油田含油污水空化破乳实验研究

油田含油污水空化破乳实验研究王波赵会军王小兵单如健(常州大学江苏省油气储运技术重点实验室，江苏常州213016)摘要:以系统有、无孔板破乳元件在每个相同流量下除油率的比较来表征孔板空化破乳效果，并通过比较装有孔板破乳元件的系统在各孔径和流量下的除油率，确定实验最佳孔径和流量。结果表明:孔板空化破乳法对于乳化液的破坏是有效的，且效果显著;在孔径为8mm，流量为3.85m3/h时，系统破乳效果最好，除油率可达97%，孔径偏大或偏小及流量偏高或偏低均会影响空化破乳效果。关键词:物理破乳;除油率;空化;孔板破乳元件DOI:10.13205/j．hjgc．201403005EXPEＲIMENTALSTUDYONDEMULSIFICATIONOFOILFIELDOILYSEWAGEBYCAVITATIONWangBoZhaoHuijunWangXiaobingShanＲujian(JiangsuKeyLaboratoryofOilandGasStorageandTransportationTechnology，ChangzhouUniversity，Changzhou213016，China)Abstract:Thecomparisoninde-oilingefficiencyofsystemwithorwithoutorificedemulsificationcomponentwiththesameflowwastakentoevaluatedemulsificationperformancebycavitation，andbycomparingde-oilingefficienciesofsystemwithorificedemulsificationcomponentunderdifferentflowratesandborediameters，experimentaloptimalborediameterandflowrateweredetermined．Theresultsshowedthattheeffectsofdemulsificationbycavitationwereremarkable．Demulsificationperformanceofsystemwasthebestonewhenborediameterwas8mmandflowratewas3.85m3/h，withthede-oilingefficiencyreaching97%．Toolargeortoosmallborediametersandflowratesallaffecteddemulsificationperformance．Keywords:physicaldemulsification;de-oilingefficiency;cavitation;orificedemulsificationcomponent收稿日期:2013－06－010引言含油污水是油田污水污染源之一，通常含有大量的油类、悬浮物、重金属等物质［1］。由于油田含油污水油水分离难度大，处理不彻底不仅会给油气开采、运输等过程带来一系列问题［2］，还会造成土壤、水源的污染［3］。因此，对于油田含油污水的处理已成为各大油田必须解决的问题之一。目前，应用于油田含油污水的物理破乳技术主要是通过对乳化液施加外力或依靠乳状液内部分子之间的力，导致液珠发生碰撞使油水界面膜破裂，释放出来的水相互接触聚集，并最终使油水分离［4］。常见的物理破乳法包括施加电场(电处理)、离心、过滤以及微波辅助破乳等［5］。上述破乳方法具有需要动力设备，增加处理能耗或需要加入破乳剂，增加成本等缺点。空化破乳是一种新型的物理破乳技术，克服了上述传统物理破乳方法的不足，表现出良好的发展前景。本实验采用空化破乳法，含油污水中的乳化液以一定速度通过装有孔板破乳元件的管路，根据文丘里原理，含油污水中的乳化液在经过孔板时，若孔口处的压力低于当时温度下水的饱和蒸汽压，乳化液内部会发生气体空泡的形成、发展和溃灭的过程，整个过程时间短，溃灭压力大［6］。其中，在乳化液内部空泡溃灭产生的高压导致乳化液液膜破裂从而达到破乳目的。经压力破乳后的含油污水进入聚结罐，不仅加快油珠上浮，促进小油珠的聚结，还可去除不易上浮的油珠，提高油水分离效率［10］，最终实现油水分离。1实验部分1.1实验流程实验装置如图1所示。某油田采出液经过三相91水污染防治WaterPollutionControl分离器1分离处理后的含油污水，经曝气沉淀罐2做曝气预处理，可以去除含油污水中游离状态的油、絮状物和固体颗粒以及硫等还原性物质［7］。处理后的含油污水经水泵4给其提供输送能量，然后再经不同孔径的孔板破乳元件8做乳化液空化破乳处理。经破乳后的小油滴在聚结罐9中