油田采出水有机管式超滤膜处理工艺

摘要

本申请提供了一种油田采出水有机管式超滤膜处理工艺，通过将采出水加入至蒸发系统，蒸发系统的第一采出水浓缩液及其残渣导入至污油罐，蒸发系统的第一采出水滤出液导入至超滤系统；超滤系统的第二采出水浓缩液导入至纳滤系统，超滤系统的第二采出水滤出液导入至溶液罐；纳滤系统的第三采出水浓缩液一部分外排，另一部分导回至超滤系统，纳滤系统的第三采出水滤出液加入表面活性剂、高聚物以及碱之后导入溶液罐；在溶液罐中对第二采出水滤出液与混有表面活性剂、高聚物以及碱的第三采出水滤出液进行配制，得到配置水，从而实现物理可循环的分解采出水，并通过导回的方式提升可再利用率，使得成本、效率、资源利用大大提升。

说明书

技术领域

本申请涉及超滤膜技术领域，特别涉及为一种油田采出水有机管式超滤膜处理工艺。

背景技术

超滤膜是由起分离作用的一层极薄的表皮层和较厚的起支撑作用的海绵状或指状多孔层组成，切割相对分子质量在几千至几百万的膜；超滤膜的工业应用十分广泛，已成为新型化工单元操作之一。用于分离、浓缩、纯化生物制品、医药制品以及食品工业中，还用于血液处理、废水处理和超纯水制备中的终端处理装置，超滤膜随着技术的进步，其筛选功能得到了改进和加强，对人类社会的贡献也越来越大；

油田采出水是向油井投加了助剂和石油分离而出来的水。采出水除了有大量的难以降解的有机污染物，还有较高浓度的离子浓度，因为地下水本身比地表水盐的浓度高出很多；目前处理采出水的方法有水解酸化，通过厌氧再好氧处理采出水，以达到降解采出水的效果，但是水解酸化的方法需要培养水解细菌和酸化菌，如：产甲烷菌与水解产酸菌，细菌培养耗时，且水解反应时间过长，从而成本上而言，上述菌体为一次性反应物，因此消耗的成本也是巨大的；

因此，采用可循环处理的物理式方法分解采出水是目前亟待解决的问题。

发明内容

本申请旨在实现采用可循环处理的物理式方法分解采出水的技术，进而提供一种油田采出水有机管式超滤膜处理工艺。

本申请为解决技术问题采用如下技术手段：

本申请提供一种油田采出水有机管式超滤膜处理工艺，包括步骤：

S1，将采出水加入至蒸发系统，所述蒸发系统的第一采出水浓缩液及其残渣导入至污油罐，所述蒸发系统的第一采出水滤出液导入至超滤系统；

S2，所述超滤系统的第二采出水浓缩液导入至纳滤系统，所述超滤系统的第二采出水滤出液导入至溶液罐；

S3，所述纳滤系统的第三采出水浓缩液一部分外排，另一部分导回至所述超滤系统，所述纳滤系统的第三采出水滤出液加入表面活性剂、高聚物以及碱之后导入所述溶液罐；

S4，在所述溶液罐中对第二采出水滤出液与混有表面活性剂、高聚物以及碱的第三采出水滤出液进行配制，得到配置水。

进一步地，在步骤S1中所述蒸发系统处理采出水的方式为：

加热所述采出水至水液沸点，等待30min；

排出所述蒸发系统中结晶状、胶状以及稠状等残渣和第一采出水浓缩液，采集雾化在所述蒸发系统壁面上的第一采出水滤出液。

进一步地，在步骤S2中所述超滤系统处理第一采出水滤出液的方式为：

向所述第一采出水滤出液中加入混凝剂，所述混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合硫酸铁(PFS)、三氯化铁(FeCl·6HO)及聚丙烯酰胺(PAM)中的至少一种，混凝剂投加量为10～200mg/L；

通过所述超滤系统的超滤膜对加入有所述混凝剂的所述第一采出水滤出液进行分子过滤，混凝沉降时间为1～3h，所述加入有所述混凝剂的所述第一采出水滤出液中透过所述超滤膜的即为第二采出水滤出液，未透过的即为第二采出水浓缩液。

