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摘要 ：重油的生产污水处理是目前海上油田的一个难点，本文论述了水力漩流器加紧凑式气浮选的生产流程在南海油田的首次使用的实现过程，最终取得了良好的实际应用效果。
关键词：水力漩流器；紧凑式；气浮选
【分类号】：TK172
在油气田开发过程当中，水力漩流气和紧凑式气浮选（CFU）分别作为油田生产水处理的一个重要设备分别单独使用，近年在国内海洋石油行业逐步得到了推广，但从未有把这两种水处理设备在一个油田同时使用的案例。本文以南海某项目首次串联水力漩流器和紧凑式气浮选为例，介绍如何实现重油油田生产排污水的高于国家标准的排放。
1 项目的工艺设计基础
原油物性：密度921.3kg/m3（20C）-949.5kg/m3（20C），属于重油。
原油处理能力：5000 m3/d；液量处理能力：83100 m3/d；含水量：95%-98%
生产污水控制标准高于国家标准为：≤20mg/L（见表1）
表1
2 水处理工艺流程
采用两级处理的主工艺流程（一、二级分离器），并使用高效分离器降低进入水处理系统含油浓度。控制一级分离器出口生产水浓度在1000PPM，在加入化学药剂的前提下，可以降低到500PPM以下。
水力漩流器（共九台）与紧凑式气浮选（共8台）串联，生产污水经过水力漩流器处理后可以达到150PPM以下，经过紧凑式气浮选后达到20PPM以下，分别要达到85%和87%的分离效率。
图1
3.水力漩流器和紧凑式气浮选的主要设计参数
表1 水力漩流器的主要设计基础数据
干重 T 14
表2 紧凑式气浮选的主要设计基础数据
干重 T 18
4.水力漩流器和紧凑式气浮选的工作原理
本项目使用的HSA系列旋流油水分离器融合国内最新的水处理技术和工艺为一体，已在国内许多油田得到广泛的应用。工作原理如下图2：旋流油水分离器靠两种不相溶液体的比重差，主要用于去除水中80%以上的非乳化油，油水混合液在一定的压差条件下，形成螺旋流动，收缩腔、尾锥两级收缩，形成一个稳定的离心力场，该离心场产生离心加速度为2000g，油水在几秒内可实现分离。水力漩流器对于大于50U油滴颗粒能够达到90%的分离效率。
紧凑式气浮选提供了一种更加有效的污油和悬浮物的分离技术，通过容器设计制造离心效果，结合气浮效果-即注入氮气使小颗粒油滴上浮，达到更好的分离效果。通过旋转动力，污油会聚集在罐的中部，通过中间安装的油管，定时排出。干净的水从底部水出口排出。紧凑式气浮选对于大于20U的油滴颗粒能够达到90%的分离效率
5.海上调试
2013年2月底，项目组工程师和水力旋流器厂家、紧凑式气浮选厂家调试人员分别对CFU和水力漩流器进行了单独测试，重点对CFU进行了调试，获得了良好的效果，主要调试结论如下：
（1）在加入化学药剂的前提下，经过CFU（共8台）处理，每台CFU都能够把进口生产水含油浓度从200PPM降到20PPM以下，达到或超过了设计要求，分离效率在90%以上。目前在不使用水力漩流器的情况下，已经满足了生产的要求。
（2）由于生产水流量相对于水力漩流器的设计要求流量偏小，目前水力漩流器的分离效率可以达到80%以上。
（3）整体的分离效率CFU+水力漩流器流程处理效果可以达到90%以上，为以后的生产提供比较宽的调节空间，能够满足水处理高峰期间排海浓度控制在20PPM以下。
为了达到良好的分离效率，CFU操作过程中必须保证满足以下工况：
① 在一级分离器加注清水剂HYQ-403，浓度控制在15PPM-20PPM，能够保证CFU+水力漩流器流程的分离效率达到90%以上。
② 尽量降低操作压力，同时又不影响排油工况，最终确定操作压力1.1BAR。
③ 控制进口氮气流量在0-22m3/h。
④ 控制CFU循环泵的操作压力在2.9BAR-3.1BAR之间。
⑤ 保持CFU连续排油工况，能使CFU达到最佳分离效果 （见图4）。
.6.结论
本设备已经于2013年3月初正式投入使用，从设计到最终成功投入使用，证明水力漩流器和緊凑式气浮选串联使用能够实现更高标准的生产水排海，作为今后类似项目开发的借鉴，特别是海上油田的节能减排有推广的意义。
参考文献：
[1] Martin Thew. Hydrocyclone redesign for liquid-liquid separation[J]. The Chemical Engineer， 2010，47（8）：17-23.
