RU2367618C2 - Titanous coagulant used for purification of oil-containing oilfield saltwater up to potable water quality, method thereof (versions) and complex system thereof - Google Patents
Titanous coagulant used for purification of oil-containing oilfield saltwater up to potable water quality, method thereof (versions) and complex system thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2367618C2 RU2367618C2 RU2007135538/15A RU2007135538A RU2367618C2 RU 2367618 C2 RU2367618 C2 RU 2367618C2 RU 2007135538/15 A RU2007135538/15 A RU 2007135538/15A RU 2007135538 A RU2007135538 A RU 2007135538A RU 2367618 C2 RU2367618 C2 RU 2367618C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- oil
- purification
- titanium
- stage
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области очистки пластовых соленых вод и может быть использовано для получения вод котлового или питьевого качества из нефтесодержащих пластовых соленых вод с применением мембранных технологий, а также для улучшения состояния и сохранения здоровья человека и охраны окружающей среды; изобретение может быть отнесено к приоритетному стратегическому направлению развития в России «Здоровье нации».The invention relates to the field of treatment of brine salt water and can be used to produce boiler or potable water from oil-containing brine salt water using membrane technologies, as well as to improve the condition and maintain human health and environmental protection; the invention can be attributed to the priority strategic direction of development in Russia “Health of the nation”.
Известен способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений (1), который включает предварительную очистку вод от механических примесей и нефти с последующим последовательным извлечением магния, лития, бора, йода, брома и других компонентов, после удаления которых воду направляют в систему поддержания пластового давления для повторной закачки в пласт. Однако известный способ очистки не позволяет достичь высокого уровня очистки до питьевого качества, поскольку технология очистки недостаточно высока и сводится, в основном, к извлечению неорганических компонентов, после чего очищенная вода по степени очистки пригодна только для закачки ее в пласт.There is a method of complex processing of associated water in oil fields (1), which includes preliminary purification of water from mechanical impurities and oil, followed by sequential extraction of magnesium, lithium, boron, iodine, bromine and other components, after the removal of which water is sent to the reservoir pressure maintenance system for re-injection into the reservoir. However, the known purification method does not allow to achieve a high level of purification to potable quality, since the purification technology is not high enough and boils down mainly to the extraction of inorganic components, after which the purified water is only suitable for pumping it into the reservoir according to the degree of purification.
Известен способ удаления загрязняющих примесей из поступающего потока (2), которое относится к обработке добываемой воды из установки добычи сырой нефти тепловым методом. Однако известный способ обеспечивает очистку пластовой воды лишь для предотвращения образования накипи в установке дистилляции.A known method of removing contaminants from the incoming stream (2), which relates to the treatment of produced water from the installation of crude oil production by the thermal method. However, the known method provides the purification of produced water only to prevent scale formation in the distillation unit.
Известен способ удаления кольматирующих образований из углеводородосодержащих пластов (3), в котором полимерные кольматирующие образования удаляются с помощью химических реагентов. Однако известный способ очистки направлен на устранение осложнений при проводке скважин, обработке ствола скважин перед вторичным вскрытием продуктивных пластов.A known method of removing colmatizing formations from hydrocarbon-containing formations (3), in which the polymer colmatizing formations are removed using chemical reagents. However, the known method of cleaning is aimed at eliminating complications during the drilling of wells, treatment of the wellbore before the secondary opening of reservoirs.
Известны способ и установка для очистки жидких стоков, содержащих, в частности, во взвешенном состоянии загрязняющие вещества (4), предусматривающие средства разделения гравитационного действия и средства мембранного разделения, применяемых на этапе окончательной очистки. Однако известный способ имеет ограниченную область применения и качества очистки - для жидких стоков с взвешенными загрязняющими веществами.A known method and installation for the purification of liquid effluents, containing, in particular, in suspension suspended pollutants (4), providing means for separating the gravitational action and means for membrane separation used at the stage of final cleaning. However, the known method has a limited scope and quality of treatment for liquid effluents with suspended contaminants.
Известен автоматический комплекс очистки нефтесодержащих сточных вод (5), который предназначен для физико-химической очистки нефтесодержащих сточных вод. Автоматический комплекс содержит средство для подачи исходной воды, блоки предварительной очистки, сборники и трубопроводы возврата предварительно очищенной исходной воды, блок автоматического управления процессом очистки. Известный комплекс решает поставленную при его создании техническую задачу, в соответствии с которой данная разработка по сравнению с выбранным прототипом (6) повышает степень очистки исходной воды до повторного использования в технических целях за счет наличия в ней операции удаления солей (хлоридов). Однако известный автоматический комплекс рассчитан по своей технологии на очистку сточных вод и на выходе очищенная вода не достигает питьевого качества. Кроме того, из описания изобретения не следует какого качества очистки достигает исходная вода на выходе и насколько она пригодна для использования в котельных установках: в описании не приводятся сопоставительные количественные и/или качественные параметры исходной и очищенной воды. К тому же, известный автоматический комплекс является дорогостоящим из-за его сложной конструкции, а также трудоемким в проведении процесса очистки и технологическом обслуживании этого процесса.Known automatic complex for the purification of oily wastewater (5), which is intended for physico-chemical purification of oily wastewater. The automatic complex contains a means for supplying source water, pre-treatment units, collectors and pipelines for returning pre-treated source water, an automatic control unit for the cleaning process. The well-known complex solves the technical problem posed during its creation, according to which this development, compared with the selected prototype (6), increases the degree of purification of the source water to reuse for technical purposes due to the presence of the operation of removing salts (chlorides) in it. However, the well-known automatic complex is designed according to its technology for wastewater treatment and, at the outlet, the purified water does not achieve drinking quality. In addition, from the description of the invention it does not follow what quality of treatment the source water at the outlet reaches and how suitable it is for use in boiler plants: the description does not provide comparative quantitative and / or qualitative parameters of the source and purified water. In addition, the well-known automatic complex is expensive due to its complex design, as well as time-consuming in carrying out the cleaning process and technological maintenance of this process.
Известен тонкостенный отстойник (7), предназначенный для очистки пластовых вод, однако этим устройством исходные пластовые воды очищаются только от взвешенных частиц, в связи с чем устройством не достигается степень очистки до питьевого качества.Known thin-walled sump (7), designed for the treatment of produced water, however, with this device, the original produced water is purified only from suspended particles, and therefore the degree of purification to the drinking quality is not achieved.
Известен флотатор (8), предназначенный для обработки воды промышленных и бытовых стоков, однако степень и качество очистки исходной воды невысокие, поскольку из исходной воды удаляются лишь белки, жиры, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества и другие примеси, что не обеспечивает достаточного качества очистки вод до питьевой.Known flotator (8), designed for the treatment of industrial and domestic wastewater, however, the degree and quality of treatment of the source water is low, since only proteins, fats, oil products, surfactants and other impurities are removed from the source water, which does not provide a sufficient quality of treatment water before drinking.
Известны технология очистки пластовой воды и установка для его реализации (9), наиболее близкая по решению технической задачи к предлагаемому в изобретении способу. Известный способ позволяет проводить очистку нефтесодержащих пластовых соленых вод до питьевого качества и включает технологическую операцию коагуляции и осветления исходной воды.The known technology for treating produced water and an installation for its implementation (9), which is closest in solving the technical problem to the method proposed in the invention. The known method allows the purification of oil-containing formation salt water to drinking quality and includes a technological operation of coagulation and clarification of the source water.
Недостатком известного способа является степень очистки пластовой воды до содержания в ней нефти в количестве не более 15 мг/л, что недостаточно для получения на выходе воды высокого питьевого качества.The disadvantage of this method is the degree of purification of produced water to the oil content in it in an amount of not more than 15 mg / l, which is not enough to obtain high drinking quality water at the outlet.
Известна установка для очистки пластовой воды (9), наиболее близкая по решению технической задачи к предлагаемой в изобретении комплексной системе очистки пластовых вод. Известная установка, которая основана на последовательном осветлении исходной воды, позволяет проводить очистку нефтесодержащих пластовых соленых вод до питьевого качества, однако степень очистки пластовой воды в известной установке позволяет удалить в ней нефтесодержащие продукты до содержания в количестве не более 15 мг/л, что недостаточно для получения на выходе воды высокого питьевого качества.A known installation for treating formation water (9), which is closest in solving the technical problem to the proposed in the invention a comprehensive system for treating formation water. The known installation, which is based on the sequential clarification of the source water, allows the purification of oil-containing formation salt water to drinking quality, however, the degree of purification of formation water in the known installation allows the removal of oil-containing products in it to a content of not more than 15 mg / l, which is insufficient for receiving at the exit of water of high potable quality.
Известен коагулянт для очистки промышленных сточных вод с применением коагулянтов (10), содержащих природный алюмосиликат, имеющий в своем составе соотношение оксида кремния к оксиду алюминия 3,9-4,16 и соотношение природного алюмосиликата к минеральной кислоте в соотношении 0,07-0,25. Однако известный коагулянт имеет недостаточно высокую степень очистки.Known coagulant for treating industrial wastewater using coagulants (10) containing natural aluminosilicate, having in its composition a ratio of silica to alumina 3.9-4.16 and a ratio of natural aluminosilicate to mineral acid in a ratio of 0.07-0, 25. However, the known coagulant has an insufficiently high degree of purification.
