领域的污水处理，是一种以氮气为气源的新型压力溶气气浮除油方法及装置。
背景技术
石油及化工工业中需要对大量含油污水进行处理，几十年来，随着石油工业的迅猛发展，由采油、采气、钻井所带来的各种污水给自然环境和人类健康带来了很大危害。据1998年统计，全国各油田采出水量达到每日140多万方。由于这些污水的危害，所以在其排放或回注之前，要进行一定的处理和处置。
油田污水处理及回收对石油生产和环境保护起着极其重要的作用，到目前为止，全世界所有油田都必须面对和解决油田污水处理及回收，既要保证和提高石油生产，同时又要保护好自然环境。
油田污水种类较多，主要有原油采出水、钻井污水及其它类型的含油污水。采出水约占石油开发中总污染物的98％。它是从原油和天然气中分离出来的地层水。它可以是基岩(或共生)水，也可以是基岩水与注入水的混合水。它可能来自地面加工废液(如脱盐废水)，也可能来自水洗井水。采出水的污染是由于其含有的杂质会对生态环境造成危害。这些杂质包括有可溶性的固体(主要是盐类和重金属)、悬浮的和溶解的原油、固体颗粒、硫化氢、二氧化碳，还含有微量的天然放射性物质。除了天然的杂质外，还含有一些用来改变采出水化学性质的化学添加剂，如混凝剂、防腐剂、破乳剂、杀菌剂、分散剂、清蜡剂及防垢剂等，而注水开发油田采出的采出水中还含有注入地层中的酸类、除氧剂、表面活性剂、润滑剂和除垢剂等。钻井污水成分复杂，主要取决于被钻岩石和所采用的钻井液、洗井液等的成分。钻井污水中存有石油、粘度控制剂、粘土稳定剂、加重剂、防腐剂、杀菌剂、润滑剂、地层亲和剂、消泡剂及重金属等。其它类型的含油污水主要包括油污泥堆排放场所的渗滤水、洗涤设备的污水、油田地表经流雨水、生活污水以及事故性泄露和排放引起的污染水体等。由于油田污水种类多，地层差异及钻井工艺的不同等原因，各地的油田污水水质差异大、同时水质变化也大，这为油田污水的处理带来了困难。
油田污水经过处理后再回注地层或向外排放，此时要对水中的悬浮物、油、矿化度等多项指标进行严格控制，防止对石油储层产生伤害，如果是作为锅炉或生活用水，则要严格控制水中的钙、镁离子含量，硬度，如果处理后排放，则根据自然环境保护要求，将污水处理到回注排放标准。我国绝大部份油田处于沙漠、戈壁滩、草原及海边，水资源缺乏，因此，油田污水处理的好坏直接关系到油田的生产成本、生产安全和自然环境的保护。
气浮法作为一种高效、快速的固液、液液分离技术，始于选矿。自七十年代以来，该项技术在水处理领域颇受国内外学者的关注并得以迅速发展，目前已较广泛地应用于油田废水、城市污水和工业废水处理。气浮过程根据气泡的产生方式不同，可分为电解(凝聚)气浮、喷射气浮和溶气气浮，其中的压力溶气气浮是水处理最常用的工艺。
溶气气浮过程是一个物理化学的混合过程。物理过程为将气体注入水中，混合液被引至溶气罐，通过加压绝大部分气体溶于水中。溶气水进入接触室，由溶气释放器卸压喷射，气体便从溶液中溢出，微细气泡随之产生。接下来要完成气泡与悬浮物(包括油珠和絮粒)的接触过程由两种因素促成，一是气泡与悬浮物的直接碰撞；二是带正电荷的气泡和带负电荷的悬浮固体颗粒相互吸引，由于气泡和颗粒的ξ电位很小，一般需加入阳离子化学剂(如硫酸铝)加强ξ电位，以加强气泡与颗粒之间的吸引力。分离过程主要是依靠气泡的浮力(气泡的比重远小于水)，实现粘附于气泡上悬浮物的强制性上浮。
