含油含醇污水处理工艺运行参数标准化研究李强

 李残等含油含酵污水处理工艺运行翔准化研究辦含醇污水处虹艺运行参《准化研究李残,马春穂,彭磊王娜,阵永王喜姆粕燕甲国石油长庆油田分公甩第二采气厂陝面搶林前言节、不同浓度时的操作参数为装作提供依据。研究目的意义含油含醇污水处理工艺现状目前,我厂含油含醇污水处理工艺均采用混凝沉降—精馆回收甲南塔底出水进回注罐—高压回灌地层,设计要求产品甲醇含暈,回注污水甲酵含在天然气开采过程中为了抑制水化物的生成,注量矣由于翻与气田开发同步进行对污水的入战的甲酵,因贼出污水中含有大量的甲醇。同麵认识不齡面,且赫气田及子洲米脂气田所处时,由于吸极然气中的组分而显酸性而且含舰位置一年四季昼夜驗变化较大’在不同季节向有大量的凝析油、矿物质、悬浮物、机械性杂质等’从环单井的甲醇量也不同,这就导致艇到聽的保和经脾方面考虑,必须对产出的含醇污水进豫含油含諄污水性质随季节变化而变化,甲酵浓度在之间波动,含油量在几百至几千毫克每升人甲蘭馏塔,实现水、甲酵的有效分离后将甲醇回之间波动,使得预她度加大,预难以保雌复利用,水回制虑。期涯流程为：证,影响塔产量的稳定性为此开展了辦含水—调节罐—压力除油器—加药—反应罐—沉降罐—粗过滤—换热器—穑细过滤—甲醇研究内容根据楡林气田及子洲米脂气田含油含酵污水“水—回注地层水质特点进行污水预处理工艺优化研究确定不同原卿度时预如酺働！！量及合理的沉降时间；⑴预处咖药操作频繁’员工劳动强度大加注⑵利用软件,模拟甲醇回收流程拟合常；压下甲醇■水两相体系泡露点温度数据；(精馏塔运行不稳定产品质量稳定性差。分析精馆塔操作的影响因素；为了彻底解决含油含醇污水处理工艺过程中存在按照不同季节、不同原料浓度进行模拟,形成的这些问题保证污水处理正常运行,开展含油含醇污链的操作斜再进行现核,确定合理的标准化水处艺运行辦嫩准化研究是非常必要的。操作麴。取得的成桌含油含醇污水处理工艺技术研究优化了预处理药剂的加注量和合理的沉降时间简化了员工的搡作,降低了劳动强度；要彻底解决含油含酵污水处趣！程中存在的各种⑵拟合出常压下甲酵■水廝体系的泡露点温度；复杂问题首先必须针对含油含醇污水的组成、性质特明确了精馏賴作的影响因索及操作参数的点进行预处理,去除污水中的乳化油、机杂及各种腐蚀变化对塔运行的影喃规律；性因索提髙污水值,然后再进行有效的缓烛、阻⑷利用软件模拟和现场试验确定精馆塔不同季塘处理,这样就可以解决目前存在的各神复杂问题。对收稿曰期324 第六届宁夏青年科学家论坛论文集于甲醇回收装置的稳定运行,可在以上问题解决以后,凝剂。通过软件模拟,找到最佳操作参数。有机絮凝剂有机絮凝剂,常用的主要为高预处理药剂研究分子聚合物。通过分析不同分子量、不同加量的有机絮值调节剂的确定常用的值调节剂有凝剂对处理效果的影响可以看出：当分子量从、、由于含油含醇污水中的：、肘广万增加到万时,残留铁量、含油量均有不同含量很高,用调节值时,会消耗大量的程度的下降上清液透光率增加；而分子量从万,同时会产生大量的、沉淀,使污增加到万时,残留铁量、含油量增加,同时上清泥量大大增加；用、调节值时就不会存液透光率减小；随着万阳离子浓度增加,在上述问题,适合用作为值调节剂；但上清液透光率增大。因此,选用万阳离子是随着加量的增加絮体生成的速度加快,用调作为有机絮凝剂。整值产生的絮体生成和沉降速度较快,且产甲醇精馏塔模拟优化研究生的污泥量少。因此选择作为调节剂且结构参数采集榆林天然气处理厂有两个精馏值为。塔塔塔板结构属斜孔塔盘,如图所示,塔整体结除铁剂的优选由于含油含醇污水中含有大量构属复合塔,其中精馏段为金属规整丝网填料如的机杂和溶解油,这些机杂和溶解油的沉积会加剧精图所示,提馏段为斜孔塔板,具体结构参数见表。馏塔填料堵塞,影响甲醇回收装置处理效率和处理能米脂天然气处理厂精馏塔是复合式精馏塔,精馏力,同时还会进一步加剧整个系统的结垢和腐蚀等,所段是的金属波纹规整填料如图所示,提馏段是以在含油含醇污水预处理过程中,首先必须除去污水由块组合导向浮阀塔板构成,如图具体结构参中的机杂和溶解油。