工艺2(李君上传)

中海石油（中国）有限公司湛江分公司二零零六年六月二日海上员工入职理论培训－工艺2目录1.概述2.采油专业基础知识3.原油处理系统4.污水处理系统5.天然气处理系统6.注水系统7.公用系统34.1、含油污水来源与水质特性1）含油污水的定义在油气处理过程中，分离产生的含有一定量原油和其他杂质的伴生水称之为含油污水。2）含油污水的来源来自油气生产过程中所产出的地层伴生水第四节污水处理系统43）含油污水水质特性含油污水一般偏碱性，硬度较低，含铁少，矿化度高。含油污水中含有以下物质成分：项目描述分散油直径较大，为10－100μm，易于分离。这种状态的油占污水含油量的60－80％乳化油在污水中分散的粒径很小，直径为0.1－10μm，与水形成乳状液，属于(O/W)“水包油”型乳状液。不易除去，其含量占污水含油量的10—15％溶解油油珠直径小于0.1μm。由于油在水中的溶解度很小，这部分油是不能除去的。占污水含油量的0.2－0.5％第四节污水处理系统4.1、含油污水来源与水质特性54.2污水处理的要求排放的污水水质要求符合海洋石油开发工业含油污水排放标准，排放标准分为两级。一级：适用于辽东湾、渤海湾、莱州湾、北部湾，国家划定的海洋特别保护区，海滨风景游览区和其他距岸10海里以内的海域。二级：适用于一级标准适用范围以外的海域。级别月平均值一次容许值一级30ppm45ppm二级50ppm75ppm第四节污水处理系统64.3污水处理的主要方法目前海上应用的含油污水处理方法有：1)沉降法2)混凝法3)气浮法4)过滤法5)生物处理法6)水力漩流器法第四节污水处理系统71）沉降法沉降法主要用于除去浮油及部分颗粒直径较大的分散油。工作原理：重力分异，由于水中油珠相对密度小而上浮，水下沉，经过一段时间后油与水就分离开来。如：文昌油田的污水舱第四节污水处理系统4.3污水处理的主要方法82）混凝法混凝法用于除去污水中所含的乳化油混凝法工作原理：向污水中加入化学混凝剂（反向破乳剂）使乳化液破乳，使油颗粒发生凝聚，油珠变大，上浮速度加快。室内应评选出合适的混凝剂并确定最佳的加药量，然后根据现场试验进行调整以确定最佳使用浓度。4.3污水处理的主要方法第四节污水处理系统93）气浮法气浮法工作原理：向污水中通入或在污水中产生微细气泡，使污水中的乳化油或细小的固体颗粒附在空气泡上，随气泡一起上浮到水面，然后采用机械的方法撇除，达到油水分离的目的。所用设备：污水增压泵、溶气罐、浮选池等4.3污水处理的主要方法第四节污水处理系统10第四节污水处理系统四114）过滤法过滤法原理通过滤料床的物理和化学作用来除去污水中的微小悬浮物和油珠及被杀菌剂杀死的细菌及藻类等。过滤一方面是通过滤料的机械筛滤作用，把悬浮固体、油珠及细菌及藻类等截留到滤料表面，或转到先前被截留在滤料内的絮凝体表面；另一方面，通过滤料的电化学特性把悬浮固体颗粒、油珠及细菌藻类等吸附在滤料的表面上。4.3污水处理的主要方法第四节污水处理系统12序号材料1无烟煤2细砂3粒砂4细砾石5粗砾石6粗砾石过滤罐结构及填料图第四节污水处理系统135）生物处理法生物处理法工作原理用微生物氧化分解有机物这种作用来处理污水的方法就叫做生物处理法。生物处理法的应用主要用来处理污水溶解的有机污染物和胶体的有机污染物。属于一种深度处理方法适用于要求排放标准很高的地方。如陆上终端和城市污水排放与化学法相比，具有经济、高效等优点生物处理法的分类好气生物处理法厌气生物处理法4.3污水处理的主要方法第四节污水处理系统146）水力漩流器法水力漩流器法工作原理让含油污水在一个圆锥筒内高速旋转，由于油水密度不同，密度大的水受离心力的作用甩向圆锥筒筒壁，而密度稍小的油滴则被挤向筒的中心，因此油和水可以从不同的出口流出，达到使含油污水脱油的目的水力漩流器法的优点设备体积小，处理量大占地面积小，流程紧凑处理效果好，效率高4.3污水处理的主要方法第四节污水处理系统154.4典型污水处理系统设备板式聚结器最早应用的是由平行板组成的称为平行板除油器（PPI）装置。