油田含油污水除硫实验研究

第44卷第3期2015年3月化工技术与开发Technology&DevelopmentofChemicalIndustryVo1．44No．3Mar．2015油田含油污水除硫实验研究李杰，李超(长庆井下技术作业公司，陕西榆林710018)摘要：油田污水中硫离子引起的管线腐蚀、管壁穿孔等问题严重影响了油田生产，除硫方法主要有沉淀法、氧化法、中和法等。氧化法、中和法除硫报道较多，而沉淀法除硫在国内文献报道较少。本文采用沉淀法进行实验研究，对几种除硫剂、絮凝剂进行筛选，并考察除硫过程中除硫剂、PAC用量等因素对浊度、沉降时间、除硫率等实验结果的影响。实验结果表明，在pH值为6．5，除硫剂量为240mg·L-，PAC为30mg·L-时效果最好，处理之后污水浊度小于5．0，除硫率高达97．2％，各项指标均达到油田回注水标准。关键词：腐蚀；结垢；沉淀法；除硫率中图分类号：TE357．6文献标识码：A文章编号：1671．9905(2015)03．0011-03注水是油田采油工艺中一个很重要的环节。油田污水经处理后回注，既避免了环境污染，又达到了注水保压的目的】。油田采出液一般是经过简单的油水分离之后，再对其进行深度处理，污水中经常会含有Ca、Mg、Fen、Fe等阳离子，同时含有CO、HCO一、SO、S一等阴离子。其中S一对输油管线腐蚀严重，同时会导致管道堵塞，因此对含油污水进行除硫研究是很有必要的l2】。1硫的主要形态及危害1．1单质硫单质硫以游离状态存在，它对管线金属腐蚀作用很强烈。在常温下，单质硫就能与铜及其合金发生化学反应。生成的硫化物会积累在金属或合金表面，经过一段时间便会破裂脱落，导致管线堵塞。在较高温度下，单质硫能与铁发生化学反应，生成硫化亚铁，同时当温度超过150℃时硫还能与烷烃和环烷烃发生化学反应，生成具有强烈腐蚀作用的硫化氢。1．2活性硫化物与非活性硫化物活性硫化物主要是指硫化氢、硫醇、二氧化硫、三氧化硫、磺酸等，这些物质能直接腐蚀管线。非活性硫化物指硫醚、二硫化物等，虽然它们不能直接腐蚀金属，但在一定条件下，会对管线、设备产生腐蚀、堵塞。收稿日期：2015—01—132实验部分2．1仪器与试剂2．1．1主要仪器浊度计(LP2000—11)，分析天平(BT224S型)，pH计(211型)，电动控速搅拌器，恒温箱。2．1．2主要药剂聚合氯化铝(PAC)，聚丙烯酰胺(PAM，粘均分子量为2000万)，聚合硫酸铁(PFS，工业品)；三氯化铁，氯化锌(分析纯)，pH调节剂(自制o2．2实验方法水分析：污水离子组成分析按照《油气田水分析方法》fsY／T5523—2000)进行。絮凝实验：按照《絮凝剂评定方法》(sY／1'5796—1993)标准进行。3结果与讨论3．1水质分析结果实验选用某采油厂延9层采出水，水质分析结果见表1。3．2絮凝实验油田污水处理絮凝剂大体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类p。无机絮凝剂主要有铝盐系及铁盐系两类，油田上常用絮凝剂有聚铝类无机高12化工技术与开发第44卷分子絮凝剂、聚铁类无机高分子絮凝剂、铝铁复合絮凝剂等。有机絮凝剂主要有天然高分子絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂(PAM、PDMDAAC等)。目前油田上一般都采用无机絮凝剂与有机絮凝剂复合使用，效果比单一絮凝剂好，一般将无机絮凝剂作为主絮凝剂，有机絮凝剂作为助凝剂l5】。有关资料表明，在弱酸性条件下除硫效果较好，实验结果的影响。本实验主要是用PAC、PFS进行絮凝实验，方法是先把产层水过滤后，再用pH调节剂调节pH值，然后加入一定量除硫剂，使其混合均匀后再加入絮凝剂，以200r·min-速度搅拌1min后加人助凝剂，以100r·min-速度搅拌30s，然后静置一段时间，让其自然沉降，再经过滤后对滤液进行硫含量的测定，并计算除硫率，同时考察絮凝剂用量对因此初选pH为6．5，再单因素考察絮凝剂、除硫剂对沉降时间、浊度的影响，絮凝实验结果见表2。表1水质分析数据／rag．L。‘从表2数据可以看出，使用PFS絮凝剂时沉降时间为30min，絮体半径较小，大约在2-4ram左右，滤液略带灰色，浊度均大于50NTU，而且易产生污泥【6】。在用量相同时，PAC沉降时间为20rain，絮体半径约为3-5mm，滤液较透明，浊度均小于IONTU，因此选用PAC作为絮凝剂较好。3．3除硫实验沉淀法除硫原理是通过加入金属盐，使污水中硫离子与金属离子形成沉淀，然后再用絮凝剂进行絮凝，使形成的沉淀快速沉降，以达到除硫目的。本实验采用FeC1、ZnC1作为除硫剂进行除硫实验。在25℃时，1个标准大气压下，FeS的Ksp为6．0×10，ZnS的Ksp为2．0×10，ZnS溶度积常数很小，易形成沉淀，FeS溶度积虽然稍大一些，然而Fen有一定的氧化能力，可使部分硫离子氧化成硫单质，同时