專利名稱：一種含氯氣田水的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣田在天然氣開采過程中產(chǎn)出的氣田水的處理方法，特別是涉及一種含氯氣田水的處理方法。
氣田水是伴隨天然氣采出的地層水，分為含硫氣田水和含氯氣田水兩大類。對(duì)于含硫氣田水，國內(nèi)外主要采用氧化、真空抽提、汽提和沉淀等方法將氣田水中的硫化物脫出到規(guī)定指標(biāo)，然后對(duì)脫硫氣田水分別進(jìn)行回注地層、排放和綜合利用(唐曉東等，含硫氣田水的綜合治理技術(shù)，《工業(yè)水處理》，1999年，19卷第4期)，以達(dá)到綜合治理的目標(biāo)。對(duì)于含氯氣田水的綜合治理，國內(nèi)外研究較少(胥尚湘等，國內(nèi)外氣田水處理技術(shù)現(xiàn)狀，《天然氣工業(yè)》，1995年，15卷第4期；朱權(quán)云，氣田廢水處理及基本看法，《石油與天然氣化工》，1990年，19卷第4期)，目前采用的方法主要有稀釋排放法，該法技術(shù)簡(jiǎn)單，但必須要有大的河流等水源條件，在海灣地區(qū)可直接排放。若將含氯氣田水回注地層，要求要有好的井位和回注層位，并且必須對(duì)回注水水質(zhì)進(jìn)行防垢與脫垢、防腐、殺菌、隔氧與除氧等處理。也可以將含氯氣田水蒸餾熬鹽，該法技術(shù)簡(jiǎn)單，但成本高，產(chǎn)品雜質(zhì)含量高而質(zhì)量較低，并且工業(yè)食鹽為?？厣唐?，產(chǎn)品銷售困難。膜分離法雖然已在海水淡化工業(yè)中大規(guī)模應(yīng)用，但存在成本高、高礦化度的濃縮液無法處置等問題。將含氯氣田水氧化為次氯酸鈉溶液，用于處理含硫氣田水，但該法規(guī)模極小，不適應(yīng)大規(guī)模的含氯氣田水的處理。因此，對(duì)于含氯氣田水的綜合治理，采用常規(guī)的污水處理方法不能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)(Cl-＜400mg/L)，是國內(nèi)外氣田水治理的技術(shù)難題之一。
本發(fā)明的目的就是提供一種含氯氣田水的處理方法，該法不受地理位置、地層條件和處理規(guī)模的限制，成本低廉，操作簡(jiǎn)單，并可消除對(duì)環(huán)境的污染，解決氣田水排放長(zhǎng)期不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)狀，同時(shí)生產(chǎn)出燃煤助燃劑和飲用純凈水產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案。
一種含氯氣田水的處理方法，依次包括以下幾個(gè)步驟(1)在含氯氣田水中加入0.02～0.1％(重量)的復(fù)合緩蝕劑羥基乙叉二膦酸(HEDP)-硫酸鋅、鉬酸鈉-三聚磷酸鈉-苯并三唑(BTA)或其混合物；(2)將加入了緩蝕劑的氣田水進(jìn)行蒸餾，含氯氣田水經(jīng)蒸發(fā)濃縮到固含量達(dá)到25～28％(重量)的濃縮液；(3)蒸餾產(chǎn)生的蒸汽冷凝為蒸餾水，經(jīng)超濾、紫外線消毒即得純凈水產(chǎn)品；(4)以濃縮液常壓蒸發(fā)制鹽，粗鹽濕料經(jīng)離心干燥，得到氯鹽固體；(5)用草木灰、硝酸鈉和高錳酸鉀按比例混合制備助劑草木灰30～40％(重量)、硝酸鈉60～70％(重量)、高錳酸鉀0.5～1％(重量)；(6)將氯鹽固體與助劑按氯鹽固體/助劑的重量比為8.0～9.0∶2.0～1.0的比例混合，得到燃煤助燃劑。
在含氯氣田水中加入的復(fù)合緩蝕劑(周本省，《工業(yè)水處理技術(shù)》，化學(xué)工業(yè)出版社，1997年)，可選用羥基乙叉二膦酸(HEDP)-硫酸鋅、鉬酸鈉-三聚磷酸鈉-苯并三唑(BTA)或其混合物，以0.02～0.1％(重量)為宜，優(yōu)選為0.04～0.1％(重量)，同時(shí)控制含氯氣田水對(duì)鍋爐的腐蝕。
從減小投資、降低操作費(fèi)用從而節(jié)約成本的角度出發(fā)，蒸餾過程宜采用燃煤鍋爐和燃煤助燃劑技術(shù)。燃煤助燃劑技術(shù)是一項(xiàng)既節(jié)煤又降低大氣污染的潔凈煤技術(shù)，將燃煤助燃劑加入煤中，能夠幫助煤碳充分燃燒、降低煙塵、SO2排放量。CN1054263A公開了一種氯化鈉基燃煤助燃劑，由催化劑硝酸鈉(含量為14～16％)、氧化劑高錳酸鉀(含量為0.2～0.4％)、固硫劑碳酸鈉(含量為0.5～1.5％)以及翻松劑氧化鉀和氯化鈉(氧化鉀0.3～0.7％，余為氯化鈉)組成，以上所述百分比均為重量百分比。其作用原理為在爐堂溫度下，助燃劑中的催化劑硝酸鈉、氧化劑高錳酸鉀分解出氧、金屬氧化物和金屬離子；翻松劑氧化鉀和氯化鈉在高溫下發(fā)生膨脹、微爆，松動(dòng)煤層，便于空氣穿透煤層與煤粒接觸，使燃煤充分燃燒；金屬氧化物和金屬離子起催化、活化作用，降低燃煤著火點(diǎn)，促進(jìn)充分燃燒，提高燃燒強(qiáng)度；固硫劑具有固硫、除臭、清除鍋爐外表面煙灰垢的功能。
