膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展

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1、膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展污水处理剂：在油田污水处理过程中，为防止设备及管线腐蚀、结垢，降低胶体、悬浮颗粒含量，抑制有害细菌增生，所加入的化学药剂统称为污水处理剂。油田常用的污水处理剂的种类主要有：缓蚀剂、阻垢剂、杀菌剂、絮凝剂、除氧剂第一节缓蚀剂一、腐蚀及其危害腐蚀：金属与周围介质接触，由于化学或电化学原因引起的破坏。油田污水的腐蚀性：因具有较高的矿化度、含有腐蚀性气体（H2S、CO2、O2）和微生物（SRB、TGB），具有较高的腐蚀性。腐蚀危害：造成污水集输管线、水处理设备、油水井及井下工具的腐蚀破坏，影响油田生产系统的正常运行，还会引起火灾，

2、造成环境污染。金属设备的防腐措施分为三类：一是通过化学防腐剂的加入，达到减轻腐蚀的目的；二是把金属本体与腐蚀介质隔开，如各种内外衬、涂防腐设备管线等；三是采用耐腐蚀材质，如不锈钢、塑料等。二、缓蚀剂定义和类型1、缓蚀剂定义凡是在腐蚀介质中添加少量物质就能防止或减缓金属的腐蚀，这类物质称为缓蚀剂。2、缓蚀剂的类型氧化型缓蚀剂缓蚀机理：使金属表面生成一层致密且与井数表面牢固结合的氧化膜，或与金属离子生成难溶的盐，阻止金属离子进入溶液，抑制腐蚀。如铬酸盐（NaCrO2、K2Cr2O7）、亚硝酸盐（NaNO2）等。沉淀型缓蚀剂缓蚀机理：缓蚀剂与腐蚀环境中的某些组分反应，生成

3、致密的沉淀膜，或生成新的聚合物，覆盖在金属的表面，这种膜的电阻率大，抑制了金属的腐蚀。缓蚀剂有阴极抑制型和混合抑制型之分，如辛炔醇、磷酸盐、羟基喹啉等。吸附型缓蚀剂（有机缓蚀剂）缓蚀机理：缓蚀剂分子都有极性基团和非极性基团，加入腐蚀介质中的极性基团吸附在金属表面上，非极性基团则向外定向排列，形成憎水膜，使金属与腐蚀介质分开。如烷基胺（RNH2）、烷基氯化吡啶、咪唑啉衍生物等。三、缓蚀剂选择1、污水处理缓蚀剂的选择确定腐蚀原因对于油田生产系统，腐蚀的原因有pH值、含盐、含腐蚀性气体、细菌等，必须找出腐蚀的主要原因，测定各气体的溶解量，分析腐蚀介质的离子组成、腐蚀产物等

4、。对于抑制H2S腐蚀，可选用吡啶类和脂肪胺类吸附型缓蚀剂；防治CO2腐蚀，选用咪唑啉类缓蚀剂。进行室内评价：在室内评选缓蚀率高的缓蚀剂及其用量，再在现场应用。室内评价一般采用挂片试验法。现场实验确定缓蚀剂用量和加药方式设立腐蚀监测点，随时挂片监测腐蚀速度，以便调整、改进缓蚀剂品种、加药量和加药方式。进行经济技术指标比较对缓蚀剂的价格、用量、毒性及缓蚀率进行全面分析，选择相对腐蚀率较高、成本较低、对环境污染轻的缓蚀剂。2、油田污水处理系统常用的缓蚀剂对于油田污水处理系统，防腐效果较好的缓蚀剂有：含氮的有机化合物，脂肪胺及盐类，酰胺及咪唑啉类等。第二节阻垢剂一、结垢及危

5、害水中的化学物质是以离子状态存在的，在水中的溶解度是有限的，超过这个限度，化合物便成为固体而沉淀。在下列情况下引起结垢：水中含有形成溶解度很小的化合物的离子；物理条件发生变化，或者水中的成分发生变化，使溶解度低于现有浓度。垢的存在形式：悬浮于水中，或附在设备表面和管壁上垢的危害悬浮于水中的颗粒堵塞贮油层，或在贮油层表面结成固体的垢；降低供、注水管道和油管的有效直径，摩阻增大，能耗增加；抽油杆结垢时，增加抽油杆的负荷；加热炉的辐射管结垢会造成过热，降低使用寿命。二、常见的水垢1、碳酸钙（CaCO3）碳酸钙垢是由钙离子与碳酸根或碳酸氢根离子结合生成的。影响因素包括：二氧

6、化碳（CO2）增大碳酸钙在水中的溶解度。随着系统中二氧化碳分压的增加，碳酸钙的溶解度增大，且随着温度的升高，影响减小。系统中压降的存在CO2分压减小从溶液中逸出水的pH值升高导致碳酸钙沉淀pH值pH值高会产生更多的沉淀。总压力系统压力增加，碳酸钙溶解度增大。温度当温度增高时，碳酸钙的溶解度降低，即水温较高时会结较多的碳酸钙垢。水中所溶盐类水中含盐量增加，碳酸钙溶解度增加，结构趋势越小。水中溶解的固体总量（不包括钙和碳酸根离子）最大可达到mg/L。综上，生成碳酸钙的趋势随温度升高而增加；随CO2分压减小而增加；随pH值增加而增加；随溶解的总盐量减少而增大；随总压力的减

7、小而增大。2、硫酸钙（CaSO4）硫酸钙的类型：油田上最常见的硫酸钙沉积物是石膏。影响因素a、温度低于38℃时，石膏的溶解度随温度的升高而增大；高于38℃时变化趋势相反。高于38℃时，无水石膏（不溶性硬石膏）的溶解度比石膏小，先于石膏沉积，而石膏沉积温度为100℃。因此，在较深、较热的井中，硫酸钙主要以无水石膏的形式存在。温度在100℃以上时，在有搅动或流动的系统中，无水硫酸钙可直接沉积出来；若系统是静止的，半水的硫酸钙溶解度变小，随时间的延长可转变成无水硫酸钙。b、水中溶解盐类当水中存在NaCl或其它溶解的盐类（不包括Ca2+和SO42-）、浓度小于mg/L时