申请日2020.02.24
公开(公告)日2020.06.09
IPC分类号C02F9/04; C02F1/50; C02F1/58; C02F103/10
摘要
本发明公开了一种高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装装置及方法，包括除硫罐体，除硫罐体一路通过污水排放管线依次连通阀门、固液分离器和喂液泵至污水处理系统，在除硫罐体顶部分别设有压力计、H2S气体检测仪和排气口，排气口连通放空管;在除硫罐体上还设有pH传感器、温度传感器和液位传感器，在除硫罐体内设有用于污水处理的固态除硫模块，固态除硫模块层设于除硫罐体的污水进水口处。本发明不仅可以有效减缓高含硫化氢油田污水对站内管线、罐体及其它金属设施的腐蚀，还可以有效改善污水达标处理难度，并保护生态环境和人身安全。
权利要求书
1.一种高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装装置，其特征在于，包括除硫罐体(12)，除硫罐体(12)一路通过污水排放管线依次连通阀门、固液分离器(22)和喂液泵(23)至污水处理系统，在除硫罐体(12)顶部分别设有第二压力计(13)、H2S气体检测仪(15)和排气口(14)，排气口(14)连通放空管，放空管上设有流量计(6);在除硫罐体(12)上还设有pH传感器(17)、温度传感器(18)和液位传感器(19)，在除硫罐体(12)内设有用于污水处理的固态除硫模块(20)，固态除硫模块(20)层设于除硫罐体(12)的污水进水口(11)处。
2.根据权利要求1所述的一种高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装装置，其特征在于，所述污水管线采用L245NS抗硫钢级的地面金属管线。
3.根据权利要求1所述的一种高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装装置，其特征在于，所述温度计为抗H2S/CO2腐蚀的接触式热电偶数显温度计。
4.根据权利要求1所述的一种高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装装置，其特征在于，所述压力计采用隔膜压力计。
5.根据权利要求1所述的一种高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装装置，其特征在于，所述流量计为液体双转子流量计。
6.根据权利要求1所述的一种高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装装置，其特征在于，所述管式混合器将加药口加入的杀菌剂C12烷基双季铵盐、pH调节剂NaOH和液态除硫剂1,3,5-三-(2-羟乙基)-六氢均三嗪进行混合反应的立式管。
7.根据权利要求1所述的一种高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装装置，其特征在于，所述除硫罐体采用A3钢材质，内壁喷砂处理后喷涂与罐体金属材质具有相近热膨胀系数的抗腐蚀的玻璃鳞片涂料。
8.一种权利要求1-7所述装置的高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将油田污水经污水管线(1)输送至污水进水口(11)处，并通过加药口(8)加入的杀菌剂C12烷基双季铵盐、pH调节剂NaOH和液态除硫剂1,3,5-三-(2-羟乙基)-六氢均三嗪在管式混合器(10)进行混合反应;
2)通过第一压力计(2)和温度计(3)监测污水管线(1)内油田污水的温度和压力，根据管式混合器(10)混合药剂时间和除硫罐体(12)对含硫污水处理能力设计值，通过调节阀(5)来控制污水流量;
3)通过加药口(8)前在线pH计(7)测试油田含硫污水的pH值，同时根据在药剂加注模块中加注pH调节剂来调节污水pH值在7.8～8.0范围，该数值可通过在除硫罐体(12)上设置的pH传感器(17)来反映;
4)油田污水流经除硫罐体(12)内的固态除硫模块(20)，与上部支撑架上的固态除硫剂氧化铁充分接触反应，将液态除硫剂1,3,5-三-(2-羟乙基)-六氢均三嗪未充分除净的液态H2S进行除硫，在除硫罐体(12)内新逸出的H2S气体经排气口(14)外排;
5)经固态除硫后的污水排出除硫罐体(12)流经至固液分离器(22)进行固液分离后，喂液泵(23)运送至油田污水处理系统。
9.根据权利要求8所述的高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装方法，其特征在于，所述步骤2)中，油田污水的温度在20～70℃，压力在1～10Mpa;混合药剂时间2～3min，污水流量小于10m3/h。
说明书
一种高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装装置及方法
技术领域