数见表。要除去污水中的机杂和溶解油,最有效的方法是丨、广‘、化学混凝处理。通过理论分析和大量试验发现,在碱性‘条件下是性能优良的絮凝剂。由于含油含醇污水舊中含有大量的在碱性条件下很容易被氧化成所以,在混凝处理中,在碱性条件下直接加’化剂将污水中的氧化为、以作为无机絮凝剂。同时为了进一步强化混凝处理效果,还必须再加入合适的有机阳离子混凝剂才可以达到最佳的混凝处職果。,、通过对比、的除铁效果可看出,随着除铁剂用量的增加,产生气泡量增多导致产生的絮体上浮,与相比产生的气泡少、絮体不上浮,因此,选用作除铁剂。絮凝剂的选择絮凝剂根据其组成、结构可分为趣凝剂椭翻剂。‘‘‘无机絮凝剂常用的无机絮翻有聚合氯化铝、聚合硫酸铁、精制硫酸铝等。働在循職通过对比分析、对预处理效果的影响可醫知：随着无机絮凝剂用量的增加絮体的沉降加快。着加量的增加上清液的残留铁量逐渐下降透光率增大,残留铁量及上清液的透光率降低幅度减小的加人效果则相反。因而选用为无机絮金属波纹整欢糾李强等含油含醇污水处理工艺运行参数标准化研究表榆林天然气处理厂精馏塔结构参数汇总表表米脂天然气处理厂塔结构参数汇总表项目塔塔项目参数溢溢流堰长度溢溢流堰长度溢流堪高度溢流堪高度流流降液管与下县塔板间距降液管与下层塔板间距堰降液管宽度堰降液管宽度精馏段塔板数层填料精馏段塔板数层填料精馆段开孔率精馏段开孔数个提馏段塔板数层提留段塔板数层提播段开孔率提留段开孔数个斜孔塔盘直径导向浮阀塔盘直径板斜孔尺寸板开孔率板间距板间距塔板厚庋塔板厚度降液管总面枳降液管总面积塔板截面积塔板截面积■工艺模型建立目前处理厂精偕塔甲醇回收工艺流程如图所示。‘：含阪“應—贱；—广—运图金属波纹填料去回自抑、扭乂—■来：甲崞再生程：困精飧塔甲醇回收工艺流程根据精馏塔运行目的(除对含醇污水中的甲醇进行回收外,还应保证塔底水中甲醇含量小于和原料水含醇量的变化规律(进料甲醇含量随季节变化很大变化范围榆林为,米脂要想保证精馏塔满足设计及运行要求,其工况需根据續脈、—麵膀赃麵变化。編‘鳙软件,根据现场工艺流程,建立模型,如图所示。常压下曱醇水两相体系泡露点温度数据拟图导向浮闲塔板合泡、露点常压是进塔物料非常重要的两个物性326 第六届宁夏青年科学家论坛论文集参数’为使现场人员能够非常方便地计算此值’对甲咖醇水两相体系泡露点温度数据进行拟合,利用简单的—元三次方程根据进料甲醇含量质量即可计算出体益系的泡、露点温度原始数据见表和图,具体计算‘公式如下：泡点温度“露点温度、、式中：原料水甲醇质量含量。甲醇质量分率常压下甲鞟水两相体系泡露点温度组成进料流量繊料成分。进料流量通常不可控但可测。当进料流量变化较大时,对精馏塔的操作会造成图利用软件建立的精愤塔工艺模型很大的影响；进料成分影响物料平衡和能量平衡,但进料成分爾二压下甲温：職通常不可控,可舰检测細整操作難。进料温度和进料热焓值。进料温度和热焓值影°响讓塔的能量平衡；⑶重沸器加热蒸汽压力。翻器加热蒸汽压力影°响精馏塔的能量平衡；°空冷温度与环境温度。塔顶空冷温度的变化受°环境温度影响较大,当环境温度及空冷温度变化较大奶时,对塔顶产品纯度会有一定影响。根据长期对两个处理厂精馆塔运行情况的跟踪,除了设备问题以外,影响精馏塔操作的主要因素是进料状况组成、流量、状态等、回流比和物料采出量等。根据实际情况及员工操作的难易程度,将为达到分离效果塔所需的最小回流比作为评价指标’衡量主要运行参数塔底操作压力、进料温度、进料甲醇浓度、回流議敵的改变对其酵响,来判断这些参数对塔操作影响程度的大小。进料温度对最小回流比的影响。在生产中,加入精馏塔中的原料可能有表中的五种热状态。表精馏塔进料五种热状况列表影响塔操作因素分析影响物料平衡的因素包进料热状况温度范围細括进料量和进料成分的变化、塔顶馏出物及底部出料量的变化等；影响能量平衡的因素主要包括进料温度或釜温的变化、重沸器加热量和冷凝器冷却量的变化泡露(及塔的环境温度的变化等。