申请日2009.03.16
公开(公告)日2009.08.05
IPC分类号C02F1/74; C02F1/58; C02F103/10
摘要
本发明公开了一种油田含硫污水的处理工艺，当油田含硫污水的S2-含量小于30mg/L时，将污水通入敞口的容器中，鼓空气25～40分钟，控制空气与污水的体积比为2∶1～8∶1;当油田含硫污水的S2-含量大于等于30mg/L时，将污水通入敞口的容器中，加入引发剂硫代硫酸盐，再鼓空气25～40分钟，控制空气与污水的体积比为2∶1～8∶1。通过本发明方法处理的油田含硫污水，S2-含量可降至0～1.5mg/L，配聚后的黏度比不脱硫配聚的黏度提高30～40%，大大降低聚合物的消耗，处理成本为0.07元/吨。
权利要求书
1、一种油田含硫污水的处理工艺，其特征在于：
当油田含硫污水的S2-含量小于30mg/L时，将污水通入敞口的容器中，鼓空 气25～40分钟，控制空气与污水的体积比为2:1～8:1;
当油田含硫污水的S2-含量大于等于30mg/L时，将污水通入敞口的容器中， 加入引发剂硫代硫酸盐，再鼓空气25～40分钟，控制空气与污水的体积比为 2:1～8:1。
2、根据权利要求1所述的一种油田含硫污水的处理工艺，其特征在于，所述 硫代硫酸盐的加入质量与容器的体积比为1Kg/10000m3。
3、根据权利要求1或2所述的一种油田含硫污水的处理工艺，其特征在于所 述硫代硫酸盐为硫代硫酸钠。
4、根据权利要求1所述的一种油田含硫污水的处理工艺，其特征在于，控制 空气与污水的体积比为5:1～6.5:1。
说明书
一种油田含硫污水的处理工艺
技术领域
本发明公开而来一种油田含硫污水的处理工艺，特别是利用空气中的氧气处 理含硫污水的工艺。
背景技术
随着油田的开发，原油含水不断升高。为了保护环境、维持原油开采和地层 产能，多年来将污水处理后进行回注已成常规。部分油田区块由于水中硫化物含 量逐渐升高，造成水质不稳定，已危害到油田注水开发效果。根据地质部门提供 的资料，注水井、层欠注或不吸水而列入改造工作量的60%是因注水水质不合格 所致，这严重地制约着油田开发效益。而现有水质处理工艺中没有设计去除硫化 物功能。硫和硫化物在油田产出污水中以S、S2-、SO42-为主要形式存在，S和SO42- 都能在硫酸盐还原菌的作用下，还原成S2-，水中S2-由于其外层电子极易变形，穿 透能力强，对钢铁具有比Cl-更强的腐蚀性，在钢铁表面形成局部腐蚀或坑蚀，最 终使管壁穿孔，破坏污水和注水设备。由于腐蚀的产物是不溶于水的黑色胶状FeS 悬浮物，稳定性极好，使处理后的水质迅速变黑发臭，悬浮物增加;同时FeS又 是一种乳化油稳定剂，在地面使除油难度增加;注入地下堵塞地层，使油层吸水 能力下降，注水压力不断升高，影响水井增注措施有效期降低，增加措施费用。
国内外研究及现场试验表明，用污水配聚注入对聚合物溶液存在着不同程度 的降解，污水对聚合物降降解的主要原因，不但是污水的含盐量高的问题，更主 要的是现场高压密闭污水中的活性物质对聚合物产生的严重降解，导致了注入液 粘度达不到要求，降低了聚合物驱的效果。随着油藏温度和矿化度的升高，相应 需要增加聚合物的注入浓度，从而获得所需要的水溶液粘度值。虽然增加聚合物 的注入浓度可以提高水溶液的粘度，但相应增加了生产操作成本，使聚合物驱难 以发挥应有的价值。若利用油田污水配制聚合物溶液，就要采取相应的措施和工 艺来对油田污水进行处理，以提高聚合物溶液的粘度，达到注入的要求。
现有技术中，为脱除S2-有以下两种方法：1、化学沉淀法，成本太高，而且新 引入的金属离子对聚合物黏度的降低大于S2-对聚合物黏度的降低;2、双氧水法， 效果随好，但双氧水为危险化学品，而且成本也高达0.6元/吨;3、臭氧法，效果 好但设备投资大，处理成本太高达到1.6元/吨。