为了清除聚结的油，这些板被安装在除油分离器中，并与水流方向呈45角。后改用波纹板。这种波纹板在除油分离器内呈一定角度安放，叫做波纹板除油器（CPI）。波纹板较平板提供了更大的聚结面，而且也为油上升到集油槽提供了凹形的通道，效果更佳。1）板式聚结器第四节污水处理系统16涠11-4油田的板式聚结器去水力漩流器第四节污水处理系统17当含油污水进入板式聚结器后，其内较大的固体颗粒首先在颗粒阻隔板前沉积下来，污水则溢过阻隔板穿经各波纹板间的孔隙，流向聚结器的出口当含油污水在波纹之间的孔隙中流过时，由于污水中的油滴比水轻，油滴向上浮起并很快粘附在波纹板的底面。波纹板底面上的油滴相互聚结在一起形成一层油膜，沿波纹板向上移动，并在波纹板的顶端化成较大的油滴浮到污水的表面，最后经穹顶上的排放口排到开式排放罐的集油槽中。4.4典型污水处理系统设备2）板式聚结器工作原理第四节污水处理系统18内部结构:煤田、集油槽、可调水堰板工作原理含油污水（设计中的污水含油浓度不大于3000PPM）进入撇油罐，首先经过煤田，使小油滴变大，另外溶解在水中的溶解气在低压情况下释放出来，携带油滴上浮到污水的表面流到集油槽，然后在液位控制阀的控制下排到闭排罐，污水是以底流形式从油槽下面穿过经过堰板进入水腔，从撇油罐出来的污水在液位控制阀的控制下进入水力漩流器进行下一级处理。2)撇油罐4.4典型污水处理系统设备第四节污水处理系统19撇油罐结构简图1－污水进口；2－冲砂管；3－缓冲填料；4－人孔；5－油槽；6－污水堰板；7－污水出口；8－排放口12345678第四节污水处理系统20W12-1油田撇油罐21内部结构：水力漩流器被两块旋流管支撑板隔成三个腔室，一个是漩流管处理后的污水集水室，一个是集油室，一个是从撇油罐来的污水集污室。漩流管被平行的支撑在支撑板上，漩流器管呈锥形，在锥形大的一端有两个呈切线方向的入口，同时在锥形大的一端内部大约有直径为1毫米大的小孔，该小孔是漩流管的油出口，漩流管在锥形小的一端是水出口。3）水力漩流器4.4典型污水处理系统设备22水力漩流管结构示意图1—含油污水入口（切向入口）；2—圆锥体涡流腔（加速部分）；3—等截面尾部；4—水出口；5—污油出口第四节污水处理系统23漩流管实物图第四节污水处理系统243）水力漩流器工作原理：从系统上游过来的污水，首先进入漩流器集污室，然后在漩流管锥形大的一端沿切线方向进入漩流管，由于旋流管的外部与内部有一个压差和流体是沿切线方向进入漩流管，从而流体在漩流管里面作旋转运动，产生巨大的离心力，在离心力的作用下，进行油水分离油朝口径大的一端进入集油室流出漩流器，进入闭式排放罐。水则朝口径小的一端进入污水集水室，流出漩流器排入大海4.4典型污水处理系统设备第四节污水处理系统25W11-4油田水力漩流器263）水力漩流器使用条件：处理水量在最小处理量与最大处理量之间有足够的背压使油流进集油室水出口的背压为水力旋流器入口压力一半最好水出口的压力大于油出口的压力回流率＝溢流量／进口污水量回流率最好保持在1.5-3.0％回流率过小，部分油进入清水出口端，降低处理效率回流率过大，过多污水回流至闭排，增加闭排的负担4.4典型污水处理系统设备第四节污水处理系统27压差比C＝（P1－P2）/（P1－P3）P1：水力旋流器的进口压力P2：水力旋流器的溢流端压力P3：水力旋流器的底流端压力回流率的调节或保持依靠水力旋流器的出口阀门和油出口即溢流端的阀门调节压差比C来实现最佳压差比保持在1.7-2.0之间4.4典型污水处理系统设备3）水力漩流器第四节污水处理系统284.5典型污水处理流程介绍所谓海上污水处理流程，可以理解为用管线、泵等将选择的含油污水处理装置连接到一起，含油污水通过逐级处理装置脱除含油污水中的有害物质。这种管线、泵等及含油污水处理装置的组合，就是含油污水处理流程。