燃煤助燃劑技術(shù)已廣泛用于以煤作為燃料的能源、化工、建材、紡織等工業(yè)領(lǐng)域，在本發(fā)明中，可使用常規(guī)的燃煤助燃劑，為節(jié)約成本出發(fā)，使用經(jīng)過本發(fā)明所述方法形成的燃煤助燃劑產(chǎn)品，將其按1.5～5％(重量)的用量直接撒于煤中拌和或以水溶解后灑在煤中，節(jié)煤率可達(dá)15～25％，爐堂溫度提高100～200℃，煙氣黑度降低林格曼1.5～3.0級(jí)，爐渣含碳量降低，鍋爐運(yùn)行熱效益提高10％左右，SO2脫除率約30％，減少灰渣約16％，達(dá)到節(jié)省能源、節(jié)約開支、保護(hù)環(huán)境的目的。
含氯氣田水經(jīng)燃煤鍋爐蒸發(fā)濃縮到固含量達(dá)25～28％(重量)的濃縮液，以27％為最佳值。鍋爐蒸汽冷凝為蒸餾水，然后依次經(jīng)超濾、紫外線消毒即得到純凈水產(chǎn)品，經(jīng)檢測(cè)，產(chǎn)品質(zhì)量滿足國標(biāo)GB17323的質(zhì)量要求。
由于氣田水的治理通常生產(chǎn)規(guī)模較小，可采用投資較少的平鍋制鹽技術(shù)([蘇]M.E.波任等著，天津化工研究院翻譯.《無機(jī)鹽工藝學(xué)》(上)，化學(xué)工業(yè)出版社，1982年)來處理濃縮液的常壓蒸發(fā)制鹽，平鍋制鹽同樣采用燃煤助燃劑技術(shù)。將所得粗鹽濕料離心干燥，可得到氯鹽固體。
助劑的制備采用草木灰、硝酸鈉和高錳酸鉀按草木灰30～40％(重量)、硝酸鈉60～70％(重量)、高錳酸鉀0.5～1％(重量)的比例混合，草木灰為向日葵稈灰、棉殼灰、小麥稈灰、木灰中的一種或幾種混合物。
將氯鹽固體與助劑按氯鹽固體/助劑的重量比為8.0～9.0∶2.0～1.0的比例混合，得到燃煤助燃劑。
本發(fā)明制備的燃煤助燃劑與CN1054263A公開的氯化鈉基燃煤助燃劑配方相比較，采用由含氯氣田水制備的粗鹽和草木灰作為助燃劑的固硫劑和翻松劑，僅需外加催化劑硝酸鈉和氧化劑高錳酸鉀即可，降低了生產(chǎn)成本，達(dá)到了廢物綜合利用的目的。尤其是含氯氣田水中含有大量的Mg2+、Ca2+、Ba2+、Sr2+等離子，固硫效果非常顯著。
本發(fā)明中蒸餾鍋爐和平鍋制鹽均采用煤碳作燃料，每處理1m3含氯氣田水將產(chǎn)生煤灰渣約25～30kg。煤灰渣可用于鋪路，改善鄉(xiāng)村道路交通狀況，也可以用來制造煤渣磚。煤灰渣制磚已是成熟的工業(yè)技術(shù)(國家環(huán)境保護(hù)總局，《化學(xué)工業(yè)固體廢物治理》，中國環(huán)境科學(xué)出版社，1991年)。
本發(fā)明處理的含氯氣田水，包括用常規(guī)方法(如稀釋排放法、回注地層、蒸餾熬鹽和膜分離法等)不能處理的含氯氣田水，其礦化度大于10g/L、Cl-大于5g/L即可。尤其對(duì)于礦化度大于16g/L，Cl-大于9g/L的含氯氣田水，處理效果最佳。原水礦化度愈低，純凈水產(chǎn)量愈高。
與常規(guī)的污水處理技術(shù)相比，采用本發(fā)明處理含氯氣田水，解決了氣田水排放氯離子長(zhǎng)期不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)狀，并具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)氣田水不需要預(yù)處理，大大降低了操作費(fèi)用；(2)采用燃煤代替天然氣，輔以助燃劑技術(shù)，可大大降低氣田水處理能耗，削減鍋爐和平鍋制鹽機(jī)尾氣污染；(3)將氣田水中的氯鹽類礦物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃煤助燃劑、鍋爐產(chǎn)生的水蒸汽純化生產(chǎn)純凈水，煤灰渣用于鋪路或制磚，無廢水廢渣排放，具有極好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。