Известен коагулянт для очистки природных и сточных вод (11), наиболее близкий к предлагаемому изобретению по достигаемому техническому результату и выбранный в качестве прототипа. Коагулянт содержит соединения алюминия, оксида кальция, оксида кремния, оксида железа, оксида магния и диоксида серы.Known coagulant for the treatment of natural and wastewater (11), closest to the proposed invention according to the achieved technical result and selected as a prototype. The coagulant contains compounds of aluminum, calcium oxide, silicon oxide, iron oxide, magnesium oxide and sulfur dioxide.
Недостатками известного коагулянта являются получение недостаточно высокой степени очистки и нестабильность обеззараживающих ее свойств.The disadvantages of the known coagulant are obtaining insufficiently high degree of purification and instability of its disinfecting properties.
Технический результат, достигаемый изобретением, является общим для всей группы заявленных изобретений (коагулянта титанового, используемого для очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до воды питьевого качества, способа очистки и комплексной системы для очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до воды питьевого качества), он состоит в повышении эффективности очистки до котлового и питьевого качества и обеззараживания природных и сточных вод не ниже соответствующих установленным нормам (12, 13), а также в снижении стоимости всего технологического цикла и уменьшении трудоемкости при очистке пластовых вод.The technical result achieved by the invention is common to the entire group of claimed inventions (titanium coagulant used for purification of oil-containing formation salt water to drinking quality water, a cleaning method and an integrated system for purification of oil-containing formation salt water to drinking quality water), it consists in increasing the efficiency of cleaning to boiler and drinking quality and disinfection of natural and wastewater is not lower than the established standards (12, 13), as well as in reducing the cost this process cycle and reducing the complexity of the purification water reservoir.
Указанный технический результат достигается новым коагулянтом титановым, используемым для очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до воды питьевого качества, который содержит оксиды, гидроксиды, сульфаты, оксигидросульфаты, хлориды, оксигидрохлориды титана, алюминия и кремния, причем указанные ингредиенты содержаться в пересчете на оксиды в соотношении:The specified technical result is achieved by a new titanium coagulant used for purification of oil-containing formation salt water to potable water, which contains oxides, hydroxides, sulfates, oxyhydrosulfates, chlorides, oxyhydrochlorides of titanium, aluminum and silicon, and these ingredients are contained in terms of oxides in the ratio:
оксид алюминия - не более 76,5 мас.%,aluminum oxide - not more than 76.5 wt.%,
оксид титана - не менее 10,6 мас.%,titanium oxide - not less than 10.6 wt.%,
оксид кремния - не менее 5,0 мас.%,silicon oxide - not less than 5.0 wt.%,
примесные соединения серы, железа, кальция, хлора - не более 0,5 мас.%, вода - не более 7,4 мас.%.impurity compounds of sulfur, iron, calcium, chlorine - not more than 0.5 wt.%, water - not more than 7.4 wt.%.
Указанный технический результат достигается также новым способом очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до воды питьевого качества по первому варианту, включающем их коагуляцию и осветление, в соответствие с которым перед коагуляцией и осветлением осуществляют двухстадийную флотацию, на первой стадии которой производят подачу нефтесодержащей пластовой соленой воды и ее предварительную очистку от нефтепродуктов, на второй стадии флотации в нее добавляют водный раствор хлопьеобразующих химических реагентов - кальцинированной соды и/или извести в количестве на 1 куб.м очищаемой пластовой воды не менее 100 г кальцинированной соды и не менее 100 г извести в пересчете на сухое вещество, после второй стадии флотации производят отстаивание очищаемой воды до выпадения в осадок механических примесей и солей жесткости, а коагуляцию осуществляют добавлением в полученную после отстаивания пластовую воду раствора коагулянта титанового по п.1 в количестве на 1 куб.м очищаемой не менее 20 г в пересчете на сухое вещество до снижения содержания нефтепродуктов в 1 куб.м очищаемой пластовой воды не более 0,05 г, после чего производят окончательную очистку воды методом обратного осмоса до достижения питьевого качества воды.The indicated technical result is also achieved by a new method of purification of oil-containing formation salt water to drinking water according to the first embodiment, including their coagulation and clarification, according to which, before coagulation and clarification, two-stage flotation is performed, at the first stage of which oil-containing formation salt water and its preliminary cleaning of oil products, at the second stage of flotation, an aqueous solution of flocculating chemical reagents is added to it - calcined soda and / or lime in an amount of at least 100 g of soda ash and at least 100 g of lime in terms of dry matter per 1 cubic meter of purified formation water, after the second flotation stage, the purified water is sedimented until mechanical impurities and hardness salts precipitate and coagulation is carried out by adding to the produced water after settling the solution of titanium coagulant solution according to claim 1 in an amount per 1 cubic meter of cleaned at least 20 g in terms of dry matter to reduce the oil content in 1 cubic meter of cleaned bottled water is not more than 0.05 g, after which the final water purification is carried out by the reverse osmosis method until drinking water quality is achieved.
Указанный технический результат достигается также новым способом очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до воды питьевого качества по второму варианту, включающим коагуляцию и осветление, в котором, в соответствии с предлагаемым изобретением, перед коагуляцией и осветлением осуществляют двухстадийную флотацию, на первой стадии которой производят подачу нефтесодержащей пластовой соленой воды и ее предварительную очистку от нефтепродуктов, на второй стадии флотации в нее добавляют водный раствор хлопьеобразующих химических реагентов - кальцинированной соды и/или извести в количестве на 1 куб.м очищаемой пластовой воды не менее 100 г кальцинированной соды и не менее 100 г извести в пересчете на сухое вещество, после второй стадии флотации производят отстаивание очищаемой воды до выпадения в осадок механических примесей и солей жесткости, а коагуляцию осуществляют добавлением в полученную после отстаивания пластовую воду смеси коагулянта титанового по п.1 и диоксида титана в количестве не менее 20 г/куб.м в пересчете на сухое вещество до снижения содержания нефтепродуктов в 1 куб.м очищаемой пластовой воды не более 0,05 г, после чего производят окончательную очистку воды методом обратного осмоса до достижения питьевого качества воды.The specified technical result is also achieved by a new method of purification of oil-containing formation salt water to potable water according to the second embodiment, including coagulation and clarification, in which, in accordance with the invention, two-stage flotation is carried out before coagulation and clarification, in the first stage of which an oil-containing formation is supplied salt water and its preliminary purification from oil products; at the second stage of flotation, an aqueous solution of flocculating chemical of agents - soda ash and / or lime in an amount of at least 100 g of soda ash and at least 100 g of lime in terms of dry matter per 1 cubic meter of purified soda water, after the second flotation stage, the purified water is sedimented until mechanical impurities precipitate and hardness salts, and coagulation is carried out by adding to the produced water after settling a mixture of a titanium coagulant according to
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что в процессе коагуляции используют смесь коагулянта титанового с порошкообразным диоксидом титана в массовом соотношении, соответственно равном 20:1.In addition, the specified technical result is achieved by the fact that in the process of coagulation using a mixture of titanium coagulant with powdered titanium dioxide in a mass ratio, respectively, equal to 20: 1.
Указанный технический результат достигается также с помощью комплексной системы для очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до воды питьевого качества, содержащей контактный осветлитель, в которой, в соответствии с заявленным изобретением, контактный осветлитель соединен, с одной стороны, через трубопровод, имеющий штуцеры для подачи хлопьеобразующих химических реагентов, с отстойником, снабженным глухой вертикальной перегородкой, высота которой ниже уровня верхнего края корпуса отстойника, с другой стороны, контактный осветлитель соединен через насос высокого давления с мембранными блоками обратного осмоса, а отстойник соединен с наклонно расположенным флотатором, в верхнюю часть первой камеры которого поступает нефтесодержащая пластовая соленая вода.The specified technical result is also achieved using an integrated system for the purification of oil-containing formation salt water to potable water containing contact clarifier, in which, in accordance with the claimed invention, the contact clarifier is connected, on the one hand, through a pipeline having fittings for supplying flocculent chemical reagents, with a sump equipped with a blind vertical partition, the height of which is below the level of the upper edge of the sump, on the other hand, contact clarification Itel is connected through a high pressure pump to reverse osmosis membrane units, and the sump is connected to an inclined flotator, in the upper part of the first chamber of which oil-containing formation salt water enters.
Кроме того, указанный технический результат достигается тем, что контактный осветлитель имеет гравийную загрузку.In addition, the specified technical result is achieved by the fact that the contact clarifier has a gravel load.
Помимо этого, указанный технический результат достигается тем, что флотатор имеет не менее 10 флотационных камер.In addition, this technical result is achieved in that the flotator has at least 10 flotation chambers.