油田上常用的压力溶气气浮装置主要有两种，一种是以空气为气源的开放式压力溶气气浮装置，但这种装置最大的问题在于采出水曝氧。采出水的矿化度极高(一般为10000-50000mg/L)、导电率高、电化学反应快，本身就是具有较强的腐蚀性。氧是很强的氧化剂，如果空气中的氧溶于水中，由于体积小、活性大、穿透性强的Cl-存在及溶解氧与水中的H2S，CO，产生协同作用，使腐蚀速度大为加快。另一种是以天然气为气源的密闭式压力溶气气浮装置，这种方式虽然避免了采出水曝氧，但也存在其他的问题，例如安全问题，由于天然气的主要成分是甲烷、乙烷等易燃气体。
发明内容
为解决上述目前压力溶气气浮装置中存在的问题，本发明的目的在于，提供一种以氮气为气源的密闭式压力溶气气浮方法及装置。
为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
一种以氮气为气源的密闭式压力溶气气浮方法，其特征在于，该方法在天然气为气源的密闭式压力溶气气浮装置上以氮气替代天然气进行密闭式循环，氮气经气体压缩机后被引至溶气罐，通过压缩机的加压，使绝大部分氮气溶于气浮处理罐的含油污水中，溶气释放器卸压喷射，气体便从溶液中溢出，微细气泡随之产生，带走含油污水中的油滴和悬浮物，并收集处理后的清水。
上述方法的装置，包括气浮处理罐，其特征在于，所述的气浮处理罐的上部出气口与一个氮气罐相连通，氮气罐上连接有膜分离器，并通过气体压缩机与溶气罐相连，溶气罐与气浮处理罐连接；
气浮处理罐还与一个清水罐连接，该清水罐的部分清水通过管路回流至溶气罐中。
本发明充分利用了压力溶气气浮方法及装置的特点，使用氮气既避免了采出水曝氧，又解决了使用天然气带来的安全隐患，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明的结构原理图，其中的标号分别表示：1、膜分离器，2、氮气罐，3、气体压缩机，4、压力溶气罐，5、气浮处理罐，6、清水罐。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明以氮气替代天然气进行密闭式循环，氮气经气体压缩机后被引至溶气罐，通过加使压绝大部分气体溶于气浮处理罐的含油污水中。使绝大部分氮气溶于含油污水中，含氮气体产生微细气泡，带走含油污水中的油滴和悬浮物，并收集处理后的清水。
参见图1，本发明的装置包括气浮处理罐5，其特征在于，所述的气浮处理罐5的上部出气口与一个氮气罐2相连通，氮气罐2上连接有膜分离器1，并通过气体压缩机3与溶气罐4相连，溶气罐4与气浮处理罐5连接；气浮处理罐5还与一个清水罐6连接，该清水罐6还和溶气罐4相通。
膜分离器1将空气中的氮气分离，并将分离产生的氮气送入氮气罐2中，氮气罐2的氮气通过气体压缩机3进入溶气罐4，通过气体压缩机的加压，其中绝大部分的氮气溶于水中。溶氮气水通过管路进入气浮处理罐5中，由溶气罐4中的溶气释放器卸压喷射，使氮气从污水溶液中溢出，随之产生微细气泡，带走含油污水中的油滴和悬浮物，处理后的清水则进入清水罐6，同时气浮处理罐5中的部分氮气回流至氮气罐2中。这是处理污水的基本流程。与此同时，气浮处理罐5中和氮气罐2之间还存在一个氮气平衡问题，由于处理后的清水可能带走一部分氮气，因此需要补充氮气，而膜分离器1的作用就是通过分离空气产生氮气为氮气罐2补充氮气。

