海上油田水處理中的CFU技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用
時間:2022-12-01 09:00:47
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1CFU技術(shù)的原理和特點
(1)CFU水處理原理
CFU技術(shù)是運(yùn)用了浮選、離心、聚合的共同作用來進(jìn)行水處理,具體操作過程是將氣體(氮氣或者油田常用氣體)通過線管排入水中,通過設(shè)備使得水中產(chǎn)生大量的微小氣泡,使水中充滿了氣泡和被除物質(zhì),在氣泡表面張力和氣泡自身的浮力等的共同作用下,促使小氣泡和被除物質(zhì)相互附著,因為氣泡和油的密度均小于水,所以油可以隨著小氣泡的浮力上升到水面,達(dá)到水油分層的效果。此時在將水表面的污水由導(dǎo)管進(jìn)行分離,從而達(dá)到水處理的效果。
(2)CFU設(shè)備的特點
①設(shè)備小巧,占地空間比較小,在設(shè)備內(nèi)部沒有移動型結(jié)構(gòu),在操作上十分簡便。②因為設(shè)備工藝上的不同,CFU通過氣浮和水力等原理相結(jié)合的方式,大大的提高了分離油污的效率。③在工作量上可以適應(yīng)絕大部分的流量波動,工作系統(tǒng)相當(dāng)穩(wěn)定。④不依靠現(xiàn)代化學(xué)技術(shù),不適用化學(xué)制劑進(jìn)行排污,對環(huán)境保護(hù)工作尤其是海洋生態(tài)環(huán)境保護(hù)起到了非常大的作用。⑤CFU設(shè)備的運(yùn)行能耗很低,安裝、檢修簡便,維護(hù)成本相對較低,節(jié)約了相當(dāng)大的維護(hù)費用,節(jié)省了人力物力。
2CFU設(shè)備的創(chuàng)新改造和實際應(yīng)用
(1)在不影響當(dāng)前生產(chǎn)效率的前提下,為了盡可能的滿足
未來水處理需求,經(jīng)過仔細(xì)的探討和深入的研究,對CFU設(shè)備進(jìn)行性結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新和改造。設(shè)備結(jié)構(gòu)上在序列1和2中的入口前端部分各增加一個線路分支并設(shè)置一個流量控制閥門,這樣一來,新的CFU系統(tǒng)能夠在工作時,將高于處理能力的水利用閥門和分路分流到每小時五百三十立方的CFU設(shè)備中進(jìn)行處理。使系統(tǒng)的總處理速度可以達(dá)到每小時兩千一百二十立方,足以滿足未來海上油田平臺絕大部分的水處理要求。
(2)系統(tǒng)創(chuàng)新改造之后的效果
在對CFU設(shè)備進(jìn)行創(chuàng)新改造之后,根據(jù)進(jìn)液量的大小,平臺可以實現(xiàn)自主調(diào)節(jié)。我們對此進(jìn)行了多項測試,測試結(jié)果表明,在改造之后,在CFU水處理能力范圍之內(nèi)時,均可以將水中的含油量降低到每升十八毫克以下,除油效率非常高,均在百分之九十五以上,并且創(chuàng)新改造后的設(shè)備可以自主調(diào)節(jié)并且運(yùn)行穩(wěn)定,不需要人工額外添加化學(xué)制劑控制除油率。相比創(chuàng)新改造之前的設(shè)備,當(dāng)cfu設(shè)備水處理量在每小時四百六十五立方米以下時,除油率可以保證在十八毫克每升以內(nèi),能夠達(dá)到除油標(biāo)準(zhǔn),但是當(dāng)處理量一旦超過每小時四百六十五升,水中含油率將在每升六十五至七十之間來回波動,此時就必須要額外添加化學(xué)制劑來控除油量了。測試結(jié)果表明,創(chuàng)新改造后的CFU設(shè)備在平臺中的除油效果和效率都十分顯著。在處理重油方面,因為重油中瀝青和膠質(zhì)含量相對較高,黏度有顯著的提升,黏度的提高會對氣泡的上升速度造成影響,從而導(dǎo)致了分離效率的降低,增加了水油分離的難度。因此在此時需要適當(dāng)?shù)奶砑踊瘜W(xué)制劑并適當(dāng)?shù)奶岣邭怏w注入量,從而改變油滴表面的張力和小氣泡的大小,使油滴的黏度下降,增強(qiáng)氣泡上升的速度。從而提高水油分離的效率,使CFU設(shè)備達(dá)到理想的工作狀態(tài),高質(zhì)量的完成水油分離。
(3)創(chuàng)新改造后CFU與傳統(tǒng)工藝相比的優(yōu)點
CFU相比傳統(tǒng)工藝HC+DEGASSER(水力旋流器結(jié)合撇油脫氣罐)方式,在處理效率、結(jié)構(gòu)、操作性和維修等方面具有以下幾個優(yōu)勢:①在處理效率上,CFU在水處理過程中工作迅速,單次污水處理時間只有十幾秒,是通過CFU設(shè)備進(jìn)行單罐處理,處理方式快捷,并能將處理后的水直接排海,除油率能夠達(dá)到百分之九十五以上。而HC+DEGASSER需要污水先進(jìn)入脫氣罐中一分鐘以上進(jìn)行沉降后才能排海,處理時間過長,并且普遍除油率低于百分之九十。②在除油能力方面,CFU可以去除非常細(xì)小的油滴,對于直徑一微米的油滴都可以進(jìn)行去除,并可以處理重油。而HC+DEGASSER一般只能去除十微米以上的油滴,對于重油,只能處理二十微米以上的。③在操作性上,CFU操作簡便且穩(wěn)定,操作壓力低至0.05MPa,流量可以通過設(shè)備自身調(diào)節(jié),適應(yīng)范圍廣。HC+DEGASSER壓降至少需要0.5MPa,因為要保證水處理質(zhì)量和效果,需要的入口壓力相對較高。④在日常設(shè)備維護(hù)方面,CFU維修工作簡便,幾乎免修免維護(hù),而HC+DEGASSER旋流管很容易堵塞,需要定時清洗。
3結(jié)語
創(chuàng)新CFU技術(shù)不僅限于滿足水處理需求,更加提高了水處理的效率和質(zhì)量,從根本上解決了未來海上油田的水處理問題。創(chuàng)新后的CFU技術(shù)與傳統(tǒng)的水處理技術(shù)相比,具備了更多優(yōu)勢和便利,創(chuàng)新后的CFU技術(shù)勢必將在未來海上油田水處理系統(tǒng)中起到更深的意義。
作者:高曉蕾 董恒 陳子婧 荊延妮 單位:中海油研究總院 中國石油集團(tuán)工程設(shè)計有限責(zé)任公司北京分公司