二氧化碳驱采出水汽提脱碳技术研究

摘要

为研究高效处理CO2驱采废水技术，降低油田设备腐蚀状况，本文对氮气汽提工艺展开实验研究，分析影响CO2去除的因素，并对参数进行优化。还研究了CO2的存在对混凝工艺的影响并进行了机理分析。最后，通过对油田采出水进行模拟实验，确定了工艺单元的顺序，并进行了成本分析。
　　在氮气汽提实验中，首先研究了CO2不同温度和不同粘度下在清水中的溶解度规律。随后通过静态试验研究了在不同氮气通气量、温度、粘度和含油量参数下氮气汽提工艺对二氧化碳的去除规律，并做了一级动力学拟合。研究发现提高氮气通气量有助于加快CO2的去除速率，降低处理时间；水温控制在30℃左右时， CO2的去除效果优于20℃和40℃下的去除效果；废水中少量聚丙烯酰胺（HPAM）就能对C O2的去除速率产生明显负面影响，降低水的粘度有助于CO2的快速去除；虽然不同含油量下C O2的去除差异不太明显，但是油类物质的存在也延长了CO2的汽提时间。
　　针对上述现象进行了关键因素的分析，通过清水试验、盐水试验、含油模拟水的对比试验，发现影响CO2去除效率的因素主要是水中的HCO3?，其次水中的HPAM和油类物质也阻碍了CO2的去除。经过调节原水pH到5进行汽提试验，取得了较好的CO2去除效果。最后研究了投加不同直径的多面空心球填料，强化CO2的去除效果。结果表明小直径填料对CO2的脱除有一定的强化效果。经试验研究得出CO2的汽提参数为：通气量3L/min，水温30℃，调节p H到5，投加直径25mm的多面空心球。
　　通过混凝试验，探究CO2的存在对混凝效果的影响。试验首先通过正交试验得到不含CO2模拟采出水的最佳混凝参数，然后在该参数条件下，进行含CO2的混凝试验，试验选取含油量、Zeta电位和絮体密实度及大小为评价标准。结果表明，常规混凝试验在快搅转速300rpm，快搅时间0.5min，慢搅转速75rpm，慢搅时间10min，混凝剂投加量50mg/L时，含油量去除率较高，絮体比较密实。对于含有CO2的模拟水，当pH在中性时，含油去除率最高，絮体较密实。
　　通过对连续流试验进行优化，选取试验参数为气水比4.4:1、温度30℃、调节原水pH至5、投加直径25mm的多面空心球填料，处理出水CO2降至30mg/L以下，pH维持在中性水平。对本套工艺按中试规模作了技术经济分析，得出吨水处理成本0.64元/吨。

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第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 油田采出水的危害

1.3 国内外油田采出水处理技术现状

1.4 课题来源、目的及意义

第2章 实验材料及方法

2.1 正理庄沉降站简介

2.2水质分析方法

2.3 汽提装置与流程

2.4 混凝试验装置与流程

第3章 氮气汽提法去除采出水中的二氧化碳

3.1 引言

3.2 二氧化碳溶解度试验

3.3 氮气汽提实验及动力学分析

3.4强化脱碳试验

3.5 小结

第4章 二氧化碳对混凝效果的影响

4.1 引言

4.2 常规模拟采出水混凝实验设计

4.3含二氧化碳模拟采出水混凝实验设计

4.4 小结

第5章 处理方案的确定及经济效益估算

5.1汽提连续流优化运行

5.2处理方案及运行参数的确定

5.3处理成本及经济效益估算

5.4小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文及其它成果

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