Кроме этого, указанный технический результат достигается тем, что на трубопроводе, соединяющем контактный осветлитель и отстойник, на расстоянии не менее 1 метра от входа в контактный осветлитель расположены не менее 4-х штуцеров для подачи хлопьеобразующих химических реагентов.In addition, this technical result is achieved by the fact that at least 4 fittings for supplying flocculating chemicals are located on the pipeline connecting the contact clarifier and the settler at a distance of at least 1 meter from the entrance to the contact clarifier.
Из сопоставительного анализа известных решений следует, что тождественной группы заявленных изобретений, объединенных единым указанным выше техническим результатом, заявителем не обнаружено.From a comparative analysis of the known solutions it follows that the identical group of the claimed inventions, united by a single technical result indicated above, was not found by the applicant.
Технология очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до котлового и питьевого качества по заявляемому изобретению поясняется Фиг.1 и 2, на которых представлена схема заявленной комплексной системы для очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до питьевого качества, осуществляемой в две стадии.The technology of purification of oil-containing formation salt water to boiler and drinking quality according to the claimed invention is illustrated in Figures 1 and 2, which show a diagram of the claimed integrated system for the purification of oil-containing formation salt water to drinking quality, carried out in two stages.
Первая стадия очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод, представленная в виде схемы на Фиг.1, основана на двухстадийной флотации и включает следующие элементы комплексной системы: трубопровод 1 со штуцером для подачи пластовой (шахтной) воды на очистку со счетчиком 2, регистрирующим объем поступающей на очистку воды, мешалку 3 с баком 4 для содового раствора и насос 5 для его откачки, флотомашину 6, в которой на первых пяти камерах осуществляется очистка воды от нефтепродуктов, а на следующих вторых пяти камерах - умягчение и подщелачивание воды; мешалку 7 известкового раствора и насос-дозатор 8 для его подачи, систему зумпфов насосов 9, 10 для перекачивания загрязняющих примесей, 11 - для перекачивания очищенной на флотации воды, 12 - для откачивания недостаточно очищенной воды, систему насосов 13 - для откачки чистой воды на «хранилище», 14 - для перекачивания загрязненной воды на бак отстойника и нефтеловушку, 15 - для откачивания недостаточно очищенной воды зумпф 9 насоса, 16 - для откачивания очищенной на флотации воды на котельную, бак-отстойник 17, соединенный с емкостью для сбора нефти 18, на который насос 19 подает очищенную на флотации воду, зумпф 20 насоса, откачивающего воду на «хранилище», нефтеловушку 21, расположенную между отстойником и емкостью для сбора нефти, комплекс насосов: 22 - для закачивания нефти на перевозку, 23 - для шлама, 24 - для откачивания чистой воды, 25 - для откачивания шлама, 26 - для перекачивания воды на повторную очистку, автомашина с цистерной 27 для вывоза нефти, зумпф 28 насоса, откачивающего воду на повторную очистку.The first stage of purification of oil-containing formation salt water, presented in the form of a diagram in Fig. 1, is based on two-stage flotation and includes the following elements of the integrated system:
Вторая стадия очистки пластовых соленых вод, представленная в виде схемы на Фиг.2, основана на последующем отстаивании очищаемой исходной воды, коагуляции и окончательной очистки пластовой соленой воды с применением мембранной технологии - метода обратного осмоса, и включает следующие элементы: первую секцию 29 бака-отстойника 17, трубопровод 30, по которому подается в бак-отстойник 17 очищенная на флотации вода, вторую секцию бака-отстойника 17, трубопровод 31 со штуцерами для подачи шлама, контактный осветлитель 33, бак-сборник воды 34, систему подачи сжатого воздуха 35, насос 36 для закачивания воды на контактный осветлитель для его промывки, счетчик расхода воды 37, мешалку 38 для приготовления раствора коагулянта, насос высокого давления 39 для подачи воды после очистки на контактном осветлителе, насос-дозатор 40 для подачи раствора коагулянта, мембранные блоки обратного осмоса 41, трубопровод 42 для очищенной воды (для потребителей), трубопровод 43 со штуцером для слива в канализацию, на контактный осветлитель, насос 44 для закачивания очищаемой воды на контактный осветлитель.The second stage of treatment of brine salt water, presented in the form of a diagram in Figure 2, is based on the subsequent sedimentation of the treated source water, coagulation and final purification of brine salt water using membrane technology - the reverse osmosis method, and includes the following elements: the
Работа комплексной системы для реализации заявленного способа очистки пластовых соленых вод осуществляется следующим образом.The work of an integrated system for implementing the claimed method for the treatment of formation salt water is as follows.
На первой стадии (Фиг.1)In the first stage (Figure 1)
Исходные нефтесодержащие пластовые соленые воды 1 подаются через счетчик 2, регистрирующий объем исходной воды, во флотомашину 6, последовательно в первые пять камер флотомашины 6, затем во вторые пять камер флотомашины 6; из бака содового раствора 4 через мешалку 3 содового раствора насосом 5 подается содовый раствор и через мешалку 7 известкового раствора при помощи насоса-дозатора 8 подается известковый раствор. Загрязняющие примеси через зумпф №1 насоса 9 и зумпф №2 насоса 10 направляются на бак-отстойник 17 или на нефтеловушку 21. С помощью насоса 13 производится откачка чистой воды на «хранилище» через зумпф насоса 20 и насоса 24. Загрязненные воды посредством насоса 14 подаются на бак-отстойник 17 и далее на нефтеловушку 21. Недостаточно очищенная вода из флотомашины 6 насосом 15 откачивается на насос 24. Нефтепродукты, извлеченные на стадии флотации, направляются в емкости для сбора нефти 18 и насосом 22 перекачиваются в емкость автомобиля для вывоза нефти 27. Очищенная в нефтеловушке вода 21 направляется в зумпф насоса, откачивающего воды на флотомашину 6 и повторную очистку 28, и откачивается насосом 26 на повторную очистку. Образовавшийся в баке-отстойнике 17 шлам насосом 25 направляется на «хранилище» 23.The initial oil-containing
Очищенные на стадии флотации нефтесодержащие пластовые соленые воды 30 через зумпф насоса 16 подаются на первую секцию бака отстойника 29, после чего направляются во вторую секцию бака-отстойника 31. Шлам, образовавшийся в баке-отстойнике 17 направляется на «хранилище» 32. После стадии отстаивания пластовые соленые воды насосом 44 через счетчик расхода воды 37 подаются на контактный осветлитель 33. При промывке контактного осветлителя 33 осуществляется подача через систему сжатого воздуха 35 в трубопровод, соединяющий контактный осветлитель 33 и вторую секцию бака-отстойника 31, имеющий на расстоянии не менее 1 метра от входа в контактный осветлитель 33 штуцеры; из мешалки 38 для приготовления раствора коагулянта насосом 40 производится подача хлопьеобразующих химических реагентов. Очищенные на контактном осветлителе 33 воды подаются в бак-сборник очищенной воды 34. Вода, подаваемая насосом 36 на контактный осветлитель 33 для его промывки, направляется в канализацию 43. Из бака-сборника воды 34 вода через насос высокого давления 39 подается на мембранный блок обратного осмоса 41, после чего очищенная вода котлового и питьевого качества подается насосом 42 соответствующим потребителям.The oil-containing
Очистка пластовых вод в настоящее время является одной из актуальных мировых проблем в нефтяной отрасли. В то же время тенденция в мире такова, что ужесточаются экологические требования по выбросам. Поэтому требуется поиск все новых и новых технологий, которые могли бы эффективно производить очистку пластовых вод до уровня котлового и питьевого качества. Как известно, в мире возрастают все более жесткие требования по экологическим характеристикам к качеству питьевой воды: например, новые инициативы - Конвенция по защите морской окружающей среды в Северо-восточной Атлантике, Киотское соглашение и другие - привели к пересмотру экологических требований уже внутри самой отрасли применительно к нефтяным выбросам. Основная цель, преследуемая всеми новыми технологиями и устройствами, направленными на очистку воды, это добиться нулевого приближения по содержанию в исходной очищаемой воде нефти и минимального присутствия твердых частиц, солей жесткости и других загрязнителей.The treatment of produced water is currently one of the pressing global problems in the oil industry. At the same time, the trend in the world is such that environmental requirements for emissions are being tightened. Therefore, it requires a search for more and more new technologies that could effectively treat the produced water to the level of boiler and drinking quality. As you know, more stringent environmental requirements for the quality of drinking water are increasing: for example, new initiatives - the Convention for the Protection of the Marine Environment in the North-East Atlantic, the Kyoto Agreement and others - have led to the revision of environmental requirements already within the industry as applied to oil emissions. The main goal pursued by all new technologies and devices aimed at water purification is to achieve a zero approximation in the content of oil in the initial purified water and the minimum presence of solid particles, hardness salts and other pollutants.
Заявляемое изобретение направлено на достижение такого результата.The invention is aimed at achieving such a result.
Ниже приведены примеры конкретной реализации заявленной группы изобретений.The following are examples of specific implementations of the claimed group of inventions.
