電絮凝降黏處理含聚釆油污水流量計中HPAM的工藝,聚丙烯酰胺是三次采油進程中的重要驅油劑,在保證原油開采增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的同時也不可避免地帶來了采出液中聚合物濃度的急劇上升,對污水流量計設備的正常運行造成危害等問題。因此,選擇合適的方法快速降解聚丙烯酰胺,對保證污水流量計處理設備及工藝流程的正常運行具有重要的意義。工作圍繞著電絮凝降黏處理含聚采油污水流量計中的HPAM技術而展開,選用不同的電極材料,通過降黏率、除油率、去濁率檢測;電解參數(shù)(板間距、極板數(shù)目、電解電流強度、面體比、電解時間)的優(yōu)選,不同分子量的HPAM對聚合物降解效果的影響等因素進行了研究。根據(jù)優(yōu)化出的最佳工藝參數(shù)設計連續(xù)實驗流程,進行連續(xù)處理工藝試驗,達到預期出水水質指標,主要介紹聚丙烯酰胺的種類及用途,聚丙烯酰胺具有良好的絮凝性,在化工污水流量計處理、市政污水流量計的凈化以及油田三次采油生產(chǎn)中提高采收率等方面得到了廣泛的應用,聚丙烯酰胺在采油進程中的驅油機理;介紹油田含聚采油污水中的HPAM含量的檢測方法,主要有濁度法、紫外分光光度法、烏氏黏度計法、淀粉—碘化鎘法。根據(jù)現(xiàn)場的實際選擇了烏氏黏度法,能大批量、快速分析污水流量計中聚合物的降解情況。根據(jù)一些學者對聚丙烯酰胺的降解研究文獻,目前已有一些方法可以應用于含聚污水流量計的處理,如機械法、光催化氧化法、超聲波、化學試劑、電絮凝降解、生物菌種培養(yǎng)等技術。海上油田現(xiàn)場的生產(chǎn)實際,選擇了一種低成本、低毒、環(huán)保、高效的電化學方法對含聚污水流量計進行降解。介紹電絮凝降黏原理,簡要介紹了電化學處理含聚污水流量計的基本原理,即通過氧化還原、電絮凝、電氣浮的方式對含聚采油污水中的雜質進行有效去除。然后從pH值、地層水的離子組成、機械剪切速率等因素分析溶液初始黏度的影響。依次討論電極材料、電解電流、極板間距、面體比、電解時間、分子量對HPAM降解效率的影響,選取電流強度、極板間距、電解時間和面體比作為單因素進行正交試驗,實驗結果表明:在極板間距6cm,面體比8/40,電解時間20min,電流強度為4A時,HPAM降解率可以達到98.12%。按照優(yōu)化的最佳工藝條件,分別進行了靜動態(tài)處理JZ9-3現(xiàn)場含聚污水的效果分析、能耗分析、電極使用壽命分析、電能表計量實際能耗和電極損耗的實驗。污水流量計處理流程和工藝參數(shù),在CH-1型多功能水處理裝置上進行了不同單元設備組合的全流程動態(tài)實驗,進一步優(yōu)化工藝參數(shù),通過模擬含聚污水(含聚200mg/L,含油198.2mg/L,懸浮物200mg/L),加入清水劑BHQ-203(加量為200mg/L),實驗溫度55℃,污水在整個除油器中的停留時間為20min,面體比為8/53,電流強度保持在3A的條件下,處理模擬水樣50L,連續(xù)運行直至穩(wěn)定出水,分別測定濾前濾后水樣的粒徑中值。一級過濾器濾后水樣中0.687-7.78μm的顆粒數(shù)目占93%。說明工藝流程中的過濾器效果明顯,但考慮到降黏率僅為55%,將電解—斜管除油器一體化裝置分開設置,以延長電解時間,達到預期效果。用含聚300mg/L的模擬污水流量計,含油量327.4mg/L,懸浮物200mg/L。電解時間15min,污水流量計在斜管除油器的停留時間為25min,控制電流強度3A,面體比為8/100。連續(xù)處理50L模擬污水流量計,結果發(fā)現(xiàn)斜管除油器出口水樣的除油率達86.9%,降黏率為72.6%,濾前水樣粒徑主要分布在15.5-352μ m的范圍內(nèi),一級過濾器出水粒徑主要分布于0.97-6.54μm之間。說明水質改善顯著,處理現(xiàn)場含聚污水需對部分工藝參數(shù)進行適度調整即可。結合上述工藝參數(shù),對現(xiàn)場污水流量計進行連續(xù)處理,在該水樣中加入聚合物200mg/L,調整面體比至8/60,電解時間17min,連續(xù)穩(wěn)定運行處理50L該水樣,除油率達到91.7%,電解降黏率達到91.7%,濾前水中粒徑中值分布為3.27-104μm范圍內(nèi),一級過濾出水的粒徑中值0.97-55μm,二級雙濾料過濾出水顆粒粒徑小于2.75μm,使處理的污水水質指標全面達到控制標準。對研究結果進行了總結。HPAM含量的檢測易受到溶液pH值、礦化度、含油量、HPAM的水解度等因素的影響,根據(jù)現(xiàn)場的實際選擇了烏氏黏度法,電化學降解HPAM,其降解率與電極材料、電極數(shù)目、HPAM的平均分子量、電流強度、電解時間、極板間距、面體比等因素有關。然后通過正交優(yōu)化試驗,篩選出合適的工藝條件,應用于現(xiàn)場含聚采油污水的連續(xù)工藝運行,使水質得到顯著改善。
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