Claims (1)

1.一种以氮气为气源的压力溶气气浮除油装置，包括气浮处理罐(5)，其特征在于，所述的气浮处理罐(5)的上部出气口与一个氮气罐(2)相连通，氮气罐(2)上连接有膜分离器(1)，并通过气体压缩机(3)与溶气罐(4)相连，溶气罐(4)与气浮处理罐(5)连接；
气浮处理罐(5)还与一个清水罐(6)连接，该清水罐(6)的部分清水通过管路回流至溶气罐(4)中。
CNB2005100964690A 2005-12-05 2005-12-05 一种以氮气为气源的压力溶气气浮除油方法及装置 Expired - Fee Related CN1323033C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100964690A CN1323033C (zh) 2005-12-05 2005-12-05 一种以氮气为气源的压力溶气气浮除油方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005100964690A CN1323033C (zh) 2005-12-05 2005-12-05 一种以氮气为气源的压力溶气气浮除油方法及装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1792831A CN1792831A (zh) 2006-06-28
CN1323033C true CN1323033C (zh) 2007-06-27

Family

ID=36804504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100964690A Expired - Fee Related CN1323033C (zh) 2005-12-05 2005-12-05 一种以氮气为气源的压力溶气气浮除油方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1323033C (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101101087B (zh) * 2006-07-05 2011-06-15 稻田太一 水中产生超微细气泡的管路系统
CN102050500A (zh) * 2010-11-24 2011-05-11 哈尔滨工业大学 采用氮气气浮装置处理煤制气废水的方法
CN102153221B (zh) * 2011-04-01 2012-10-10 西安长庆科技工程有限责任公司 一种油田采出水处理工艺
CN102583816B (zh) * 2012-01-30 2014-05-07 西安石油大学 氮气气浮含油污水回用处理方法
CN102826623A (zh) * 2012-09-21 2012-12-19 中国石油化工股份有限公司 一种气浮装置
CN103015927B (zh) * 2012-12-25 2015-08-19 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 一种废弃钻井液优化处理重复利用方法
CN103086456A (zh) * 2013-03-01 2013-05-08 哈尔滨工业大学 利用微气泡改性技术强化气浮工艺分离效果的方法
CN104128039A (zh) * 2013-05-02 2014-11-05 罗伯特·彼得科维奇 一种纯化烃类抽提流体的方法
CN103848511B (zh) * 2014-03-17 2015-04-15 天津大学 循环式浮选油水分离方法及装置
CN107055663A (zh) * 2017-03-02 2017-08-18 浙江鸣食品股份有限公司 一种平流式气浮
CN108191093A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 中国海洋石油集团有限公司 一种适用于稠油污水处理的气浮-动态膜耦合分离装置及分离方法
CN111056650A (zh) * 2018-10-17 2020-04-24 中国石油化工股份有限公司 一种处理二氧化碳驱油田采出水的方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1073154A (zh) * 1991-12-09 1993-06-16 无锡县节能净化设备厂 喷射溶气法处理采油回注水工艺

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1073154A (zh) * 1991-12-09 1993-06-16 无锡县节能净化设备厂 喷射溶气法处理采油回注水工艺

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
制丝污水压力式溶气气浮处理系统的技改 刘华平，丝绸，第8期 2001 *
加压溶气气浮设备理论溶气量的计算 王文海，环境污染治理技术与设备，第3卷第7期 2002 *
加压溶气气浮设备理论溶气量的计算 王文海，环境污染治理技术与设备，第3卷第7期 2002;制丝污水压力式溶气气浮处理系统的技改 刘华平，丝绸，第8期 2001 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN1792831A (zh) 2006-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1323033C (zh) 一种以氮气为气源的压力溶气气浮除油方法及装置
CN105293790B (zh) 油田含油综合污水处理方法
CN108585398A (zh) 一种处理含油污泥的方法及其装置系统
Bianco et al. Phenanthrene biodegradation in a fed–batch reactor treating a spent sediment washing solution: Techno–economic implications for the recovery of ethanol as extracting agent
CN105925300B (zh) 一种用于油基钻屑处理的co2开关型溶剂的回收方法
CN102974600B (zh) 周期性加药油气液三相抽提装置及其修复石油污染土壤的方法
CN103880202A (zh) 含硫酸性气田采气废水回注处理工艺
KR101768006B1 (ko) 나노버블 및 무기산 다단세척을 이용한 복합오염토양 정화처리시스템
CN109365512A (zh) 一种移动式快速洗脱石油污染土壤的工艺及装置
CN103964543A (zh) 一种煤化工领域废水除油脱酚的方法
CN110255792A (zh) 一种特低渗透油田采出水稳定达标处理系统及其处理工艺
Abou-Shady et al. Comprehensive review of progress made in soil electrokinetic research during 1993-2020, part II. No. 1: Materials additives for enhancing the intensification process during 2017-2020
CN101585610A (zh) 一种药剂可循环使用的水处理方法及其系统
CN113119350B (zh) 一种矿化富集分离环境微纳塑料污染物的方法
CN102583816A (zh) 氮气气浮含油污水回用处理方法
CN108328856A (zh) 一种低浓度有机污染地下水的原位修复工艺及其应用
CN108033601A (zh) 油田作业废水处理的方法
CN202148234U (zh) 皂化液的生化处理装置
CN101327966A (zh) 一种稠油污水射流溶气气浮工艺
CN109937191A (zh) 用于处理来自油田和气田的产出水的方法和设备
Mulligan Biosurfactants for the remediation of metal contamination
CN101264990A (zh) 三元复合驱采出污水气浮除硅降低悬浮物一体化处理工艺
JP2015077571A (ja) 汚染物質含有媒質の浄化方法
Li et al. Water management in hydraulic fracturing technology
CN109209268A (zh) 利用还原性铁粉处理酸化返排液的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: XI'AN CHANGQING TECHNOLOGY ENGINEERING CO., LTD.

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20100414

Address after: 710049 Xianning Road, Shaanxi, China, No. 28, No.

Co-patentee after: Xian Changqing Science and Technology Engineering Co., Ltd.

Patentee after: Xi'an Jiaotong University

Address before: 710049 Xianning Road, Shaanxi, China, No. 28, No.

Patentee before: Xi'an Jiaotong University

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070627

Termination date: 20151205

EXPY Termination of patent right or utility model