В заявленном способе используют раствор коагулянта титанового, т.к. на всех водоканалах, где проходили экспериментальные и производственные испытания, применяется схема водоподготовки с использованием рабочего раствора, приготовленного из сухого вещества. В сухом виде коагулянт титановый также может быть использован, но при условии приобретения водоканалами нового оборудования, а также привлечения дополнительной рабочей силы.In the claimed method, a titanium coagulant solution is used, because at all water utilities where experimental and production tests took place, a water treatment scheme using a working solution prepared from dry matter is used. In dry form, titanium coagulant can also be used, but subject to the purchase of new equipment by water utilities, as well as the attraction of additional labor.
Производственные испытания проводились на обогатительной фабрике Управления производственного обслуживания ООО «ЛУКОЙЛ-Коми», расположенной на промышленных площадях нефтяной шахты №3 ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз» ООО «ЛУКОЙЛ-Коми» в июне-июле 2007 г.Production tests were carried out at the processing plant of the Production Service Department of LUKOIL-Komi LLC, located on the industrial areas of the oil mine No. 3 of the LUKOIL-Ukhtaneftegaz TPP LUKOIL-Komi LLC in June-July 2007.
Примеры реализации заявленного способаExamples of the implementation of the claimed method
Пример 1.Example 1
В соответствии с предлагаемым изобретением флотация имеет две стадии. На первой из них производится интенсивная очистка исходной нефтесодержащей пластовой соленой воды от нефтепродуктов. В процессе первой стадии флотации наблюдалось стабильное снижение содержания нефтепродуктов в среднем с эффективностью до 96,2% по отношению к исходному содержанию нефтепродуктов очищаемой воды. Такая предварительная очистка на первой стадии флотации делает ее пригодной для дальнейшей обработки на второй стадии флотации.In accordance with the invention, flotation has two stages. The first of them is an intensive purification of the original oil-containing formation salt water from oil products. During the first stage of flotation, a steady decrease in the content of oil products was observed on average with an efficiency of up to 96.2% with respect to the initial content of oil products of the treated water. Such preliminary cleaning in the first stage of flotation makes it suitable for further processing in the second stage of flotation.
В таблице 1 приведены результаты проведенных в производственных условиях испытаний, которые показывают значительное снижение содержания нефтепродуктов после первой стадии флотации.Table 1 shows the results of tests carried out under production conditions, which show a significant decrease in the content of oil products after the first stage of flotation.
Пример 2.Example 2
В отделении флотации опытно-промышленной обогатительной фабрики проводились работы по обработке соленых вод Ярегского месторождения на имеющихся флотомашинах. Основная цель проведения работ на второй стадии флотации - максимальное снижение жесткости (Ca2+ и Na++K+). Проведенные испытания показали, что дозировки кальцинированной соды, взятой в количестве менее 100 г/м3, были недостаточны для эффективного снижения жесткости очищаемой воды. Эксперименты показали также, что оптимальная дозировка кальцинированной соды составила 300 г/м3 в пересчете на кальцинированную соду в сухом состоянии.In the flotation department of the pilot industrial processing plant, work was carried out to treat the salt waters of the Yarega field using existing flotation machines. The main goal of the work at the second stage of flotation is the maximum reduction in stiffness (Ca 2+ and Na + + K + ). The tests showed that the dosage of soda ash taken in an amount of less than 100 g / m 3 was insufficient to effectively reduce the hardness of the treated water. The experiments also showed that the optimal dosage of soda ash was 300 g / m 3 in terms of dry soda ash.
Пример 3.Example 3
В отделении флотации опытно-промышленной обогатительной фабрики проводились работы по обработке соленых вод Ярегского месторождения на имеющихся флотомашинах. Основная цель проведения работ на второй стадии флотации - максимальное снижение жесткости (Ca2+ и Na++K+). Проведенные испытания показали, что дозировки извести, взятой в качестве второго хлопьеобразующего химического реагента в количестве менее 100 г/м3, были недостаточны для эффективного снижения жесткости очищаемой воды. Эксперименты показали, что оптимальная дозировка извести составила 315 г/м3 в пересчете на известь в сухом состоянии.In the flotation department of the pilot industrial processing plant, work was carried out to treat the salt waters of the Yarega field using existing flotation machines. The main goal of the work at the second stage of flotation is the maximum reduction in stiffness (Ca 2+ and Na + + K + ). The tests showed that the dosage of lime, taken as the second flocculating chemical reagent in an amount of less than 100 g / m 3 , was insufficient to effectively reduce the hardness of the treated water. The experiments showed that the optimal dosage of lime was 315 g / m 3 in terms of lime in the dry state.
Многочисленные эксперименты с разным содержанием указанных в примерах 2 и 3 хлопьеобразующих химических реагентов убедительно показали, что при их использовании в соотношении на 1 м3 очищаемой пластовой воды не менее 100 г в пересчете на химический реагент (кальцинированная сода и/или известь) в сухом состоянии стабильное снижение общей жесткости очищенной воды в среднем 57,2% по сравнению с исходной. Такая предварительная очистка на стадии флотации делает ее пригодной для дальнейшей обработки на контактном осветлителе.Numerous experiments with different contents of flocculating chemicals indicated in examples 2 and 3 have convincingly shown that when they are used in a ratio of 1 m 3 of treated formation water at least 100 g in terms of a chemical reagent (soda ash and / or lime) in a dry state a stable decrease in the total hardness of treated water on average 57.2% compared with the original. Such preliminary cleaning at the flotation stage makes it suitable for further processing on a contact clarifier.
Результаты проведенных производственных испытаний, указанные в примерах 2 и 3, сведены в таблицы 2-4, в которых представлены образцы с разными качественными характеристиками исходной воды после второй стадии флотации.The results of the production tests indicated in examples 2 and 3 are summarized in tables 2-4, which show samples with different qualitative characteristics of the source water after the second stage of flotation.
мг*экв/дм3
Total rigidity
mg * equiv / dm 3
В таблице 5 приведены результаты испытаний с недостаточными для оптимальной очистки исходной воды дозировками кальцинированной соды и извести.Table 5 shows the test results with dosages of soda ash and lime insufficient for optimal purification of the source water.
По результатам многочисленных экспериментальных исследований с разными дозами кальцинированной соды и извести были экспериментально получены оптимальные значения, которые приведены в таблице 6.According to the results of numerous experimental studies with different doses of soda ash and lime, the optimal values were experimentally obtained, which are shown in table 6.
Из таблицы 6 видно, что указанные дозировки кальцинированной соды и извести достаточно хорошо снижают жесткость воды.From table 6 it is seen that these dosages of soda ash and lime sufficiently well reduce the hardness of water.
Пример 4.Example 4
Предварительно очищенная от нефтепродуктов и солей жесткости исходная пластовая вода еще не достигла питьевого качества, поскольку содержит определенное количество загрязнителей в виде остатков нефтепродуктов и солей жесткости, которые удаляются на последующих стадиях, одной из которых является очистка на контактном осветлителе.Pre-treated initial formation water from oil products and hardness salts has not yet reached drinking quality, since it contains a certain amount of contaminants in the form of oil product residues and hardness salts that are removed in subsequent stages, one of which is cleaning with a contact clarifier.
Испытания проводились на контактном осветлителе, установленном, как указывалось выше, непосредственно в отделении подготовки воды котельной нефтяной шахты №3 ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз» ООО «ЛУКОЙЛ-Коми». Апробация осуществлялась особенно тщательно, для чего к эксперименту были допущены специалисты, обученные по проведению всех этапов водоподготовки. Основным рабочим материалом использованного контактного осветлителя являлась гравийная загрузка определенной фракции, расположенной в контактном осветлителе по специальным расчетам их загрузки, позволяющим в оптимальном режиме осуществлять очистку при условии максимального времени фильтроцикла. Периодически, по результатам анализа очищенной воды, проводилась промывка контактного осветлителя для обеспечения наиболее эффективной его работы.The tests were carried out on a contact clarifier installed, as mentioned above, directly in the water treatment department of the boiler room of the oil mine No. 3 of the LUKOIL-Ukhtaneftegaz TPP LUKOIL-Komi LLC. Testing was carried out especially carefully, for which experts trained in all stages of water treatment were admitted to the experiment. The main working material of the used contact clarifier was the gravel loading of a certain fraction located in the contact clarifier according to special calculations of their loading, allowing cleaning in the optimal mode, subject to the maximum filter cycle time. Periodically, according to the results of the analysis of purified water, the contact clarifier was washed to ensure its most effective operation.
