復(fù)合聚硅酸絮凝劑處理番禺油輪艙底水的應(yīng)用研究

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(中海油能源發(fā)展工程技術(shù)油田 化學(xué)分公司，廣東 惠州 516086)

復(fù)合聚硅酸絮凝劑處理番禺油輪艙底水的應(yīng)用研究

石華前，郭海軍，黃孟，鄧建林

(中海油能源發(fā)展工程技術(shù)油田 化學(xué)分公司，廣東 惠州 516086)

針對番禺油輪艙底水難處理的問題，在室內(nèi)自制了復(fù)合聚硅絮凝劑，并將復(fù)合聚硅絮凝劑用來處理艙底水，實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，復(fù)合聚硅絮凝劑單獨處理艙底水時，由于絮體上浮慢，處理效果并不顯著，但當(dāng)艙底水加入原油(油水體積比15∶80)，再配合復(fù)合聚硅絮凝劑處理時，絮體上浮快，除油效果顯著，且最佳加藥濃度為200 mg/L，油分去除率達(dá)到91.12%。另外，考察了靜置時間對水中含油去除效果的影響，結(jié)果顯示，靜置1 min時，水中含油去除率達(dá)到88.15%，而隨著靜置時間的延長，含油去除率增加并不大。

絮凝劑；艙底水；除油

海上番禺油田包括PY4-2A、PY4-2B、PY5-1A、PY5-1B、PY10-2 5個遠(yuǎn)端平臺及1個油輪，一共6個設(shè)施，生產(chǎn)產(chǎn)液在遠(yuǎn)端平臺經(jīng)初步處理后，大部分生產(chǎn)水外排，具有一定含水率的原油外輸至油輪。原油在油輪得到深度處理，合格后進(jìn)艙儲存，油輪上的生產(chǎn)水經(jīng)三級生產(chǎn)分離器及水力旋流器處理合格后外排。在番禺油輪的生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一部分艙底水，番禺油輪的艙底水包括甲板沖洗水、生產(chǎn)水、電脫水、原油破乳脫出水等，艙底水中含有油泥、砂子、FeS等，該水長時間靜置存放并不能得到凈化，另外，由于遠(yuǎn)端平臺加注了多種化學(xué)藥劑，如破乳劑、清水劑、緩蝕劑、殺菌劑、鉆完井添加劑等等，這些化學(xué)藥劑在艙底水中均有殘留，使油輪含油污水破乳除油的難度加大，油田常規(guī)清水劑處理艙底水的效果并不理想。

有鑒于此，針對番禺油輪艙底水難處理的問題，本實驗在室內(nèi)自制了復(fù)合聚硅酸絮凝劑[1-5]，并將該藥劑應(yīng)用于處理艙底水，實驗取得了較滿意的結(jié)果。

1 實驗部分

1.1主要儀器和測定方法

主要儀器：Fixed Filter Infrared Analyzer(Model CVH 美國WILKS)。污水含油測定：采用紅外吸收光譜法。

1.2復(fù)合聚硅酸絮凝劑的制備

1.5% SiO2溶液配制：將17.75 g Na2SiO3·9H2O用蒸餾水溶解，并定容至250 mL(0.25 mol/L)；FeCl3溶液配制：8.45g FeCl3·6H2O溶于40 mL蒸餾水； AlCl3溶液配制：7.5 g AlCl3·6H2O溶于40 mL蒸餾水；取250 mL SiO2含量為1.5%的Na2SiO3溶液于500 mL燒杯中，在電磁攪拌器下攪拌，用稀釋一半的的濃鹽酸迅速調(diào)至pH值為3，加入配制好的AlCl3溶液，待溶液穩(wěn)定后，再加入配制好的FeCl3溶液，攪拌均勻后熟化2 h，即得到成品。

1.3試驗方法

取80 mL的艙底水水樣于100 mL脫水瓶中，加入一定量復(fù)合聚硅酸絮凝劑，蓋好瓶蓋，將脫水瓶放入手持震蕩器中，搖晃30下后將脫水瓶置于80 ℃恒溫水浴中，靜置一段時間后取脫水瓶中層水樣，測水中含油濃度。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1復(fù)合聚硅絮凝劑對艙底水的處理效果

為考察復(fù)合聚硅絮凝劑對艙底水的處理效果，對所制備的復(fù)合聚硅絮凝劑進(jìn)行了濃度梯度試驗。處理前水中含油濃度為506.5 mg/L，水樣加藥搖晃后靜置1 min，取脫水瓶中層水樣，測水中含油濃度，試驗水溫80 ℃，實驗結(jié)果見圖1。