发明内容
发明目的：本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种油田含硫污水 的处理工艺。
技术方案：本发明公开了一种油田含硫污水的处理工艺：
当油田含硫污水的S2-含量小于30mg/L时，将污水通入敞口的容器中，鼓空 气25～40分钟，控制空气与污水的体积比为2:1～8:1;
当油田含硫污水的S2-含量大于等于30mg/L时，将污水通入敞口的容器中， 加入引发剂硫代硫酸盐，再鼓空气25～40分钟，控制空气与污水的体积比为 2:1～8:1。
其中，所述硫代硫酸盐的加入质量与容器的体积比为1Kg/10000m3。
其中，所述硫代硫酸盐为硫代硫酸钠。
其中，优选控制空气与污水的体积比为5:1～6.5:1。在次比例下，为处理S2-离 子的浓度在60mg/L时的最佳比例。
本发明的基本原理为：以S2-的形式存在于污水中的硫化物，和空气中的氧接 触，即发生氧化-还原反应，生成硫代硫酸盐，部分硫代硫酸盐又进一步氧化，生 成硫酸盐。
2S2-+2O2+H2O→S2O32-+2OH-
2HS-+2O2→S2O32-+H2O
S2O32-+2O2+2OH-→2SO42-+H2O
一部份的硫在氧气的作用下被氧化，但关键是任何化学反应都有一个反应引 发的过程，这一过程根据反应物质的化学性质不同，反应条件不同时间也不同， 有长有短。由于空气中的氧气的氧化性比臭氧和双氧水的氧化性低，所以引发的 时间要长很多，其中60mg/L含量污水的引发时间为8～10小时，但一旦引发，化 学反应就会很正常的进行下去。
当S2-离子的浓度在30mg/L以上时，空气脱硫需要花费很长的时间，加入引 发剂可大大增加脱硫的速度。
有益效果：通过本发明方法处理的污水，其S2-含量可下降至0～1.5mg/L，配 聚后的黏度比不脱硫配聚的黏度提高30～40%，大大降低聚合物的消耗，处理水量 可达11000～12000吨/天，处理成本为0.07元/吨，具有产业应用价值和前景。
具体实施方式
实施例1：
07年，河南油田下二门联合站，油田含硫污水中S2-为12～20mg/L，气水体积 比为1.4～1.8：1，处理量12000吨，停留时间为26min，处理后的S2-为0-1mg/L。
实施例2：
08年，河南油田下二门联合站，油田含硫污水中S2-为60mg/L，加入硫代硫 酸钠1Kg/10000m3，气水体积比为5～6.5：1，处理量10000吨，停留时间为35min， 处理后的S2-为0.5-1.0mg/L。
经过上述实验证明，本发明突破了以往理论中认为空气无法在实际油田污水 脱硫工艺中进行实地操作的理论偏见，实际上经过研究表明，只要将控制空气与 污水的体积比控制为2:1～8:1的范围，是完全可以实施的。特别是，在遇到污水中 含硫量达到30mg/L以上特别是60mg/L时，传统理论认为空气氧化已经完全无法 实施，而在加入了本发明中的硫代硫酸钠作为引发剂后，能够是脱硫反应正常进 行。
本发明提供了一种油田含硫污水的处理工艺的思路及方法，具体实现该技术 方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于 本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若 干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确 的各组成部份均可用现有技术加以实现。