При очистке воды на контактном осветлителе добавлялись в разных экспериментальных соотношениях хлопьеобразующие химические реагенты, в качестве которых использовались в заявленном способе очистки по первому варианту коагулянт титановый, а в заявленном способе очистки по второму варианту в качестве химических реагентов использовалась смесь коагулянта титанового с диоксидом титана, а также смесь коагулянта титанового с порошкообразным необесхлоренным (т.е. не прошедшим стадию поверхностной обработки) диоксидом титана (используемым в качестве замутнителя, загустителя и дезинфектанта). В процессе коагуляции в полученную после отстаивания пластовую воду добавляли водный раствор хлопьеобразующих химических реагентов в количестве на 1 куб.м очищаемой пластовой воды не менее 20 г в пересчете на каждый химический реагент в сухом состоянии до снижения нефтепродуктов в количестве на 1 куб.м очищаемой пластовой воды не более 0,05 г, после чего переходили к окончательной очистке пластовой воды методом обратного осмоса до достижения ее питьевого качества.When treating water with a contact clarifier, flocculating chemicals were added in different experimental ratios, as used in the claimed cleaning method according to the first embodiment, titanium coagulant, and in the claimed cleaning method according to the second embodiment, a mixture of titanium coagulant with titanium dioxide was used as chemical reagents, and also a mixture of titanium coagulant with powdery non-chlorinated (i.e. not having passed the surface treatment stage) titanium dioxide (used an opacifier, a thickener and a disinfectant). During coagulation, an aqueous solution of flocculating chemical reagents in the amount of 1 cubic meter of cleaned formation water of at least 20 g in terms of each chemical reagent in the dry state was added to the produced formation water after settling until the oil products decreased in the amount of 1 cubic meter of cleaned formation water water not more than 0.05 g, after which they proceeded to the final purification of produced water by the reverse osmosis method until its drinking quality was achieved.
В таблице 7 приведены результаты экспериментальных исследований с использованием коагулянта титанового с разными дозами.Table 7 shows the results of experimental studies using titanium coagulant with different doses.
Проведенные испытания показали, как видно из таблицы 7, что дозировки коагулянта титанового, взятого в количестве менее 20 г/м3, были недостаточны для эффективной очистки. Оптимальная дозировка по коагулянту титановому составила 100 г/м3 в пересчете на химический реагент (коагулянт титановый) в сухом состоянии.The tests performed showed, as can be seen from table 7, that the dosage of titanium coagulant taken in an amount of less than 20 g / m 3 was insufficient for effective cleaning. The optimal dosage for titanium coagulant was 100 g / m 3 in terms of a chemical reagent (titanium coagulant) in the dry state.
Пример 5.Example 5
При очистке воды на контактном осветлителе добавлялись в разных экспериментальных соотношениях хлопьеобразующие химические реагенты, в качестве которых использовались коагулянт титановый, а также его смесь с диоксидом титана.When treating water with a contact clarifier, flocculating chemicals were added in different experimental ratios, using titanium coagulant as well as its mixture with titanium dioxide.
Проведенные испытания с использованием смеси коагулянта титанового с диоксидом титана показали, что дозировки коагулянта титанового к диоксиду титана в соотношении между ними 20:1, взятые в количестве менее 20 г/м3, были также недостаточны для эффективной очистки. Оптимальная дозировка смеси коагулянта титанового с диоксидом титана в том же соотношении 20:1 составила 60 г/м3 в пересчете на смесь этих химических реагентов (коагулянт титановый и диоксид титана) в сухом состоянии.Tests using a mixture of titanium coagulant with titanium dioxide showed that dosages of titanium coagulant to titanium dioxide in a ratio of 20: 1, taken in an amount of less than 20 g / m 3 , were also insufficient for effective cleaning. The optimal dosage of a mixture of titanium coagulant with titanium dioxide in the same ratio of 20: 1 was 60 g / m 3 in terms of a mixture of these chemicals (titanium coagulant and titanium dioxide) in the dry state.
Оптимальные дозы коагулянта титанового и его смеси с диоксидом титана, взятых в качестве хлопьеобразующих химических реагентов, приведены в таблице 8.The optimal doses of titanium coagulant and its mixture with titanium dioxide taken as flocculating chemicals are shown in table 8.
23.07.2007 г.Titanium Coagulant Water
07/23/2007
мг O2/дм3
Permanganate oxidation,
mg O 2 / dm 3
Многочисленные эксперименты с разным содержанием указанных в примерах 4 и 5 хлопьеобразующих химических реагентов (коагулянт титановый и смесь коагулянта титанового к диоксиду титана) убедительно показали, что при их использовании (при соотношении коагулянта титанового и диоксида титана как 20:1) в соотношении наNumerous experiments with different contents of flocculating chemicals indicated in examples 4 and 5 (titanium coagulant and a mixture of titanium coagulant to titanium dioxide) have convincingly shown that when they are used (with a ratio of titanium coagulant and titanium dioxide as 20: 1) in a ratio of
1 м3 очищаемой пластовой воды не менее 20 г в пересчете на химический реагент в сухом состоянии дает стабильное снижение содержания нефтепродуктов до величины менее 0,05 г/м3, что соответствует эффективности снижения содержания нефтепродуктов исходной очищаемой воды порядка до 99%. Такая высокая степень очистки позволяет перейти к дальнейшей тонкой очистке на основе высоких мембранных технологий (методом обратного осмоса), требующих минимального содержания нефтепродуктов.1 m 3 of purified formation water of at least 20 g in terms of a dry chemical reagent gives a stable decrease in the content of oil products to less than 0.05 g / m 3 , which corresponds to the efficiency of reducing the oil content of the source of purified water to about 99%. Such a high degree of purification allows us to move on to further fine purification based on high membrane technologies (reverse osmosis method), which require a minimum content of oil products.
В приведенных выше примерах очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод результаты производственных и экспериментальных исследований были получены с использованием нового коагулянта титанового.In the above examples of the purification of oil-containing formation salt water, the results of industrial and experimental studies were obtained using a new titanium coagulant.
Примеры реализации коагулянта титанового, используемого в заявленном способе очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до питьевого качестваExamples of the implementation of titanium coagulant used in the claimed method of purification of oil-containing formation salt water to drinking quality
Заявленный коагулянт титановый был получен заявителем на своей производственной базе в ходе целенаправленных опытно-промышленных исследований поиска наиболее эффективного по степени очистки нефтесодержащих пластовых соленных вод. В состав нового коагулянта титанового входят соединения: оксиды, гидроксиды, сульфаты, оксигидросульфаты, хлориды, оксигидрохлориды титана, кремния и алюминия, содержание которых в пересчете на оксиды составляет: оксид алюминия - не более 76,5 мас.%, оксид титана - не менее 10,6 мас.%, оксид кремния - не менее 5,0 мас.%, на долю примесных соединений серы, железа, кальция, хлора, приходится не более 0,5 мас.%, а содержание воды составляет не более 7,4 мас.%.The claimed titanium coagulant was obtained by the applicant at its production base in the course of targeted pilot studies of the search for the most effective oil-containing formation salt water in terms of the degree of purification. The composition of the new titanium coagulant includes compounds: oxides, hydroxides, sulfates, oxyhydrosulfates, chlorides, titanium, silicon and aluminum oxyhydrochlorides, the content of which in terms of oxides is: aluminum oxide - not more than 76.5 wt.%, Titanium oxide - not less than 10.6 wt.%, Silicon oxide - not less than 5.0 wt.%, Impurity compounds of sulfur, iron, calcium, chlorine account for no more than 0.5 wt.%, And the water content is not more than 7.4 wt.%.
Новый коагулянт титановый, используемый для очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до питьевого качества, содержит ингредиенты сульфаты, оксигидросульфаты, хлориды и оксигидрохлориды титана, кремния и алюминия, количественное содержание которых рассчитывают из необходимого состава содержания оксидов титана, кремния и алюминия.The new titanium coagulant, used to purify oil-containing formation salt water to potable quality, contains the ingredients sulfates, oxyhydrosulfates, chlorides and oxyhydrochlorides of titanium, silicon and aluminum, the quantitative content of which is calculated from the required composition of the content of titanium, silicon and aluminum oxides.
Суммарное содержание сульфатов и оксигидросульфатов титана составляет не более 0,03 мас.%, кремния - не более 0,005 мас.%, алюминия - не более 0,026 мас.%. Таким образом, в сумме сульфаты и оксигидросульфаты титана, кремния и алюминия составляют не более 0,061 мас.%. Содержание в общей массе титанового коагулянта сульфатов и оксигидросульфатов является минимальным и их влияние на коагулирующие свойства в процессе водоподготовки незначительно.The total content of titanium sulfates and oxyhydrosulfates is not more than 0.03 wt.%, Silicon - not more than 0.005 wt.%, Aluminum - not more than 0.026 wt.%. Thus, the total sulfates and oxyhydrosulfates of titanium, silicon and aluminum are not more than 0.061 wt.%. The content in the total mass of the titanium coagulant of sulfates and oxyhydrosulfates is minimal and their effect on the coagulating properties in the process of water treatment is negligible.
Содержание в составе титанового коагулянта хлоридов и оксигидрохлоридов титана, кремния и алюминия положительно влияет на его коагулирующие свойства и процесс водоочистки.The content of titanium, silicon and aluminum chlorides and oxyhydrochlorides in the titanium coagulant positively affects its coagulating properties and the water treatment process.