炮和蒸汽进料帕扰动有可控的也有不可控的,主要有以下几个方面：賴汽进料°李等含油含醇污水处理工艺运行参数标准化研究的操作产生很大影响会影响塔底水的合格率。当进料腿的千摩尔汽化纖髓大于泡点时所需最小回流比增大,当随接由表和值的定义式可知：进料温度越低,值近露点时,软件雅无法收敛’故建议按照越大进料甲醇含量的变化选择合适的进料温度,最好在泡当进料状况和发生变化时,应适当改变进点温度附近进料。料位置,并及时调节回流比。一般精馏塔常设几个进°難《,以齙妒中进料状况变化,保证在精馏塔的——进賺对⑷—适宜如进糊况改变而进雕置不变,必然———引起馆出液和蹇残液组成的变化。”“进料情精馆操着重要意义。对特定的精——馏塔若减小则将使和均减小,欲保持恥不进料温赓对小卸比的影进料含醇变,则应增大回流比。n度表小《洗比庫尔比随着回流比的减小,则精馏过程的能耗下降,塔负荷也会随之减小。但因减小使操作线交点向池点)平衡移动,导致过程传质推动力减小,使得完成相同的分离要求所需理论板数随之增加,对每块塔板的分离效率,如图所。杰》近)计算通不过塔底操作压力对回流比的影响。利用、：软件模拟计算出塔底操作压力对最小回流比的影响见表麵。表潜成作压力对抱点进料时最小目流比的彩口％甲酵)塔底压力最小比摩尔比)！！：！！坤最小鲟洗比的曲解法当回流比继续减小,使两操作线交点落在平衡曲线上如图中点所示。此时完成规定分离要求所需占理论板数为》。此工况下的回流比为该设计条件下的运謅：最小回流比由图可得補馆段操作线与轴的交点看为当进料温度变化时值随之变化,温度越；‘■低值越大,则线与相平衡线的交点越靠近办,则精■■——■■——馏操作方程与轴的交点塔底压越大则所需最小赚比变小结果见表,模拟计算见表。由表和图可知：塔底操作压力越大时所需最综上所述：当进料温度越低时所需最小回流比越小回流比也逐渐变大,因此在升高塔底压力时,应增大小,但随着进料温度的降低即值的增大会对提镏段回流量。由于实际塔器的水力学条件各异实际调节幅^8 第六届宁夏青年科学家论碰文集度还得进步根据实腿行摸索。表城柳怀鮮贱■抽小目流比列表‘进料甲醇含量对最小回流比的影响。利用进料甲嫩伽小回流姆尔比)软件计算出不同甲醇含量原料水泡点进料时塔底压力对最小回流比的影响见表和图,而相同进料温度幻、不同甲醇含量进料对最小回流比的影响见表。表不同甲含量蜃料水泡点进料时塔底压力对最小回流比的彩进料甲醉质量含量填底压力为塔底压力为最小曰流比摩尔比)最小田流比摩尔比)回流温度对精馏塔塔顶产品质量的影响。利用软件可以计算出回流温度对最小回流比的影响,见表。表回流溫度对辅镏塔塔顶产品纯度的彩响曰流度塔頂产品甲醇含量各注米脂月日运行数播米脂月曰禊拟运算结果米脂月日稹拟运算结果由表可知：由于两个处理厂均采用空冷,其冷却效率会随着当日气温的变化及季节的变化发生一定的变化而在塔顶产品要求较高时,回流温度随当日气温变化所引起的变化就会导致塔顶产品质量发生改变夏天最力明故在操作过程中应注意“流温度的变化幅度,当一天内变化幅度超过时应微调回流比以保证塔顶产品达标。含油量及种类对塔底水中油含量的影响。由于进塔含醇污水中含油量及种类会对塔底水的水质产生影响,为进一步了解其产生的影响,对榆林天然气处理厂稳定前后凝析油进行了分析,结果见表和图。由表和图可知：榆林天然气处理厂凝析油‘‘‘中正辛焼含量最多,主要组份为的正构烷烃,它们的沸点范围为,在常压甲醇精馏塔内都会进人塔底水。由于软件对物质浓度的精不同甲醉含原料水泡点进料时埃底压力对最小流比的影响确度至,故在此分别以及组分代表水中由表、表和图可知相同含量的甲醇进料凝胃拟计算,表。时,塔底压力对最小回流比有影响,随着塔底压力的增由表可知：对于沸点高于塔底温度的凝析油大所需最小回流比也会增大,但增加幅度很小当进料组份进入甲醇精馏塔后主要富集在塔底水中；对于甲醇含量增加时所需最小回流比逐渐变小,故不同季沸点低于塔底温度的凝析油组份,主要富集在塔顶产节应根据进料甲醇