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稠油废水破乳剂的研究进展

2020-09-29

我国稠油储量非常丰富[1],稠油的开采量与加工量巨大,在稠油开采、储存、运输和加工处理过程中会产生大量含有稠油的废水[2],称之为稠油废水。稠油废水的矿物油含量高,且以浮油、乳化油为主,回收利用价值高,因此稠油废水的破乳剂处理既要提高出水水质,又要兼顾资源的回收。

破乳剂

目前含油废水破乳常采用的方法有热法[4]、电化学法[5]、化学法[6]、微生物法[7]、物化法[8],或几种方法联合使用[9]。加入化学药剂是使用现有的沉降和过滤装置zui容易且zui有效的破乳方法[10]。可用破乳剂有4类,即电解质、低分子醇、表面活性剂和聚合物[11],其中聚合物因具有电中和、絮凝和吸附架桥等功能而成为工艺shouxuan[12]。


本文介绍了稠油废水的来源、稠油废水破乳剂的研究进展及破乳机理,并对破乳剂的发展方向进行了展望和建议。


1 稠油废水特征


1.1 来源复杂、种类繁多


随着稠油开采进入中后期及各种增产措施的实施,稠油废水种类和数量大幅增加,稠油废水乳液的稳定性越来越强[13],分离难度大幅增加。稠油废水的来源主要有采出液分离水[14]、蒸汽辅助重力驱油(SAGD)废水[15]、稠油废水深度处理回用排放的尾水(如浮渣脱水、过滤浓水、离子交换酸碱废水等)[16-17]、洗油管废水及其他杂排水,水质日趋复杂。


1.2 乳化严重、稳定性强


稠油废水中含有的污染物主要是矿物油、无机黏土矿物和稠油开采、储运和处理中加入的破乳剂、降黏剂、杀菌剂、阻垢缓蚀剂等有机表面活性剂[18];稠油中含有的胶质、沥青质和有机酸等带有ji性基团,具有一定的表面活性,其结构黏稠,是一种天然的乳化剂,可使稠油形成乳液。环烷酸盐,特别是环烷酸钠是高亲水化合物,容易导致形成水包油型乳化液[19]。乳液的稳定性和破乳的有效性与芳烃的含量也有很强的相关性[20]。人工合成的表面活性剂降低了油水界面膜的强度,使污水的稳定性增强[21]。管道输送中加入以利于输送的降黏剂、乳化剂等表面活性剂以及泵和管道机械外力的搅拌作用,使稠油乳液更加稳定,增加了废水处理的难度[22]。

破乳剂

1.3 油水密度差小、乳化油含量高、破乳难度大


稠油废水是典型的水包油型乳液,属于高含油、高乳化、高COD、高悬浮物、有机组成复杂的废水[23]。所含污油黏度高,密度接近于水[24](辽河油田杜84稠油密度高达0.997 g/cm3)[1],凝点高,胶质和沥青质含量超过原油总质量的百分之三十以上。稠油废水中乳化油含量高、粒径小、稳定性强[25],因此破乳难度大。

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