Суммарное содержание хлоридов и оксигидрохлоридов титана составляет не менее 2,3 мас.%, кремния - не менее 0,75 мас.%, алюминия - не менее 5,2 мас.%. Общее количество хлоридов и оксихлоридов титана, кремния и алюминия в составе титанового коагулянта составляет не менее 8,25 мас.% (достаточно значимо по отношению к общей массе). Однако эти количества, пересчитанные на оксиды, составляют менее трети (2,3 мас.%) и уже входят в общее содержание оксида титана, которое в заявленном коагулянте составляет не менее 10,6 мас.%.The total content of titanium chlorides and oxyhydrochlorides is not less than 2.3 wt.%, Silicon - not less than 0.75 wt.%, Aluminum - not less than 5.2 wt.%. The total amount of titanium, silicon and aluminum chlorides and oxychlorides in the composition of the titanium coagulant is at least 8.25 wt.% (Quite significant relative to the total weight). However, these amounts, calculated on oxides, make up less than a third (2.3 wt.%) And are already included in the total content of titanium oxide, which in the claimed coagulant is at least 10.6 wt.%.
Таким образом, учитывая изложенное, заявитель под понятием «пересчет на оксиды», имеет в виду, что в общем количестве (пересчитанных в мас.%) оксидах уже «находятся» и сульфаты, и оксигидросульфаты, и хлориды, и оксигидрохлориды титана, кремния и алюминия, и поэтому в заявленном коагулянте титановом (КТ) считаем целесообразным указать в формуле изобретения ингредиенты, пересчитанные на оксиды, и взятые в следующем соотношении:Thus, in view of the foregoing, the applicant, under the concept of “conversion to oxides”, means that the total amount (converted in wt.%) Of the oxides already contains “sulfates, and oxyhydrosulfates, and chlorides, and oxyhydrochlorides of titanium, silicon and aluminum, and therefore, in the claimed titanium coagulant (CT), we consider it appropriate to indicate in the claims the ingredients converted to oxides and taken in the following ratio:
оксид алюминия - не более 76,5 мас.%,aluminum oxide - not more than 76.5 wt.%,
оксид титана - не менее 10,6 мас.%,titanium oxide - not less than 10.6 wt.%,
оксид кремния - не менее 5,0 мас.%,silicon oxide - not less than 5.0 wt.%,
на долю примесных соединений серы, железа, кальция, хлора приходится не более 0,5 мас.%, а содержание воды в коагулянте составляет не более 7,4 мас.%.impurity compounds of sulfur, iron, calcium, chlorine account for no more than 0.5 wt.%, and the water content in the coagulant is not more than 7.4 wt.%.
Ниже приведены количественные составы коагулянта титанового из разных испытуемых партий (без указания конкретного содержания сульфатов, оксигидросульфатов, хлоридов и оксигидрохлоридов, с учетом приведенных пояснений о незначительном их содержании).Below are the quantitative compositions of titanium coagulant from different test batches (without specifying the specific content of sulfates, oxyhydrosulfates, chlorides and oxyhydrochlorides, taking into account the above explanations about their insignificant content).
Пример КТ (1)CT Example (1)
Коагулянт титановый содержит в пересчете на оксиды ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:The titanium coagulant contains, in terms of oxides, the ingredients in the following ratio, wt.%:
оксид титана - 61,7titanium oxide - 61.7
оксид алюминия - 20,3aluminum oxide - 20.3
оксид кремния - 11,6silicon oxide - 11.6
содержание воды - 6,11water content - 6.11
примеси - 0,29impurities - 0.29
Пример КТ (2)CT Example (2)
Коагулянт титановый содержит в пересчете на оксиды ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:The titanium coagulant contains, in terms of oxides, the ingredients in the following ratio, wt.%:
оксид титана - 65,1titanium oxide - 65.1
оксид алюминия - 15,3aluminum oxide - 15.3
оксид кремния - 12,5silicon oxide - 12.5
содержание воды - 6,67water content - 6.67
примеси - 0,43impurities - 0.43
Пример КТ (3)CT Example (3)
Коагулянт титановый содержит в пересчете на оксиды ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:The titanium coagulant contains, in terms of oxides, the ingredients in the following ratio, wt.%:
оксид титана - 63,3titanium oxide - 63.3
оксид алюминия - 18,1alumina - 18.1
оксид кремния - 11,9silicon oxide - 11.9
содержание воды - 6,35water content - 6.35
примеси - 0,35impurities - 0.35
Пример КТ (4)CT Example (4)
Коагулянт титановый содержит в пересчете на оксиды ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:The titanium coagulant contains, in terms of oxides, the ingredients in the following ratio, wt.%:
оксид титана - 43,7titanium oxide - 43.7
оксид алюминия - 38,4aluminum oxide - 38.4
оксид кремния - 10,52silicon oxide - 10.52
содержание воды - 7,25water content - 7.25
примеси - 0,13impurities - 0.13
Пример КТ (5)CT Example (5)
Коагулянт титановый содержит в пересчете на оксиды ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:The titanium coagulant contains, in terms of oxides, the ingredients in the following ratio, wt.%:
оксид титана - 49,4titanium oxide - 49.4
оксид алюминия - 32,8aluminum oxide - 32.8
оксид кремния - 12,4silicon oxide - 12.4
содержание воды - 5,19water content - 5.19
примеси - 0,21impurities - 0.21
Пример КТ (6)CT Example (6)
Коагулянт титановый содержит в пересчете на оксиды ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:The titanium coagulant contains, in terms of oxides, the ingredients in the following ratio, wt.%:
оксид титана - 58,9titanium oxide - 58.9
оксид алюминия - 21,5aluminum oxide - 21.5
оксид кремния - 13,7silicon oxide - 13.7
содержание воды - 5,66water content - 5.66
примеси - 0,24impurities - 0.24
Указанные в примерах КТ(1)-КТ(6) разные составы заявленного коагулянта титанового, объединенные и представленные ниже в таблице по партиям №№1-6, были испытаны в реальных производственных условиях в разных регионах Российской Федерации.The different compositions of the claimed titanium coagulant indicated in the examples of CT (1) -KT (6), combined and presented in the table below for batches No. 1-6, were tested in real production conditions in different regions of the Russian Federation.
ноеThe rest is
new
Заявленный титановый коагулянт был опробован на разных объектах питьевой и заборной воды разными российскими опытно-промышленно-исследовательскими центрами и специальными лабораториями водоподготовки на уровень соответствия санитарным, гигиеническим, эпидемиологическим и другим нормам, предусмотренными ГОСТами, и качество очищаемой воды, результаты которых и примеры конкретных испытаний приведены ниже.The claimed titanium coagulant was tested at different drinking and intake water facilities by various Russian pilot industrial research centers and special water treatment laboratories for the level of compliance with sanitary, hygienic, epidemiological and other standards stipulated by GOSTs, and the quality of treated water, the results of which and examples of specific tests are given below.
Пример 6.Example 6
Испытания проводились на промышленно-ливневых стоках машиностроительного предприятия и на подземном источнике хозяйственно-питьевого водоснабжения поселка Карасеозерск Свердловской обл. Результаты обработки вод подземного источника этого хозяйственно-питьевого водоснабжения с применением заявленного коагулянта титанового, в состав которого входят соединения, содержания которых в пересчете на оксиды составляют: оксид титана - не менее 10,6 мас.%, оксид кремния - не менее 5,0 мас.%, на долю соединений серы, железа, кальция, хлора приходится не более 0,5 мас.%, и оксихлорида алюминия «Бопак-Е» показали более эффективную очистку нового коагулянта титанового в сравнении с разными коагулянтами, в частности, по сравнению с оксихлоридом алюминия по удалению соединений кремния; содержание остаточного алюминия при обработке исходной воды коагулянтом титановым соответствует действующим нормам и правилам, при обработке воды оксихлоридом алюминия содержание остаточного алюминия выше требуемых показателей, что соответствует действующим санитарным нормам и правилам (12-13). Полученные результаты многократных промышленных испытаний подтверждают эффективность состава и оптимального соотношения ингредиентов заявленного коагулянта титанового, а также снижение удельных концентраций соединения кремния в испытуемых пробах (обрабатываемой воде) при использовании заявляемого коагулянта титанового в среднем на 20%. Содержание в исходной воде кремния 13,25 мг/л, алюминий отсутствует. Результаты испытаний приведены в таблице 9.The tests were carried out at the industrial storm water runoff of a machine-building enterprise and at the underground source of domestic and drinking water supply in the village of Karaseozersk, Sverdlovsk Region. The treatment results of the underground water source of this drinking water supply using the claimed titanium coagulant, which includes compounds whose contents in terms of oxides are: titanium oxide - not less than 10.6 wt.%, Silicon oxide - not less than 5.0 wt.%, the compounds of sulfur, iron, calcium, chlorine account for no more than 0.5 wt.%, and Bopak-E aluminum oxychloride showed a more effective purification of the new titanium coagulant in comparison with different coagulants, in particular, in comparison with oxychloride alumina to remove silicon compounds; the residual aluminum content in the treatment of the source water with a titanium coagulant complies with the applicable standards and rules; in the treatment of water with aluminum oxychloride, the residual aluminum content is higher than the required indicators, which corresponds to the current sanitary standards and rules (12-13). The obtained results of multiple industrial tests confirm the effectiveness of the composition and the optimal ratio of the ingredients of the claimed titanium coagulant, as well as the decrease in specific concentrations of the silicon compound in the tested samples (treated water) when using the inventive titanium coagulant by an average of 20%. The content of silicon in the feed water is 13.25 mg / l, aluminum is absent. The test results are shown in table 9.