进一步地，所述超滤系统呈圆筒形，其内部具有超滤管式膜，所述超滤管式膜为层式分布的无机陶瓷膜，所述超滤系统的外壳支撑结构由氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)、氧化硅(SiO2)及碳化硅(SiC)中的任意一种制成。

进一步地，所述超滤管式膜的切割分子量为10000～500000Dalton，所述超滤管式膜的过滤方式为交叉式错流过滤，错流速度为1～5m/s，跨膜压差为0.1～1.0MPa，过滤温度为10～60℃。

进一步地，所述纳滤系统呈圆筒形，其内部具有纳滤膜组件；

纳滤膜组件形式为板框式、中空纤维式或管式中的任意一种；所述纳滤膜为有机膜，膜材料为三醋酸纤维素膜(CTA)、聚苯并咪唑(PBI)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚亚苯基磺(PPSU)、聚酰胺(PA)及聚醚酰亚胺(PAI)中的任意一种；所述纳滤膜孔径为0.1～1nm；所述纳滤膜系统过滤方式为错流过滤，错流速度为1～5m/s，跨膜压差0.5～2MPa，过滤温度10～60℃。

本申请提供了油田采出水有机管式超滤膜处理工艺，具有以下有益效果：

通过将采出水加入至蒸发系统，蒸发系统的第一采出水浓缩液及其残渣导入至污油罐，蒸发系统的第一采出水滤出液导入至超滤系统；超滤系统的第二采出水浓缩液导入至纳滤系统，超滤系统的第二采出水滤出液导入至溶液罐；纳滤系统的第三采出水浓缩液一部分外排，另一部分导回至超滤系统，纳滤系统的第三采出水滤出液加入表面活性剂、高聚物以及碱之后导入溶液罐；在溶液罐中对第二采出水滤出液与混有表面活性剂、高聚物以及碱的第三采出水滤出液进行配制，得到配置水，从而实现物理可循环的分解采出水，并通过导回的方式提升可再利用率，使得成本、效率、资源利用大大提升。

附图说明

图1为本申请油田采出水有机管式超滤膜处理工艺一个实施例的流程示意图；

图2为本申请油田采出水有机管式超滤膜处理工艺一个实施例的处理结构框图。

本申请为目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面将结合本申请的实施例中的附图，对本申请的实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参考附图1和附图2，分别为本申请一实施例中的油田采出水有机管式超滤膜处理工艺的流程示意图和原理图，包括步骤：

S1，将采出水加入至蒸发系统，蒸发系统的第一采出水浓缩液及其残渣导入至污油罐，蒸发系统的第一采出水滤出液导入至超滤系统；

S2，超滤系统的第二采出水浓缩液导入至纳滤系统，超滤系统的第二采出水滤出液导入至溶液罐；

S3，纳滤系统的第三采出水浓缩液一部分外排，另一部分导回至超滤系统，纳滤系统的第三采出水滤出液加入表面活性剂、高聚物以及碱之后导入溶液罐；

S4，在溶液罐中对第二采出水滤出液与混有表面活性剂、高聚物以及碱的第三采出水滤出液进行配制，得到配置水。

具体的，上述蒸发系统内具有加热设备，通过该加热设备对蒸发系统内的采出水进行加热，蒸发系统包括壳体、水液附着层以及过滤膜，上述壳体的内部分为上层和下层(具体以过滤膜的进行界定)，上述过滤膜平置的设置在壳体内部，水液附着层设置在壳体的内侧壁上，优选将水液附着层设置在壳体上层的内侧壁上。在具体实施时，通过加热设备对采出水进行加热，从而得到雾状的蒸汽水附着于水液附着层上、得到无法被蒸发的残渣和第一采出水浓缩液，上述第一采出水浓缩液为无法被蒸发的污渍物与水的混合物，即为污油；上述水液附着层可拆装的设置在壳体内侧壁，待工人或者机器回收蒸汽水时，可将水液附着层拆卸，从而得到蒸汽水，上述蒸汽水即为上述的第一采出水滤出液。