圖1 復(fù)合聚硅絮凝劑加藥濃度梯度試驗

從圖1中可以看出，當(dāng)加藥濃度為50 mg/L(加藥后，溶液體積變化很小，可忽略不計)時，以原有體積計算加藥濃度，水中含油去除率為19.05%，之后隨著復(fù)合聚硅絮凝劑加藥濃度的增加，水中含油去除率逐漸增大，加藥濃度為400 mg/L時，水中含油去除率為40.57%，含油去除率并不高。實驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)，隨著加藥濃度的增加，水色逐漸變清，水中絮體也逐漸增大，但絮體上浮速度很慢，絮體上浮速度慢造成了含油去除率不高。

2.2復(fù)合聚硅絮凝劑與原油配合的除油效果

番禺油輪艙底水的來源較多，水質(zhì)復(fù)雜，主要包括甲板沖洗水、生產(chǎn)水、電脫水、原油破乳脫出水等，水中含有油泥、砂子、FeS等，由于這些密度較大顆粒物的存在，當(dāng)藥劑加入水體后，形成的絮體密度較大，從而上浮速度較慢或不上浮。針對該現(xiàn)象，為使水中所形成的絮體上浮速度增快，我們結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)流程的特點，考慮在艙底水中加入少量原油，以期水中絮體形成后，絮體與原油結(jié)合，在原油的上浮作用下，絮體快速上浮分離。

該組試驗中，取80 mL的艙底水水樣于100 mL脫水瓶中，加入一定量復(fù)合聚硅酸絮凝劑，再加入15 mL生產(chǎn)原油，蓋好瓶蓋，將脫水瓶放入手持振蕩器中，搖晃30下，水樣加藥搖晃后靜置1 min，取脫水瓶中層水樣，測水中含油濃度。艙底水加藥處理前水中含油濃度為506.5 mg/L，試驗水溫80 ℃，實驗結(jié)果見圖2。

圖2 復(fù)合聚硅絮凝劑與原油配合的除油效果

從圖2中數(shù)據(jù)可以看出，隨著復(fù)合聚硅絮凝劑的加藥量的增加，油分的去除效果逐漸增強。當(dāng)加藥濃度在200 mg/L時，油分去除率達(dá)到91.12%，而在圖1中，艙底水不加原油的水中含油去除率只有33.27%，由此可見，復(fù)合聚硅絮凝劑與原油配合的除油效果明顯優(yōu)于單獨使用復(fù)合聚硅絮凝劑。另外，當(dāng)加藥濃度繼續(xù)增加時，水中含油去除率增大的幅度比較有限，從藥劑投加成本及應(yīng)用效果來看，確定藥劑最佳加注濃度為200 mg/L。

2.3靜置時間對水中含油去除效果的影響

該組試驗中，取80 mL的艙底水水樣于100 mL脫水瓶中，加入200 mg/L復(fù)合聚硅酸絮凝劑，再加入15 mL生產(chǎn)原油，蓋好瓶蓋，將脫水瓶放入手持振蕩器中，搖晃30下，水樣加藥搖晃后靜置，在不同的時間段取脫水瓶中層水樣，測水中含油濃度。艙底水加藥處理前水中含油濃度為506.5 mg/L，試驗水溫80 ℃。實驗結(jié)果見圖3。

從圖3的實驗結(jié)果可得，隨著水樣靜置時間的增加，水中含油去除率逐漸增加，水樣靜置1、5、10 min時，水中含油去除率分別達(dá)88.15%、90.92%、92.10%。該結(jié)果說明，在原油的配合作用下，絮體上浮速度很快，靜置1 min時，水中含油即有較高去除率，而隨著靜置時間的延長，含油去除率增加并不大。在海洋平臺上，由于空間有限，油水處理系統(tǒng)均要求在較短的時間內(nèi)達(dá)到較好的處理效果，所以該實驗結(jié)果對現(xiàn)場生產(chǎn)應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

圖3 靜置時間對水中含油去除效果的影響

3 結(jié)論

在實驗室內(nèi)自制了復(fù)合聚硅絮凝劑，在處理番禺油輪艙底水時，實驗發(fā)現(xiàn)，復(fù)合聚硅絮凝劑單獨處理艙底水時，由于絮體上浮較慢，處理效果并不理想，當(dāng)復(fù)合聚硅絮凝劑與原油配合使用，絮體上浮速度快，除油效果顯著，且隨著復(fù)合聚硅絮凝劑的加藥量的增加，油份的去除效果逐漸增強，最佳加藥濃度為200 mg/L，油份去除率達(dá)到91.12%。另外，考察了靜置時間對水中含油去除效果的影響，結(jié)果顯示，在原油的配合作用下，絮體上浮速度很快，靜置1 min時，水中含油去除率達(dá)到88.15%，而隨著靜置時間的延長，含油去除率增加并不大。

