油田采出水超聲破乳除油反應器的應用

油田采出水超聲破乳除油反應器的應用

齊 薇

中鐵第一勘察設計集團有限公司環境與設備處

油田采出水超聲破乳除油反應器及系統包括固液分離箱、超聲脫油反應器、超聲波換能器、超聲波發生器、電動扣油閥和控制系統等部分。根據實驗室小試實驗得到最佳工藝條件及參數。在超聲功率1 820 W，超聲頻率27 kHz±2.5 kHz，超聲聲強0.39，水溫為45℃，pH值為7，反應時間6 min的靜態實驗條件下，油田采出水除油率可達90.74%；在流速為2.28和4.8 m3/h連續動態實驗條件下，油田采出水除油率可分別達92.69%和80.5%。

油田采出水；超聲破乳；反應器；實驗

1 系統設計與試驗

油田采出水采用槽式反應器進行處理，在超聲功率1 000 W，頻率27 kHz，聲強0.46、反應時間3 min，處理水量12 L，溫度45℃的最佳條件下，以除油率可達90.2%的小試試驗參數為放大原型，計算出5 m3/h油田采出水超聲破乳除油反應器設計參數：總容積0.42 m3，過水斷面面積0.278 m2，有效體積1.5 m×0.7 m×0.5 m。

油田采出水超聲破乳除油反應器及系統包括固液分離箱、超聲脫油反應器、超聲波換能器、超聲波發生器、電動扣油閥和控制系統等，如圖1所示。

圖1 油田采出水超聲破乳除油反應器系統示意圖

2 破乳除油應用實驗

2.1 靜態應用實驗

實驗條件：進一級分離罐前管道引出原水初始油濃度為344.537 mg/L，水溫為45℃，pH值為7，超聲反應器體積0.3 m3，超聲反應器總水作用面積為4 738.5 cm2，超聲功率1 820 W，超聲頻率27 kHz，超聲破乳聲強0.39，作用一定時間后，分別取樣靜置5 min，測其油含量并計算除油率。

在該實驗條件下，6 min之前去除率隨著反應時間延長而急劇上升，但過了6 min后去除率隨著反應時間延長而大幅度下降（主要是再次乳化造成）。結果表明：最佳反應時間為6 min時，除油率達到90.74%。

2.2 連續動態應用實驗

（1）超聲功率對除油率的影響。實驗條件為：進一級分離罐前管道引出原水初始油濃度為344.537 mg/L，超聲反應器體積0.3 m3，超聲反應器總水作用面積為4 738.5 cm2，超聲聲強0.39，超聲頻率27 kHz，流速2.28 m3/h，改變超聲功率連續作用，取樣靜置5 min，測其油含量并計算除油率。超聲功率對除油率的影響結果表明，在該實驗條件下，除油率隨著超聲功率增大而急劇上升，超聲功率1 820 W時，除油率達到92.69%。

（2）流速對除油率的影響。實驗條件為：進一級分離罐前管道引出原水初始油濃度為344.537mg/L，超聲反應器體積0.3 m3，超聲反應器總水作用面積為4 738.5 cm2，超聲聲強0.39，超聲頻率27 kHz，改變流速連續作用，取樣靜置5 min，測其油含量并計算除油率。實驗表明：流速2.28 m3/h，除油率為92.69%；流速4.8 m3/h，除油率為80.5%。

3 結論

（1）根據實驗室小試實驗得到的最佳工藝條件及參數，針對污水流量5 t/h，完成油田采出水超聲輻射破乳除油反應器及系統的設計、樣機加工，完成油田采出水超聲輻射破乳除油應用實驗。

（2）超聲功率1 820 W，超聲頻率27 kHz± 2.5 kHz，超聲聲強0.39，水溫為45℃，pH值為7，反應時間6 min的靜態實驗條件下，油田采出水除油率可達90.74%；在流速為2.28和4.8 m3/h連續動態實驗條件下，油田采出水除油率可分別達92.69%和80.5%。

（欄目主持 楊 軍）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.018