Результаты обработки вод коагулянтом титановым и оксихлоридом алюминия.Table 9
The results of water treatment with a coagulant titanium and aluminum oxychloride.
Пример 7.Example 7
Технология использования заявленного коагулянта титанового была опробована и испытана на предмет качества очистки и обеззараживания питьевой воды (объект - Москва-река). Испытания были проведены в марте 2007 г. на базе Московского государственного унитарного предприятия «МОСВОДОКАНАЛ» (МГУП «МОСВОДОКАНАЛ») Центром совершенствования технологии водоподготовки на промышленной установке «Мосводоподготовка». Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 10.The technology for using the claimed titanium coagulant has been tested and tested for the quality of purification and disinfection of drinking water (object - Moscow River). The tests were carried out in March 2007 on the basis of the Moscow State Unitary Enterprise MOSVODOKANAL (MGUP MOSVODOKANAL) by the Center for the Improvement of Water Treatment Technology at the Mosvodopodgotovka industrial plant. The results of the tests are presented in table 10.
Результаты испытаний подтвердили работоспособность и технический результат заявленного коагулянта титанового для очистки и обеззараживания природных вод, который имеет оптимальный режим при дозировке 60 мг/л и концентрации 10% при интенсивном перемешивании в течение 3 минут.The test results confirmed the efficiency and technical result of the claimed titanium coagulant for the purification and disinfection of natural waters, which has an optimal mode at a dosage of 60 mg / l and a concentration of 10% with vigorous stirring for 3 minutes.
Примеры апробации заявленной комплексной системы для реализации способа очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до питьевого качестваExamples of testing the claimed integrated system for implementing the method of purification of oil-containing formation salt water to drinking quality
Заявленная комплексная система для очистки нефтесодержащих пластовых соленых вод до питьевого качества была неоднократно испытана в тех же производственных условиях нефтяной шахты №3 ТПП «ЛУКОЙЛ-Ухтанефтегаз» ООО «ЛУКОЙЛ-Коми», в которых проходила апробация заявленного способа очистки, с целью разработки наиболее оптимальных и недорогих по стоимости конструктивных технических решений основных блоков комплексной системы и технических связей между ними для обеспечения оптимальных режимов системы и высокой степени очистки исходной пластовой воды.The claimed integrated system for purification of oil-containing formation salt water to drinking quality was repeatedly tested in the same production conditions of the oil mine No. 3 of the LUKOIL-Ukhtaneftegaz TPP LUKOIL-Komi LLC, in which the claimed purification method was tested in order to develop the most optimal and inexpensive at the cost of constructive technical solutions of the main blocks of the integrated system and technical connections between them to ensure optimal system conditions and a high degree of purification of the original Lastova water.
Пример 8.Example 8
Неоднократные испытания комплексной системы для реализации заявленного способа очистки пластовых вод показали, что наличие в этой системе в начальной стадии очистки стандартного флотатора с менее 10 флотационными камерами не обеспечивает достаточную степень снижения содержащихся в испытуемых пластовых водах нефтепродуктов и солей жесткости, поэтому путем многочисленных экспериментальных ее испытаний с разными количествами флотационных камер был выбран оптимальный вариант флотатора, содержащего не менее 10 флотационных камер, которые при реализации способа условно разделены на две стадии, каждая из которых содержит по пять флотационных камер.Repeated tests of an integrated system for implementing the claimed method for treating formation waters showed that the presence of a standard flotator with less than 10 flotation chambers in this system at the initial stage of treatment does not provide a sufficient degree of reduction of oil products and hardness salts contained in the tested formation waters, therefore, by its numerous experimental tests with different numbers of flotation chambers, the optimal option of a flotator containing at least 10 flotation chambers, which when implementing the method are conventionally divided into two stages, each of which contains five flotation chambers.
В таблице 11 приведены результаты многоразовых апробаций, в результате которых было найдено оптимальное количество флотационных камер, условно поделенных на две стадии. Как видно из таблицы 11, недостаточное количество флотационных камер приводит к незначительному снижению содержания нефтепродуктов в пластовой воде.Table 11 shows the results of repeated tests, as a result of which the optimal number of flotation chambers, conditionally divided into two stages, was found. As can be seen from table 11, an insufficient number of flotation chambers leads to a slight decrease in the content of oil products in produced water.
Пример 9Example 9
Последующие экспериментальные исследования и испытания очищенной после флотационных камер пластовой воды проводились в отстойнике, в котором в течение не менее 60 мин наблюдалось осветление испытуемой воды, постоянно в процессе испытаний перетекающей через верхнюю часть глухой перегородки, установленной ниже верхнего уровня отстойника, которая способствовала эффективному осаждению механических примесей и взвесей, визуально хорошо наблюдаемых на дне отстойника.Subsequent experimental studies and tests of the produced water purified after flotation chambers were carried out in a sump, in which clarification of the test water was observed for at least 60 minutes, constantly during the tests flowing through the upper part of the blind partition, installed below the upper level of the sump, which facilitated the effective deposition of mechanical impurities and suspensions visually well observed at the bottom of the sump.
В таблице 12 приведены результаты апробации, которые наглядно демонстрируют необходимость наличия в отстойнике глухой перегородки, позволяющей по истечении 60 минут визуально наблюдать осветление пластовой воды.Table 12 shows the results of testing, which clearly demonstrate the need for a blank partition in the sump, which allows, after 60 minutes, to visually observe the clarification of produced water.
Пример 10.Example 10
Дальнейшие испытания уже предварительно очищенной после флотатора и отстойника пластовой воды производились в контактном осветлителе, куда она подавалась под давлением по трубопроводу, соединяющим отстойник с контактным осветлителем. Наличие в трубопроводе не менее 4-х штуцеров обеспечило возможность ввода в подводящий трубопровод периодического дозирования хлопьеобразующих химических реагентов, что способствовало повышению в целом эффективности дальнейшей очистки за счет получения интенсивного хлопьеобразования. Путем многократных экспериментов удалось найти оптимальное их расположение не менее 1 метра от входа в контактный осветлитель и расположении на ориентировочно равном расстоянии друг от друга на оставшемся отрезке трубопровода до выхода из отстойника. Такая конструкция позволила достичь высокого качества очистки от нефтепродуктов до уровня менее 0,05 г/м3 (в сравнении, например, с прототипом, у которого этот показатель гораздо ниже - не более 15 г/м3).Further tests of the formation water that had already been pre-cleaned after the flotator and settler were carried out in a contact clarifier, where it was supplied under pressure through a pipeline connecting the settler to a contact clarifier. The presence of at least 4 fittings in the pipeline made it possible to introduce periodic dosing of flocculating chemicals into the inlet piping, which contributed to an overall increase in the efficiency of further purification due to intensive flocculation. Through repeated experiments, it was possible to find their optimal location of at least 1 meter from the entrance to the contact clarifier and at an approximately equal distance from each other on the remaining section of the pipeline to the exit of the sump. This design allowed us to achieve high quality purification from petroleum products to a level of less than 0.05 g / m 3 (in comparison, for example, with the prototype, in which this figure is much lower - no more than 15 g / m 3 ).
Пример 11.Example 11
Полученная после контактного осветлителя пластовая вода имела, как видно из примера 8, высокое качество очистки, однако для доведения ее до норм питьевого уровня проводились дальнейшие испытания на следующем этапе заявленной комплексной системы путем направления очищаемой воды по трубопроводу в мембранные системы высоких технологий, в которых она была доведена до окончательной очистки (питьевого уровня) методом обратного осмоса.The produced water obtained after the contact clarifier had, as can be seen from Example 8, a high purification quality, however, to bring it to the drinking level, further tests were carried out at the next stage of the claimed integrated system by directing the purified water through a pipeline to high-tech membrane systems in which it was brought to final purification (drinking level) by reverse osmosis.
В таблицах 13 и 14 приведены результаты исследований, из которых следует, что исходная пластовая вода после двух стадий и окончательной очистки методом обратного осмоса соответствует требуемым высоким показателям качества питьевой воды.Tables 13 and 14 show the results of studies, from which it follows that the initial formation water after two stages and final treatment by reverse osmosis corresponds to the required high quality indicators of drinking water.
мг O2/дм3
Permanganate oxidation,
mg O 2 / dm 3
В соответствии с полученными результатами можно сделать вывод о реальной возможности подготовки соленых вод разных месторождений, в частности, опробованных вод Ярегского месторождения до вод котлового и питьевого качества.In accordance with the results obtained, it can be concluded that there is a real possibility of preparing salt water from various fields, in particular, the tested waters of the Yarega field to boiler and drinking water.
