申请日2018.02.05
公开(公告)日2018.07.13
IPC分类号C02F5/08; C02F1/52; C02F1/56; C02F1/72; C02F103/10
摘要
一种油田含硫污水处理剂及制备方法和应用，运输储存安全性高，不会发生诸如泄露或爆炸等危险性事件，能够同时起到破乳、絮凝、缓蚀阻垢、杀菌、净水的作用，除油除杂率高，其中油田含硫污水处理剂，包括分别配置而成的WPJS‑A、WPJS‑B、WPJS‑C剂，即包括WPJS‑A剂WPJS‑B剂和WPJS‑C剂，所述WPJS‑A剂包括如下组分及其重量含量：氧化剂40～60%，稳定剂1～2%，增效剂5～10%，缓冲剂0.2～0.5%，其余为水;所述WPJS‑B剂包括如下组分及其重量含量：絮凝剂15～25%，自由基激活剂5～10%，增效剂0.2～0.5%，缓蚀剂1～2%，其余为水;所述WPJS‑C剂包括如下组分及其重量含量：助凝剂1～2‰，其余为水;所述WPJS‑A剂中的所述氧化剂采用混合三聚硫酸盐，所述WPJS‑B剂中的所述自由基激活剂采用过渡金属离子。
权利要求书
1.一种油田含硫污水处理剂，其特征在于，包括分别配置而成的WPJS-A、WPJS-B、WPJS-C剂，即包括WPJS-A剂、WPJS-B剂和WPJS-C剂，所述WPJS-A剂包括如下组分及其重量含量：氧化剂40～60%，稳定剂1～2%，增效剂5～10%，缓冲剂0.2～0.5%，其余为水;所述WPJS-B剂包括如下组分及其重量含量：絮凝剂15～25%，自由基激活剂5～10%，增效剂0.2～0.5%，缓蚀剂1～2%，其余为水;所述WPJS-C剂包括如下组分及其重量含量：助凝剂1～2‰，其余为水;所述WPJS-A剂中的所述氧化剂采用混合三聚硫酸盐，所述WPJS-B剂中的所述自由基激活剂采用过渡金属离子。
2.根据权利要求1所述的一种油田含硫污水处理剂，其特征在于，所述混合三聚硫酸盐为过硫酸氢钾、硫酸氢钾和硫酸钾组成的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种油田含硫污水处理剂，其特征在于，所述自由基激活剂为硫酸根自由基激活剂。
4.根据权利要求1所述的一种油田含硫污水处理剂，其特征在于，所述过渡金属离子为亚铁离子即Fe2+。
5.根据权利要求1所述的一种油田含硫污水处理剂，其特征在于，所述自由基激活剂采用七水合硫酸亚铁。
6.根据权利要求1所述的一种油田含硫污水处理剂，其特征在于，所述WPJS-A剂中的所述稳定剂为苯酚磺酸，所述WPJS-A剂中的所述增效剂为小分子有机酸，是柠檬酸、苹果酸、酒石酸、水杨酸中的任何一种或任何组合;所述WPJS-A剂中的所述缓冲剂为非氯离子酸，是硫酸、磷酸、硝酸中的任何一种或任何组合。
7.根据权利要求1所述的一种油田含硫污水处理剂，其特征在于，所述WPJS-B剂中的所述絮凝剂为无机高分子混凝剂，是聚合硫酸铁;所述WPJS-B剂中的所述增效剂为聚二甲基二烯丙基氯化胺;所述WPJS-B剂中的所述缓蚀剂包括如下组分及其重量含量：钼酸钠60～80%，正磷酸盐20～40%。
8.根据权利要求1所述的一种油田含硫污水处理剂，其特征在于，所述C剂中的所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
9.一种如权利要求1-8之一所述的油田含硫污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述油田含硫污水处理剂为组合使用的WPJS-A、WPJS-B、WPJS-C剂，即包括WPJS-A剂、WPJS-B剂和WPJS-C剂，按照WPJS-A剂、WPJS-B剂和WPJS-C剂分别制备，所述WPJS-A剂的制备步骤包括按照上述A剂的配方备料，将增效剂和稳定剂溶解在水中后加入氧化剂，再用缓冲剂pH值1～2即得所述WPJS-A剂;所述WPJS-B剂的制备步骤包括按照上述WPJS-B剂的配方备料，将增效剂、缓蚀剂和自由基激活剂溶解在水中后加入絮凝剂即得所述B剂;所述WPJS-C剂的制备步骤包括按照上述WPJS-C剂的配方备料，将助凝剂溶解在水中即得。