以下結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。實(shí)例1采用本發(fā)明所述方法處理高含氯氣田水，氣田水總礦化度202.73g/L，Cl-112.05g/L，Na+53.97g/L，其余(Mg2++Ca2++Ba2++Sr2+等離子)36.71g/L。向1m3該氣田水中加入0.1％(重量)的HEDP-硫酸鋅緩蝕劑，將其蒸餾到固含量為28％(重量)的濃縮液，得蒸餾水402g，繼續(xù)蒸發(fā)濃縮液，粗鹽濕物料經(jīng)離心干燥，得氯鹽固體202.73kg。按草木灰35％(重量)、硝酸鈉64.5％(重量)、高錳酸鉀0.5％(重量)的比例制備助劑。按氯鹽固體/助劑(重量比)為8.5∶1.5的比例向氯鹽固體中加入制備的助劑35.78kg，混合均勻得燃煤助燃劑238.51kg。蒸餾水經(jīng)超濾、紫外線消毒后，可得純凈水產(chǎn)品350kg，另得煤灰渣約25kg。實(shí)例2采用本發(fā)明所述方法處理中等含氯氣田水，氣田水總礦化度80.09g/L，Cl-45.51g/L，Na+24.18g/L，其余(Mg2++Ca2++Ba2++Sr2+等離子)36.40g/L。向1m3該氣田水中加入0.06％(重量)的鉬酸鈉-三聚磷酸鈉-BTA緩蝕劑，采用實(shí)例1的方法，可得蒸餾水813kg、氯鹽固體80.09kg。助劑組成為草木灰30％(重量)、硝酸鈉69.3％(重量)、高錳酸鉀0.7％(重量)，氯鹽固體/助劑(重量比)為9∶1，進(jìn)一步加工可得燃煤助燃劑88.99kg、純凈水產(chǎn)品720kg。另得煤灰渣約27kg。實(shí)例3
采用本發(fā)明所述方法處理低含氯氣田水，氣田水總礦化度16.22g/L，，Cl-9.37g/L，Na+5.04g/L，其余(Mg2++Ca2++Ba2+++Sr2+等離子)1.81g/L。向1m3該氣田水中加入0.04％(重量)的HEDP-硫酸鋅和鉬酸鈉-三聚磷酸鈉-BTA復(fù)合緩蝕劑，采用實(shí)例1的方法，可得蒸餾水940kg、氯鹽固體16.22kg。助劑組成為草木灰40％(重量)、硝酸鈉59％(重量)、高錳酸鉀1％(重量)，氯鹽固體/助劑(重量比)為8∶2，進(jìn)一步加工可得燃煤助燃劑19.08kg、純凈水產(chǎn)品840kg。另得煤灰渣約30kg。
權(quán)利要求
1一種含氯氣田水的處理方法，依次包括以下幾個(gè)步驟a在含氯氣田水中加入0.02～0.1％(重量)的復(fù)合緩蝕劑羥基乙叉二膦酸-硫酸鋅、鉬酸鈉-三聚磷酸鈉-苯并三唑或其混合物；b將加入了緩蝕劑的氣田水進(jìn)行蒸餾，含氯氣田水經(jīng)蒸發(fā)濃縮到固含量達(dá)到25～28％(重量)的濃縮液；c蒸餾產(chǎn)生的蒸汽冷凝為蒸餾水，經(jīng)超濾、紫外線消毒即得純凈水產(chǎn)品；d以濃縮液常壓蒸發(fā)制鹽，粗鹽濕料經(jīng)離心干燥，得到氯鹽固體；e用草木灰、硝酸鈉和高錳酸鉀按比例混合制備助劑草木灰30～40％(重量)、硝酸鈉60～70％(重量)、高錳酸鉀0.5～1％(重量)；f將氯鹽固體與助劑按氯鹽固體/助劑的重量比為8.0～9.0∶2.0～1.0的比例混合，得到燃煤助燃劑。
2如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟a中復(fù)合緩蝕劑的含量為0.04～0.1％(重量)。
3如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b中含氯氣田水經(jīng)蒸發(fā)濃縮到固含量為27％(重量)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含氯氣田水的處理方法。該方法包括在含氯氣田水中加入0.02～0.1%(重量)的復(fù)合緩蝕劑、蒸餾至固含量達(dá)到25～28%(重量)、常壓蒸發(fā)制鹽、粗鹽濕料離心干燥后與助劑按一定比例混合幾個(gè)步驟,可生產(chǎn)出燃煤助燃劑和飲用純凈水產(chǎn)品。該方法可處理用常規(guī)方法不能處理的含氯氣田水,且不受地理位置、地層條件和處理規(guī)模的限制,成本低廉,操作簡(jiǎn)單,不污染環(huán)境,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)C10L9/10GK1320567SQ0110731
公開日2001年11月7日 申請(qǐng)日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者唐曉東 申請(qǐng)人:西南石油學(xué)院