新型涡旋式离心机用于含油污水处理

张树东1　孙飞2
（1·胜利油田孤东采油厂　2·华油惠博普科技股份有限公司）

    摘要：在胜利油田孤东采油厂应用新型涡旋离心技术进行了稠油废水的处理试验。试验结果表明,该机型稳定运行后水中除油率达到98%以上,离心出水含油均在3mg/L以下。若采用两级离心,出水水质可维持在10 mg/L以内,设备抗流量冲击性强,且处理过程中无需加入化学药剂,工艺的经济可行性很高。
    关键词：涡旋离心机;含油污水;重质油;试验
    1·前言
    目前,我国大部分油田已进入石油开采的中后期,为了提高采收率和产量,采取了各种各样的增产措施。然而采油中各种新技术的引进也带来一些问题,其中最主要的问题就是污水处理的难度大大增加,特别是在重质油和注聚量较高的油田。近年来,人们在离心处理含油污水工艺中做的研究越来越多,目前已有报道碟片式离心机用在原油采出液处理工艺中。本文中的新型涡旋离心技术非常适用于油田开采中后期含油污水的处理,也可用于海上油田等对空间要求较高的生产场所。
    涡旋离心机采用了与传统离心机不同的内部设计,在离心机腔内设有开放的旋液分离区,在分离器外部操作即可实现自动控制油水界面,可在2 000 r/min的低转速下轻松实现油水分离。
    2·试验站点污水物性及工艺流程
    胜利油田孤东2号联合站投产于1992年,受三次采油影响,目前采用化学脱水与净化罐沉降脱水工艺,处理合格后的原油直接外输至污水回注。处理液量约39 000 m3/d,处理油量约1 850 m3/d,采出液进站温度约42℃,外输污水含油约90 mg/L。该原油属重质原油,运动黏度201 mm2/s,凝点-17℃,原油基属为环烷—中间基,水中聚合物平均含量200 mg/L。
    试验工艺流程:待处理液自三相分离器水室引至离心机,先后进行一级离心除油,二级离心去除悬浮物。由于试验机流量较小,取样化验后经汇管重新混合返回污水池排空管线;来液含油约1 000~3 000 mg/L,温度40℃,压力0·3 MPa。离心出口管线经DN50汇管汇合后自流至排空管线。
    3·试验结果分析
    (1)涡旋式离心机对油田含油污水处理效果显著,平均去除率达到98·18%,最高达到99·43%,出水水质达到30 mg/L以下。
    (2)处理效果十分稳定,不受来液流量波动冲击的影响,处理量在0·8~1·6 m3/h范围内波动。
    (3)采用两级离心工艺处理时,出水含油达到5 mg/L以下,水质清彻透明。
    (4)试验来液中含油量波动范围较大,在500~4 000 mg/L之间,但离心处理效果稳定,不受油水比例变化影响。
    (5)本离心机转速低,功耗低,试验期间设备运行负荷平均为0·9 kW,处理每方污水的电负荷为0·85 kW,且本处理工艺无需加入水处理药剂,具有很高的经济可行性。
    4·结语
    涡旋式离心机在胜利油田重质油废水处理中取得了很好的处理效果,其运行过程平稳,功耗小,且实验过程中未添加任何化学药剂,工艺的经济可行性很高。
    离心机分离工艺设备体积小,自动化程度高,操作简单,分离效率高,处理时的停留周期比传统工艺小得多。该工艺的引入可以大大简化联合站的工艺流程,节省投资和人力成本,同时也能解决高聚合物带来的电脱跳电等棘手问题。在海洋石油等对占地面积有严格要求的开采环境中,离心工艺的优势更加明显。但是目前主流的离心机转速动辄高达数千甚至上万转,特别是近年来采出液含砂量增高,使得离心机的磨损、腐蚀问题更为明显。为了提高处理效率,使离心技术在石油行业得以迅速推广,类似涡旋式离心机的低转速、低功耗的高效分离技术的研发推广是目前石油行业新技术开发的重点。(栏目主持　樊韶华)