10.一种油田含硫污水处理剂的应用，其特征在于，包括采用如权利要求1-8之一所述的油田含硫污水处理剂即WPJS-A、WPJS-B、WPJS-C剂，在含油量350mg/L和硫化物含量200mg/L的油田污水中，投加10～30mg/L的WPJS-A剂，搅拌一定时间后，再投加15～30mg/L的WPJS-B剂，搅拌一定时间后，再加入1.5～2mg/L的WPJS-C剂，静置分离后的上清液即为处理后水质稳定的净水。
说明书
一种油田含硫污水处理剂及制备方法和应用
技术领域
本发明涉及油田污水处理技术，特别是一种油田含硫污水处理剂及制备方法和应用，所述处理剂具有性质稳定，操作简单，运输储存安全性高，不会发生诸如泄露或爆炸等危险性事件，能够同时起到破乳、絮凝、缓蚀阻垢、杀菌、净水的作用，除油除杂率高且处理后水质稳定，本发明是一种高效绿色净水技术。
背景技术
在石油开采过程中，随着地下水与原油的不断带出，油层压力会逐渐下降，需要人工注水或注气为油层补充能量。采出水随原油一起进入原油集输系统的脱水转油站，原油脱水后产生了大量含油污水。含油污水是油水分离后形成的集固体悬浮物、油、溶解物质于一体的多相体系，主要污染物有盐类、硫化物、悬浮物、原油、有害气体、有机物、微生物，还有泥沙等成分。含硫油田污水中携带有H2S，油田污水中的SRB(Sulfate ReducingBacteria，硫酸盐还原菌)繁殖也会产生H2S，H2S溶于水后会形成弱酸，腐蚀破坏金属材料，易造成井下管柱突然断落，井口装置的破坏，地面管线和仪表的爆破等等。另一方面，油田污水中 SRB的滋生使水发黑发臭、悬浮物增加、水质变差，增大了含硫采油污水的处理难度。同时，其产生的代谢产物具有较强的腐蚀性，可引起钻采设备、注水管线及其它金属材料严重腐蚀，而腐蚀产物FeS和Fe(OH)2等，会堵塞管道和油层，造成储层伤害，增大注水难度，降低原油产量。国内每年由此造成的直接经济损失近亿元。
国内外处理含硫废水的方法很多，如空气氧化法、化学法、吸收法、气提法、生物氧化法等。当油田采出水中硫化物浓度高于200mg/L时，一般采用沉淀法、碱吸收法或气提法处理，且能回收其中的硫化物。当油田采出水中硫化物的浓度低于50mg/L时，可采用生化法处理，处理后的污水水质能达到排放标准要求。当油田采出水中硫化物浓度介于50～200mg/L 之间时，可采用湿式氧化法处理，国外多使用湿式氧化法，但该法能耗大，对设备材质要求苛刻。化学法是指采用化学药剂与污水中的硫化物反应，生成沉淀、气体或其它产物，从而达到除硫的目的。化学法分为沉淀法和碱液吸收法。沉淀法是指利用沉淀剂，使硫离子转化为难溶于水的硫化物沉淀而去除。该法生成的沉淀物颗粒沉淀性能较好，后续分离容易，其主要缺点是占地大、药剂用量大、处理费用较高、污泥难处理。碱液吸收法是硫离子在酸性条件下转化为硫化氢气体，再利用氢氧化钠溶液吸收，生成硫氢化钠进行回收。碱液吸收法由于产生了硫化氢气体，故对设备耐蚀性、密封性等要求较高。