由于海上油气田的处理量大小不同，原油及伴生水性质不同，处理后的污水要求标准不同，还有海域、经济效益等等因素不同，所选择的处理设施不尽相同。第四节污水处理系统29流程描述：来自一、二分离器的生产水汇集后，含油1000ppm左右，首先进入撇油罐，处理后污水含油小于600ppm，再进入2台水利漩流器，处理后污水含油浓度小于30ppm，汇集后排海，其处理能力为9000m3/d。W12-1油田生产污水处理系统实例4.5典型污水处理流程介绍第四节污水处理系统30第四节污水处理系统31W12-1油田水力漩流器32文昌油轮生产污水处理系统实例流程描述：来自一、二级分离器的生产污水进入生产水舱进行沉淀，分离出的油可通过溢流管线进入撇油舱，水则通过生产污水泵输送到生产工艺模块的水力旋流器进行油水分离，使水中含油不大于30ppm，经旋流器处理后的污水再经过撇油罐稳定后，排入海中。1）生产污水舱尺寸：4800mm(L)×9000mm(L)×25250mm(H)（每个）4.5典型污水处理流程介绍第四节污水处理系统2）生产水泵排量：250m3/h(每台)操作参数：1000kPaG/50-62℃33第四节污水处理系统四34文昌油轮水力漩流器和撇油罐35目录1.概述2.采油专业基础知识3.原油处理系统4.污水处理系统5.天然气处理系统6.注水系统7.公用系统36天然气的分类天然气是指在不同地质条件下生成、运移,并以一定压力储集在地下构造中的气体.根据矿藏特点分类：伴生气:伴生气随源油共生,与原油同时被采出.非伴生气:非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气,两者在地层中均为均一的气相,习惯上又称它们为井气和凝析气.37天然气的分类根据天然气组成分类根据天然气的组成,可把它分为干气、湿气、贫气和富气.干气:每m3的天然气中,C5(戊烷）以上重烃液体含量低于13.5cm3的天然气为干气。湿气：每m3的天然气中，C5（戊烷）以上重烃液体含量超过13.5cm3的天然气称为湿汽。富气：每m3的天然气中，C3（丙烷）以上烃类液体含量超过94cm3的天然气称为富气。贫气：每m3的天然气中，C3（丙烷）以上烃类液体的含量低于94cm3的天然气称为贫气。另外根据天然气是否含有酸性组分而把天然气分为酸性天然气和非酸性天然气（也称洁气）38第五节天然气处理系统说明：本节所讲的天然气是指油田的伴生天然气395.1伴生天然气的生成伴生气是由于溶解在原油中的轻碳组分在压力和温度变化后，溶解度变小原油中分离出来天然气。生成伴生气的原因之一是温度和压力的变化，之二是原油中含有较高的低碳组分。第五节天然气处理系统405.2伴生天然气的组成伴生气一般由碳一、碳二和碳三的碳氢化合物和水蒸气组成，富含碳一的称为干气，富含碳二、碳三的称为富气。另外伴生气中含有二氧化碳、硫化氢等非有机物气体。第五节油田伴生气处理系统415.3伴生天然气的处理1.对于少量的伴生气一般都导向火炬系统进行燃烧处理2.对于具有工业价值的富气我们一般都先进行轻烃回收后再进行压缩供电站等使用；3.对于含硫较高的工业富气还需进行脱硫处理；4.对于含二氧化碳较高的工业富气还需进行脱二氧化碳的处理，脱二氧化碳一般采用吸附原理进行处理。第五节天然气处理系统425.4伴生天然气处理流程图介绍第五节天然气处理系统1.涠11－4A平台伴生气处理系统2.涠12－1A平台伴生气处理系统43涠11－4中心平台伴生气处理系统1—段塞流捕捉器；2—燃气洗涤器；3—燃气压缩机；4—空气冷却器；5—燃气分离器；6—燃气加热器44第五节天然气处理系统伴生气被处理后用作设备燃料使用的天然气称为燃料气。平台上燃料气系统的用户一般为：燃气透平发电机、热介质加热炉、蒸气炉等。对于某些油田来说，天然气经压缩可供注气或气举使用。低压天然气可以作为密封气使用，也可以用做仪表气。多余的天然气可通过火炬臂上的火炬头烧掉。什么是燃料气？45W11-4油田天然气压缩机撬46涠12－1平台伴生气处理系统1—段塞