據(jù)此實驗結(jié)果，根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)流程的特點，可考慮在艙底水的輸送管線上加入復(fù)合聚硅絮凝劑，并將加藥后的艙底水泵入生產(chǎn)流程，絮體與流程中的生產(chǎn)原油結(jié)合后在生產(chǎn)分離器中得以分離，從而使艙底水得到凈化。

[1]顧 玲，馬宇鋒，李 政，等. 聚硅酸鋁鐵絮凝劑的制備及其在印染廢水處理中的應(yīng)用[J].化工環(huán)保，2010，30(3)：254-256.

[2]張莉紅，徐建京，衣守志，等. 聚硅酸氯化鐵絮凝劑的制備及其性能研究[J].工業(yè)水處理，2010，30(7)：25-27.

[3]何淦釧，劉 偉，令狐文生. 聚硅硫酸鋁絮凝劑的制備及其性能研究[J].河北化工，2011，34(2)：46-48.

[4]興 虹，胡筱敏，田亞賽，等. 聚硅硫酸鐵鋁絮凝劑的制備及混凝處理焦化廢水的試驗研究[J].安全與環(huán)境學(xué)報，2014，14(1)：207-211.

[5]周 穎，王東田. 超聲法制備聚硅酸硫酸鋁及其混凝效能研究[J].水處理技術(shù)，2013，39 (7)：50-52.

重新施用有機肥

“目前，我國每年消耗5 900萬t化肥，占世界消耗總量的35%，比起30年前增長了2倍，造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題。”全國土壤微生物學(xué)術(shù)研討會近日在武漢召開，中科院院士陳文新在會上表示。

“過量使用化肥增加了溫室氣體排放。工業(yè)制肥消耗大量能源，1980至2010年這30年間，與化肥生產(chǎn)和使用相關(guān)的溫室氣體排放增加了3.45倍，最近幾年北方城市空氣質(zhì)量惡化，就與過量使用氮肥直接相關(guān)。農(nóng)作物無法吸收的過量化肥會進(jìn)入地下水或江湖，造成水體富營養(yǎng)化。進(jìn)入食物的硝酸鹽在一定條件下，會被轉(zhuǎn)化為亞硝酸，危及食品安全。過量化肥還會引起土壤酸化、板結(jié)?！标愇男抡f。

據(jù)介紹，1961年，1 kg化肥可生產(chǎn)151 kg糧食，而到了2005年，1 kg化肥只能生產(chǎn)9 kg糧食。40多年間，肥效下降了17倍。肥效下降，其主要原因是過量施用化肥，造成土壤結(jié)構(gòu)被破壞，耕地“越喂越瘦”。

環(huán)保部和國土資源部聯(lián)合發(fā)布的“全國土壤污染狀況調(diào)查公報”顯示：在實際調(diào)查面積630萬km2中，總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重，全國土壤總超標(biāo)率16.1%。

陳文新建議，我國應(yīng)重新施用有機肥，與化肥結(jié)合使用。另外，減少氮肥用量，多利用生物固氮，無需消耗能源。直到今天，地球上生物固氮量仍是工業(yè)氮肥總量的2倍。

目前，我國已有微生物肥料企業(yè)950余家，產(chǎn)能1 000萬t。

TreatmentResearchofPanyuFPSOBilgeWaterbyCompound-flocculant

SHIHua-qian，GUOHai-jun，HUANGMeng，DENGJian-lin

(CNOOC Energy Technology & Services - Drilling & Production Co.Huizhou Branch,Huizhou 516086，China)

Compound-flocculant is maded in lab,and it is used to treat the bilge water of Panyu FPSO.The result indicates:the effect of removing oil is bad, when compound-flocculant treat bilge water independently,however,when bilge water mixed with crude oil(voil∶vwater=15∶80),the effect of removing oil is good,the best dosage is 200 mg/L,and the rate of removal oil is 91.12%. The effect of stay time to removing oil is studied,The result indicates: the rate of removing oil is 88.15% in 1 min, the longer time, the higher rate of removing oil.

flocculant；bilge water；removal oil

2014-09-12

石華前(1982-)，男，工程師，中級職稱，碩士，研究方向：油田化學(xué)，電話：13928471693。

TQ314.253

A

1003-3467(2014)11-0033-03