目前，国内对油田含硫污水的处理通常采用“预氧化+混凝沉降”的水处理技术，取得一定的效果。然而，本发明人发现，该技术所用的氧化剂为双氧水，由于双氧水活性强，为爆炸性强氧化剂，存在储存、运输的安全隐患。本发明人认为，因为油田位置通常较为偏远，所以油田含硫污水处理物质或药剂的运输储存是极为重要的环节，必须避免诸如泄露或爆炸等危险性事件，例如，采用安全性高的物质原料配制出安全性高的处理剂等。有鉴于此，本发明人完成了本发明。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种油田含硫污水处理剂及制备方法和应用，所述处理剂具有性质稳定，操作简单，运输储存安全性高，不会发生诸如泄露或爆炸等危险性事件，能够同时起到破乳、絮凝、缓蚀阻垢、杀菌、净水的作用，除油除杂率高且处理后水质稳定，本发明是一种高效绿色净水技术。
本发明的技术方案如下：
一种油田含硫污水处理剂，其特征在于，包括分别配置而成的ABC剂，即包括WPJS-A剂、 WPJS-B剂和WPJS-C剂，所述WPJS-A剂包括如下组分及其重量含量：氧化剂40～60%，稳定剂1～2%，增效剂5～10%，缓冲剂0.2～0.5%，其余为水;所述WPJS-B剂包括如下组分及其重量含量：絮凝剂15～25%，自由基激活剂5～10%，增效剂0.2～0.5%，缓蚀剂1～2%，其余为水;所述WPJS-C剂包括如下组分及其重量含量：助凝剂1～2‰，其余为水;所述WPJS-A 剂中的所述氧化剂采用混合三聚硫酸盐，所述WPJS-B剂中的所述自由基激活剂采用过渡金属离子。
所述混合三聚硫酸盐为过硫酸氢钾、硫酸氢钾和硫酸钾组成的混合物。
所述自由基激活剂为硫酸根自由基激活剂。
所述过渡金属离子为亚铁离子即Fe2+。
所述自由基激活剂采用七水合硫酸亚铁。
所述WPJS-A剂中的所述稳定剂为苯酚磺酸，所述WPJS-A剂中的所述增效剂为小分子有机酸，是柠檬酸、苹果酸、酒石酸、水杨酸中的任何一种或任何组合;所述WPJS-A剂中的所述缓冲剂为非氯离子酸，是硫酸、磷酸、硝酸中的任何一种或任何组合。
所述WPJS-B剂中的所述絮凝剂为无机高分子混凝剂，是聚合硫酸铁;所述WPJS-B剂中的所述增效剂为聚二甲基二烯丙基氯化胺;所述WPJS-B剂中的所述缓蚀剂包括如下组分及其重量含量：钼酸钠60～80%，正磷酸盐20～40%。
所述WPJS-C剂中的所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
一种油田含硫污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述油田含硫污水处理剂为组合使用的WPJS-A、WPJS-B、WPJS-C剂，即包括WPJS-A剂、WPJS-B剂和WPJS-C剂，按照WPJS-A剂、WPJS-B剂和WPJS-C剂分别制备，所述WPJS-A剂的制备步骤包括按照上述WPJS-A剂的配方备料，将增效剂和稳定剂溶解在水中后加入氧化剂，再用缓冲剂pH值1～2即得所述WPJS-A剂;所述WPJS-B剂的制备步骤包括按照上述WPJS-B剂的配方备料，将增效剂、缓蚀剂和自由基激活剂溶解在水中后加入絮凝剂即得所述WPJS-B剂;所述WPJS-C剂的制备步骤包括按照上述WPJS-C剂的配方备料，将助凝剂溶解在水中即得。
一种油田含硫污水处理剂的应用，其特征在于，包括采用上述油田含硫污水处理剂即 WPJS-A、WPJS-B、WPJS-C剂，在含油量350mg/L和硫化物含量200mg/L的油田污水中，投加10～30mg/L的A剂，搅拌一定时间后，再投加15～30mg/L的B剂，搅拌一定时间后，再加入1.5～2mg/L的WPJS-C剂，静置分离后的上清液即为处理后水质稳定的净水。