上述超滤系统为采用超滤膜过滤蒸汽水的系统，超滤系统包括外壳支撑结构和超滤管式膜，外壳支撑结构呈圆筒形，超滤管式膜设置在外壳支撑结构的内部，具体为超滤系统呈圆筒形，其内部具有超滤管式膜，超滤管式膜为层式分布的无机陶瓷膜，超滤系统的外壳支撑结构由氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)、氧化硅(SiO2)及碳化硅(SiC)中的任意一种制成。超滤管式膜的切割分子量为10000～500000Dalton，超滤管式膜的过滤方式为交叉式错流过滤，错流速度为1～5m/s，跨膜压差为0.1～1.0MPa，过滤温度为10～60℃。在具体实施时，工人或机器将蒸汽水(第一采出水滤出液)导入至超滤系统中，通过超滤系统中的超滤管式膜对蒸汽水进行分子级过滤(切割分子量如上述为10000～500000Dalton)，其蒸汽水能够透过超滤管式膜的即为第二采出水滤出液，蒸汽水中不能通过超滤管式膜的即为第二采出水浓缩液。

上述纳滤系统用于处理第二采出水浓缩液，以实现第二采出水浓缩液的再利用，具体为纳滤系统呈圆筒形，其内部具有纳滤膜组件；纳滤膜组件形式为板框式、中空纤维式或管式中的任意一种；纳滤膜为有机膜，膜材料为三醋酸纤维素膜(CTA)、聚苯并咪唑(PBI)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚亚苯基磺(PPSU)、聚酰胺(PA)及聚醚酰亚胺(PAI)中的任意一种；纳滤膜孔径为0.1～1nm；纳滤膜系统过滤方式为错流过滤，错流速度为1～5m/s，跨膜压差0.5～2MPa，过滤温度10～60℃。在具体实施时，工人或机器将第二采出水浓缩液导入至纳滤系统中，通过纳滤膜组件对第二采出水浓缩液进行过滤，过滤后得到第三采出水浓缩液和第三采出水滤出液，纳滤系统将第三采出水浓缩液一部分外排，另一部分导回至超滤系统，以用于再利用，纳滤系统的第三采出水滤出液加入表面活性剂、高聚物以及碱之后导入溶液罐。

最终，在溶液罐中对第二采出水滤出液与混有表面活性剂、高聚物以及碱的第三采出水滤出液进行配制，得到配置水，从而实现物理可循环的分解采出水，并通过导回的方式提升可再利用率，使得成本、效率、资源利用大大提升。

在一个实施例中，在步骤S1中蒸发系统处理采出水的方式为：

S11，加热采出水至水液沸点，等待30min；

S12，排出蒸发系统中结晶状、胶状以及稠状等残渣和第一采出水浓缩液，采集雾化在蒸发系统壁面上的第一采出水滤出液。

在一个实施例中，在步骤S2中超滤系统处理第一采出水滤出液的方式为：

向第一采出水滤出液中加入混凝剂，混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合硫酸铁(PFS)、三氯化铁(FeCl·6HO)及聚丙烯酰胺(PAM)中的至少一种，混凝剂投加量为10～200mg/L；

通过超滤系统的超滤膜对加入有混凝剂的第一采出水滤出液进行分子过滤，混凝沉降时间为1～3h，加入有混凝剂的第一采出水滤出液中透过超滤膜的即为第二采出水滤出液，未透过的即为第二采出水浓缩液。

综上所述，通过将采出水加入至蒸发系统，蒸发系统的第一采出水浓缩液及其残渣导入至污油罐，蒸发系统的第一采出水滤出液导入至超滤系统；超滤系统的第二采出水浓缩液导入至纳滤系统，超滤系统的第二采出水滤出液导入至溶液罐；纳滤系统的第三采出水浓缩液一部分外排，另一部分导回至超滤系统，纳滤系统的第三采出水滤出液加入表面活性剂、高聚物以及碱之后导入溶液罐；在溶液罐中对第二采出水滤出液与混有表面活性剂、高聚物以及碱的第三采出水滤出液进行配制，得到配置水，从而实现物理可循环的分解采出水，并通过导回的方式提升可再利用率，使得成本、效率、资源利用大大提升。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本申请的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由所附权利要求及其等同物限定。