[2] Yong G A B，Waklay W D，Taggart D L et a1.oil-water separation using hvdrocyclones： an experimental search for optimum dimensions[J]. Journal of Petroleum Science and Engineer. 2012， 67（11）：37-50
关键词：水力漩流器；紧凑式；气浮选
【分类号】：TK172
在油气田开发过程当中，水力漩流气和紧凑式气浮选（CFU）分别作为油田生产水处理的一个重要设备分别单独使用，近年在国内海洋石油行业逐步得到了推广，但从未有把这两种水处理设备在一个油田同时使用的案例。本文以南海某项目首次串联水力漩流器和紧凑式气浮选为例，介绍如何实现重油油田生产排污水的高于国家标准的排放。
1 项目的工艺设计基础
原油物性：密度921.3kg/m3（20C）-949.5kg/m3（20C），属于重油。
原油处理能力：5000 m3/d；液量处理能力：83100 m3/d；含水量：95%-98%
生产污水控制标准高于国家标准为：≤20mg/L（见表1）
表1
2 水处理工艺流程
采用两级处理的主工艺流程（一、二级分离器），并使用高效分离器降低进入水处理系统含油浓度。控制一级分离器出口生产水浓度在1000PPM，在加入化学药剂的前提下，可以降低到500PPM以下。
水力漩流器（共九台）与紧凑式气浮选（共8台）串联，生产污水经过水力漩流器处理后可以达到150PPM以下，经过紧凑式气浮选后达到20PPM以下，分别要达到85%和87%的分离效率。
图1
3.水力漩流器和紧凑式气浮选的主要设计参数
表1 水力漩流器的主要设计基础数据
干重 T 14
表2 紧凑式气浮选的主要设计基础数据
干重 T 18
4.水力漩流器和紧凑式气浮选的工作原理
本项目使用的HSA系列旋流油水分离器融合国内最新的水处理技术和工艺为一体，已在国内许多油田得到广泛的应用。工作原理如下图2：旋流油水分离器靠两种不相溶液体的比重差，主要用于去除水中80%以上的非乳化油，油水混合液在一定的压差条件下，形成螺旋流动，收缩腔、尾锥两级收缩，形成一个稳定的离心力场，该离心场产生离心加速度为2000g，油水在几秒内可实现分离。水力漩流器对于大于50U油滴颗粒能够达到90%的分离效率。
紧凑式气浮选提供了一种更加有效的污油和悬浮物的分离技术，通过容器设计制造离心效果，结合气浮效果-即注入氮气使小颗粒油滴上浮，达到更好的分离效果。通过旋转动力，污油会聚集在罐的中部，通过中间安装的油管，定时排出。干净的水从底部水出口排出。紧凑式气浮选对于大于20U的油滴颗粒能够达到90%的分离效率
5.海上调试
2013年2月底，项目组工程师和水力旋流器厂家、紧凑式气浮选厂家调试人员分别对CFU和水力漩流器进行了单独测试，重点对CFU进行了调试，获得了良好的效果，主要调试结论如下：
（1）在加入化学药剂的前提下，经过CFU（共8台）处理，每台CFU都能够把进口生产水含油浓度从200PPM降到20PPM以下，达到或超过了设计要求，分离效率在90%以上。目前在不使用水力漩流器的情况下，已经满足了生产的要求。
（2）由于生产水流量相对于水力漩流器的设计要求流量偏小，目前水力漩流器的分离效率可以达到80%以上。
（3）整体的分离效率CFU+水力漩流器流程处理效果可以达到90%以上，为以后的生产提供比较宽的调节空间，能够满足水处理高峰期间排海浓度控制在20PPM以下。
为了达到良好的分离效率，CFU操作过程中必须保证满足以下工况：
① 在一级分离器加注清水剂HYQ-403，浓度控制在15PPM-20PPM，能够保证CFU+水力漩流器流程的分离效率达到90%以上。
② 尽量降低操作压力，同时又不影响排油工况，最终确定操作压力1.1BAR。
③ 控制进口氮气流量在0-22m3/h。
④ 控制CFU循环泵的操作压力在2.9BAR-3.1BAR之间。
⑤ 保持CFU连续排油工况，能使CFU达到最佳分离效果 （见图4）。
.6.结论
本设备已经于2013年3月初正式投入使用，从设计到最终成功投入使用，证明水力漩流器和緊凑式气浮选串联使用能够实现更高标准的生产水排海，作为今后类似项目开发的借鉴，特别是海上油田的节能减排有推广的意义。
参考文献：
[1] Martin Thew. Hydrocyclone redesign for liquid-liquid separation[J]. The Chemical Engineer， 2010，47（8）：17-23.
[2] Yong G A B，Waklay W D，Taggart D L et a1.oil-water separation using hvdrocyclones： an experimental search for optimum dimensions[J]. Journal of Petroleum Science and Engineer. 2012， 67（11）：37-50