本发明的技术效果如下：本发明的一种油田含硫污水处理剂及制备方法和应用是一项油田污水处理用的高效绿色的净水技术，其中的油田含硫污水处理剂即WPJS-A、WPJS-B、 WPJS-C剂属于高效净水剂，该高效净水剂的合成采用复配方式，产品加工工艺简单，生产成本低，且安全、稳定、高效、环保。油田含硫污水处理剂通过WPJS-A剂和WPJS-B剂配合使用，在水中产生链式反应可释放高能量、高活性的硫酸根自由基，羟基自由基，新生态氧和活性氧等高活性物质，依靠水解产物的助凝作用以及最终产物氢氧化铁胶体较高的吸附活性三者的协同作用而起到除去水中的硫化物及不稳定离子、除浊、脱油、破乳、杀菌、缓蚀阻垢和净水的作用，特别适用于旋流反应工艺的油田污水净化处理。
与常用的“预氧化+混凝沉降”的水处理技术相比，该技术具有以下优点：(1)可适应的pH范围较广(pH=2-10)，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小;对处理设备腐蚀性小。 (2)除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除藻、除硫化物、甲硫醇(CH3SH)、甲基硫(CH3)2S)、氨气(NH3)等恶臭物质、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著。(3)混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快、污泥残渣量小。(4)净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠。(5)投加工艺简单、投药量少、成本低廉。(6)高效净水剂产品不燃、不爆、无毒、十分稳定、安全、环保、高效，是一种新型的高效绿色净水剂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行说明。
实施例一：一种油田含硫污水处理剂及制备方法和应用，其中油田含硫污水处理剂采用分别配置而成的WPJS-A、WPJS-B、WPJS-C剂，即包括WPJS-A剂、WPJS-B剂和WPJS-C剂，WPJS-A剂由氧化剂、稳定剂、增效剂、缓冲剂和水组成，各组分重量含量为氧化剂40%、稳定剂1.0%、增效剂5%、缓冲剂0.2%，其余为水。WPJS-B由絮凝剂、自由基激活剂、增效剂、缓蚀剂组成，各组分重量含量为絮凝剂15%、自由基激活剂5%，增效剂0.2%、缓蚀剂 0.5%，其余为水。C剂为助凝剂水溶液，助凝剂重量含量为1～2‰。
将上述WPJS-A剂，投加到含油量为200mg/L、含硫量为50mg/L的污水中，投加量10mg/L，搅拌20分钟后，再投加WPJS-B剂，投加量15mg/L，搅拌10分钟后，再加入1.5～2mg/L的助凝剂水溶液，静置分离。污水除油率达到98.5%，除硫率达到99.5%，悬浮固体去除率85%，污水的平均腐蚀率为0.0013mm/a。
实施例二：一种油田含硫污水处理剂及制备方法和应用，其中油田含硫污水处理剂采用分别配置而成的WPJS-A、WPJS-B、WPJS-C剂，即包括WPJS-A剂、WPJS-B剂和WPJS-C剂，WPJS-A剂由氧化剂、稳定剂、增效剂、缓冲剂和水组成，各组分重量含量为氧化剂50%、稳定剂1.5%、增效剂8%、缓冲剂0.3%，其余为水。WPJS-B剂由絮凝剂、自由基激活剂、增效剂、缓蚀剂组成，各组分重量含量为絮凝剂20%、自由基激活剂8%，增效剂0.3%、缓蚀剂1.0%，其余为水。WPJS-C剂为助凝剂水溶液，助凝剂重量含量为1～2‰。
将WPJS-A剂，投加到含油量为300mg/L的污水中、含硫量为150mg/L，投加量25mg/L，搅拌20分钟后，再投加WPJS-B剂，投加量25mg/L，搅拌10分钟后，再加入1.5～2mg/L的助凝剂水溶液，静置分离。污水除油率达到98%，除硫率99.5%，悬浮固体去除率85%，污水的平均腐蚀率为0.0012mm/a(每年的腐蚀深度)。