Как видно из приведенных результатов исследований, на стадии флотации наблюдается стабильное снижение содержания нефтепродуктов в среднем с 29-105 до 3,55-4,00 мг/л (эффективность снижения содержания нефтепродуктов до 96,2%) и снижение общей жесткости воды в среднем с 56 до 24 мг экв/л (эффективность снижения жесткости 57,2%). Подготовленная на стадии флотации вода пригодна для дальнейшей обработки на контактном осветлителе.As can be seen from the above research results, at the flotation stage, there is a stable decrease in the content of oil products on average from 29-105 to 3.55-4.00 mg / l (the efficiency of reducing the content of oil products to 96.2%) and a decrease in the total water hardness on average from 56 to 24 mg equiv / l (stiffness reduction efficiency 57.2%). The water prepared at the flotation stage is suitable for further processing on a contact clarifier.
Из результатов проведенных испытаний видно, что при подготовке воды на контактном осветлителе наблюдается стабильное снижение содержания взвешенных веществ, цветности и мутности апробируемой воды. Основным положительным результатом является снижение содержания нефтепродуктов до величины менее 0,05 мг/л (эффективность снижения содержания нефтепродуктов 99%), что позволяет обеспечить подачу обработанной воды на установку обратного осмоса (основное требование по качеству воды - минимальное содержание нефтепродуктов). Кроме того, при подготовке воды на установке обратного осмоса наблюдается стабильное снижение всех основных показателей ниже регламентируемых норм.From the results of the tests it is seen that during the preparation of water on the contact clarifier there is a stable decrease in the content of suspended solids, color and turbidity of the tested water. The main positive result is a decrease in the content of petroleum products to less than 0.05 mg / l (the efficiency of reducing the content of petroleum products is 99%), which ensures the supply of treated water to a reverse osmosis unit (the main requirement for water quality is the minimum content of petroleum products). In addition, during the preparation of water at the reverse osmosis unit, a steady decrease in all the main indicators below the regulated norms is observed.
Заявленная группа изобретений новой технологии очистки позволяет рассматривать пластовые воду уже не как нежелательные стоки, загрязняющие окружающую среду, а напротив, рассматривать пластовые воды, которые с помощью новой технологии поддаются качественной очистке, отвечающей нормам защиты окружающей среды, как существенный резерв питьевого качества воды, очистка которой не требует излишних капитальных затрат и неэкономичных эксплуатационных расходов. Можно предположить, что применение заявленной группы изобретений позволит в ближайшем будущем приблизиться к цели достижения нулевого опасного сброса и решить задачи очистки пластовых вод до питьевого качества.The claimed group of inventions of a new treatment technology makes it possible to consider produced water no longer as undesirable sewage polluting the environment, but, on the contrary, consider produced water, which can be cleaned using high-quality technology that meets environmental standards, as an essential reserve of drinking water quality, treatment which does not require excessive capital costs and uneconomic operating costs. It can be assumed that the use of the claimed group of inventions will make it possible in the near future to approach the goal of achieving zero hazardous discharge and solve the problems of treating produced water to drinking quality.
ЛитератураLiterature
1. Патент РФ №2189362.1. RF patent No. 2189362.
2. Патент РФ №2215871.2. RF patent No. 2215871.
3. Патент РФ №2066373.3. RF patent No. 2066373.
4. Заявка РСТ: FR 03/00627 (26/02/2003); WO 2004/083132 (30/09/2004).4. PCT Application: FR 03/00627 (02/26/2003); WO 2004/083132 (09/30/2004).
5. Патент РФ №22235069.5. RF patent No. 22235069.
6. Патент РФ №2079437.6. RF patent No. 2079437.
7. Патент РФ №2230595.7. RF patent No. 2230595.
8. Патент РФ №2301775.8. RF patent No. 2301775.
9. Журнал «Нефть России», №6, 2007 (прототип).9. The journal "Oil of Russia", No. 6, 2007 (prototype).
10. Патент РФ №2019520.10. RF patent No.2019520.
11. Патент РФ 2195434.11. RF patent 2195434.
12. Строительные нормы и правила 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. М., Стройиздат, 1985. С.23.12. Building codes and rules 2.04.02-84. Water supply. External networks and facilities. M., Stroyizdat, 1985. P.23.
13. Строительные нормы и правила 2.04.03-85 Канализация. Наружные сети и сооружения. М. СИТП Госстрой СССР, 1986. С.48.13. Building norms and rules 2.04.03-85 Sewerage. External networks and facilities. M. SITP Gosstroy USSR, 1986. P.48.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007135538/15A RU2367618C2 (en) | 2007-09-26 | 2007-09-26 | Titanous coagulant used for purification of oil-containing oilfield saltwater up to potable water quality, method thereof (versions) and complex system thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007135538/15A RU2367618C2 (en) | 2007-09-26 | 2007-09-26 | Titanous coagulant used for purification of oil-containing oilfield saltwater up to potable water quality, method thereof (versions) and complex system thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007135538A RU2007135538A (en) | 2009-04-10 |
RU2367618C2 true RU2367618C2 (en) | 2009-09-20 |
Family
ID=41014339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007135538/15A RU2367618C2 (en) | 2007-09-26 | 2007-09-26 | Titanous coagulant used for purification of oil-containing oilfield saltwater up to potable water quality, method thereof (versions) and complex system thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2367618C2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478577C2 (en) * | 2011-05-06 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Коми" (ООО "ЛУКОЙЛ-Коми") | Method of removing hydrogen sulphide and impurities from water of underground sources and apparatus for realising said method |
RU2581070C1 (en) * | 2015-02-19 | 2016-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" | Using titanium coagulant for treatment of water-flooded oil reservoir |
RU2693104C1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-07-01 | Владимир Витальевич Муляк | Composition of reagent for development of oil field by flooding and method of its application |
RU2716316C1 (en) * | 2019-09-04 | 2020-03-11 | Владимир Витальевич Муляк | Oil deposit development method |
RU2735821C1 (en) * | 2020-06-09 | 2020-11-09 | Владимир Витальевич Муляк | Method of increasing oil recovery of formations |
-
2007
- 2007-09-26 RU RU2007135538/15A patent/RU2367618C2/en active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2478577C2 (en) * | 2011-05-06 | 2013-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Коми" (ООО "ЛУКОЙЛ-Коми") | Method of removing hydrogen sulphide and impurities from water of underground sources and apparatus for realising said method |
RU2581070C1 (en) * | 2015-02-19 | 2016-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "ЛУКОЙЛ-Инжиниринг" | Using titanium coagulant for treatment of water-flooded oil reservoir |
RU2693104C1 (en) * | 2018-07-30 | 2019-07-01 | Владимир Витальевич Муляк | Composition of reagent for development of oil field by flooding and method of its application |
RU2716316C1 (en) * | 2019-09-04 | 2020-03-11 | Владимир Витальевич Муляк | Oil deposit development method |
RU2735821C1 (en) * | 2020-06-09 | 2020-11-09 | Владимир Витальевич Муляк | Method of increasing oil recovery of formations |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007135538A (en) | 2009-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4576714A (en) | System for the clarification of sewage and other liquid-containing wastes | |
RU2367618C2 (en) | Titanous coagulant used for purification of oil-containing oilfield saltwater up to potable water quality, method thereof (versions) and complex system thereof | |
WO2012065250A1 (en) | Integrated dissolved air floatation system and process for the treatment of wastewater | |
WO2006056022A1 (en) | Water treatment process | |
Skolubovich et al. | Cleaning and reusing backwash water of water treatment plants | |
CA2928533A1 (en) | Fluid treatment system | |
JP5753702B2 (en) | Formation method of initial mother floc in high speed coagulation sedimentation basin | |
RU110738U1 (en) | INSTALLATION FOR DEEP CLEANING OF WASTE WATER FROM IONS OF HEAVY METALS AND ANIONS | |
CN108675466A (en) | A kind of preprocess method preventing fouling membrane in coal chemical industry recirculated water reuse | |
RU2328454C2 (en) | Water purification station | |
NO174416B (en) | Procedure for treatment of wastewater and other unclean water | |
CN100431979C (en) | Comprehensive process of treating alkaline waste water from alumina plant and domestic sewage | |
RU2498946C2 (en) | Method of drying sewage sludge | |
RU2187462C1 (en) | Underground water purifying apparatus | |
AU2005309336C1 (en) | Water treatment process | |
KR200357173Y1 (en) | Acidic waste water treatment apparatus by means of sludge feedback | |
RU2330816C2 (en) | Method of treatment of titanium and magnesium industry sewage | |
WO2018229686A1 (en) | Compact water treatment plant and composition for treating water | |
RU71112U1 (en) | INSTALLATION FOR PREPARATION OF DRINKING QUALITY WATER FROM WELL PRODUCED FROM PLASTIC WATER WELLS | |
CN105236666A (en) | Method for treating and recycling water-jet loom wastewater | |
RU2812328C1 (en) | Industrial rainwater treatment plant | |
RU149277U1 (en) | INSTALLATION OF CLEANING OF MINE AND QUARRY WATERS | |
RU2106897C1 (en) | Method of and device for cleaning the liquids | |
CN1045279C (en) | Method of disposal coal mine draining sewage with compounding coagulation method | |
RU2772365C1 (en) | Titanium coagulant for purification of natural and waste waters, method for its production and use in bottom water and flow-diverting technologies |