本发明涉及油田开发中防腐技术和环境保护的领域，涉及一种油田金属管线、罐体及设施在高含硫化氢污水会发生严重腐蚀而在联合站内除硫的撬装装置及方法。
背景技术
在含硫尤其是高含硫化氢的油田开发过程中，由于油井产出的地层水(后称油田污水)中溶解有H2S侵蚀性气体，或者由于输送管线内长期滋生了一定的硫酸盐还原菌(SRB)也会产生H2S气体而溶解于油田污水中。油田污水进入联合站站内后，站内金属管线和罐体会因溶解有H2S的含硫污水或温压大幅变化如油田污水从压力管线到常压环境的污水罐导致逸出H2S气体，造成严重电化学腐蚀、应力腐蚀开裂及氢致开裂，会显著降低管道或设备的服役寿命，同时因H2S气味难闻、有剧毒会对环境造成污染甚至威胁站内人员和周边群众的人身安全。
目前，国内外油田含硫化氢污水中除硫方法主要包括物理化学除硫法和生化除硫法两大类。如物理气提除硫法就是利用H2S在污水中溶解度小，采用燃气、空气等降低H2S气相分压，使得H2S与分离，但该法对设备投资较大、成本较高;化学氧化法(空气氧化、化学氧化、光催化氧化)就是把硫化物氧化为硫单质去除，但成本高、能耗较大、易造成二次污染;化学沉积法就是利用金属离子与污水中的S2-、HS-、H2S等形成沉淀的分离方法，但加入沉淀药剂用量大并含水大量污泥，也易造成二次污染;生化处理往往结合其他除硫法一起使用，菌种选择是关键，其氧化效果快、能耗较低、但投资较高且对设备材料有特殊要求。
为了经济有效地针对高含硫化氢油田污水在联合站内脱除，设计了一种涉及液态除硫剂和固态除硫剂的化学氧化和化学沉积联合除硫工艺，并考虑到油田污水产出量不稳定，兼顾了防腐和污水达标处理，采用在联合站内入口处安装简便易拆卸的撬装除硫装置。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种用于高含硫化氢油田污水在联合站内入口处的除硫撬装装置及方法，不仅可以有效减缓含硫污水对油田地面管线、罐体及其它金属设施的腐蚀，还可以有效改善污水达标处理难度，并保护生态环境和人身安全。
本发明是通过下述技术方案来实现的。
一种高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装装置，包括除硫罐体，除硫罐体一路通过污水排放管线依次连通阀门、固液分离器和喂液泵至污水处理系统，在除硫罐体顶部分别设有第二压力计、H2S气体检测仪和排气口，排气口连通放空管，放空管上设有流量计;在除硫罐体上还设有pH传感器、温度传感器和液位传感器，在除硫罐体内设有用于污水处理的固态除硫模块，固态除硫模块层设于除硫罐体的污水进水口处。
对于上述技术方案，本发明还有进一步优选的方案：
本装置中，所述污水管线采用L245NS抗硫钢级的地面金属管线。
本装置中，所述温度计为抗H2S/CO2腐蚀的接触式热电偶数显温度计。。
本装置中，所述压力计采用隔膜压力计。
本装置中，所述流量计为液体双转子流量计。
本装置中，所述管式混合器将加药口加入的杀菌剂C12烷基双季铵盐、pH调节剂NaOH和液态除硫剂1,3,5-三-(2-羟乙基)-六氢均三嗪进行混合反应的立式管。
本装置中，所述除硫罐体采用A3钢材质，内壁喷砂处理后喷涂与罐体金属材质具有相近热膨胀系数的抗腐蚀的玻璃鳞片涂料。
相应地，本发明给出了一种高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装方法，包括以下步骤：
1)将油田污水经污水管线输送至污水进水口处，并通过加药口加入的杀菌剂C12烷基双季铵盐、pH调节剂NaOH和液态除硫剂1,3,5-三-(2-羟乙基)-六氢均三嗪在管式混合器进行混合反应;
2)通过第一压力计和温度计监测污水管线内油田污水的温度和压力;根据管式混合器混合药剂时间和除硫罐体对含硫污水处理能力，通过调节阀来控制污水流量;
3)通过加药口前在线pH计测试油田含硫污水的pH值，同时根据在药剂加注模块中加注pH调节剂来调节污水pH值在7.8～8.0范围，该数值可通过在除硫罐体上设置的pH传感器来反映;
4)油田污水流经除硫罐体内的固态除硫模块，与上部支撑架上的固态除硫剂氧化铁充分接触反应，将液态除硫剂1,3,5-三-(2-羟乙基)-六氢均三嗪未充分除净的液态H2S进行除硫，在除硫罐体内新逸出的H2S气体经排气口外排;
5)经固态除硫后的污水排出除硫罐体流经至固液分离器进行固液分离后，喂液泵运送至油田污水处理系统。
本方法中，所述步骤2)中，油田污水的温度在20～70℃，压力在1～10Mpa;混合药剂时间2～3min，污水流量小于10m3/h。
本发明由于采取以上技术方案技术效果在于：
通过该高含硫化氢油田污水联合站内除硫撬装工艺装置，可实现采油产液经油水分离后的含硫污水在输送进入联合站入口处基本完全处理污水中溶解的含硫物质和逸出的硫化氢气体，从而有效减缓含硫污水对站内管线、罐体及其它金属设施的腐蚀，有效改善污水达标回注处理难度，也可降低污水处理后回注注水井对管柱腐蚀程度，同时降低对环境污染，降低安全隐患。因此，本发明具有显著的经济效益和社会效益，具有较强的油田应用性。（发明人尹志福;刘凌;刘明霞;畅庚榕;谢燕翔）