一种油田含硫污水处理剂，其特征在于，包括分别配置而成的WPJS-A、WPJS-B、WPJS-C 剂，即包括WPJS-A剂、WPJS-B剂和WPJS-C剂，所述WPJS-A剂包括如下组分及其重量含量：氧化剂40～60%，稳定剂1～2%，增效剂5～10%，缓冲剂0.2～0.5%，其余为水;所述WPJS-B 剂包括如下组分及其重量含量：絮凝剂15～25%，自由基激活剂5～10%，增效剂0.2～0.5%，缓蚀剂1～2%，其余为水;所述WPJS-C剂包括如下组分及其重量含量：助凝剂1～2‰，其余为水;所述WPJS-A剂中的所述氧化剂采用混合三聚硫酸盐，所述WPJS-B剂中的所述自由基激活剂采用过渡金属离子。所述混合三聚硫酸盐为过硫酸氢钾、硫酸氢钾和硫酸钾组成的混合物。所述自由基激活剂为硫酸根自由基激活剂。所述过渡金属离子为亚铁离子即Fe2+。所述自由基激活剂采用七水合硫酸亚铁。所述硫酸根自由基激活剂采用亚铁离子。所述硫酸根自由基激活剂采用七水合硫酸亚铁。
所述WPJS-A剂中的所述稳定剂为苯酚磺酸，所述WPJS-A剂中的所述增效剂为小分子有机酸，是柠檬酸、苹果酸、酒石酸、水杨酸中的任何一种或任何组合;所述WPJS-A剂中的所述缓冲剂为非氯离子酸，是硫酸、磷酸、硝酸中的任何一种或任何组合。所述WPJS-B剂中的所述絮凝剂为无机高分子混凝剂，是聚合硫酸铁;所述WPJS-B剂中的所述增效剂为聚二甲基二烯丙基氯化胺;所述WPJS-B剂中的所述缓蚀剂包括如下组分及其重量含量：钼酸钠60～ 80%，正磷酸盐20～40%。所述WPJS-C剂中的所述助凝剂为聚丙烯酰胺。
一种油田含硫污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述油田含硫污水处理剂为组合使用的WPJS-A、WPJS-B、WPJS-C剂，即包括WPJS-A剂、WPJS-B剂和WPJS-C剂，按照WPJS-A剂、WPJS-B剂和WPJS-C剂分别制备，所述WPJS-A剂的制备步骤包括按照上述WPJS-A剂的配方备料，将增效剂和稳定剂溶解在水中后加入氧化剂，再用缓冲剂pH值1～2即得所述WPJS-A剂;所述WPJS-B剂的制备步骤包括按照上述WPJS-B剂的配方备料，将增效剂、缓蚀剂和自由基激活剂溶解在水中后加入絮凝剂即得所述WPJS-B剂;所述WPJS-C剂的制备步骤包括按照上述WPJS-C剂的配方备料，将助凝剂溶解在水中即得。
一种油田含硫污水处理剂的应用，其特征在于，包括采用上述油田含硫污水处理剂即 WPJS-A、WPJS-B、WPJS-C剂，在含油量350mg/L和硫化物含量200mg/L的油田污水中，投加10～30mg/L的WPJS-A剂，搅拌一定时间(例如搅拌20～40分钟)后，再投加15～30mg/L 的WPJS-B剂，搅拌一定时间(例如搅拌10～20分钟)后，再加入1.5～2mg/L的WPJS-C剂，静置分离后的上清液即为处理后水质稳定的净水。
本发明能够同时起到破乳、絮凝、缓蚀阻垢、杀菌、净水的作用，污水处理剂的用量小，除油、除杂率高、处理后水质稳定。高效净水剂产品不燃、不爆、无毒、十分稳定、安全、环保、高效，是一种新型的高效绿色净水剂，特别适用于油田含硫污水的净化处理。
本文中的WPJS-A剂、WPJS-B剂和WPJS-C剂可以简称为A剂、B剂和C剂，它们只是为了叙述的便利而对不同的药剂或不同的组合物进行区分，字母本身并未被赋予特殊的或独立的技术含义。
在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非限制本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。