申請日2015.11.11

　　公開(公告)日2017.01.18

　　IPC分類號C02F1/04; C02F1/20

　　摘要

　　本發(fā)明在傳統(tǒng)除采油污水中硫化氫汽提工藝的基礎上，通過在塔釜設置回流的方式，稀釋采油污水中的H2S，增加了H2S電離平衡朝生成H2S氣體的方向移動，提高汽提過程的傳質推動力;同時塔內液體流速的增加，提高液膜傳質系數(shù)，減小了傳質阻力。該工藝具有一定的過程強化效果。

　　權利要求書

　　1.一種除采油污水中硫化氫的汽提工藝，其特征在于：包括以下步驟

　　1)采油污水由污水管輸送而來;

　　2)離心泵的吸入口通過管路與塔釜連通，離心泵的排出口與回流管的一端連通，回流管的另一端通過三通與污水管連通，離心泵啟動后將塔釜中的脫H2S采油污水吸入，并經由回流管排入到污水管中與采油污水混合得到混合采油污水;

　　3)酸液注入管與污水管聯(lián)通，且設置在回流管與污水管連通的下游，濃酸溶液通過酸液注入管注入到污水管中，保證進塔前混合采油污水的pH值符合工藝要求;

　　4)混合采油污水通過污水管進入到塔體上部，通過設置在污水管出口處的液體分布器噴灑在填料層上，向下穿過填料層落入到塔釜中，塔釜中的液體即為脫H2S采油污水;

　　5)塔釜中的脫H2S采油污水，一部分被離心泵吸入，另一部分通過排液管排出;

　　6)載氣通過進氣管進入到塔體下部，向上穿過填料層，通過設置在塔頂?shù)呐艢夤芘懦觥?/P>

　　2.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于：所述步驟1)中的采油污水，其H2S含量高于100 mg/L。

　　3.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于：所述步驟1)中的采油污水的體積流量與所述步驟2)中的脫H2S采油污水的體積流量之比為1:0.5~3。

　　4.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于：所述步驟3)中的濃酸溶液為質量濃度為15~30%的鹽酸溶液或質量濃度為20~50%的硫酸溶液。

　　5.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于：所述步驟3)中的pH值為5.0~6.5。

　　6.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于：所述步驟4)中的填料的材質為聚苯硫醚或聚偏氟乙烯。

　　7.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于：所述步驟6)中的載氣為天然氣和水蒸氣的混合氣，混合氣中天然氣與水蒸氣的體積之比為1~99:1。

　　8.根據權利要求1所述的工藝，其特征在于：所述步驟6)中的載氣的體積流量與所述步驟1)中的采油污水的體積流量之比為1~5:1。

　　說明書

　　一種除采油污水中硫化氫的汽提工藝

　　技術領域

　　本發(fā)明屬于污水處理凈化技術，尤其涉及一種除采油污水中硫化氫的汽提工藝。

　　背景技術

　　在油田開采過程中產生大量采油污水，同時又要向油層回注大量水以保持油層壓力，這為采油污水的循環(huán)利用提供了一個重要途徑。多數(shù)油田采油污水的處理工藝是以“重力沉降—絮凝沉降—過濾”為基礎的處理技術，主要去除浮油、分散油形式存在的石油和懸浮固體物質，使水質達到回注要求。油田所處地區(qū)不同，采油污水的水質組成變化很大，尤其是中東地區(qū)的采油污水具有H2S含量高的特點。例如伊拉克某油田的采油污水H2S含量高達200 mg/L。H2S具有較大的危害：一方面，導致水體的pH值減小，污水呈現(xiàn)酸性，腐蝕油田污水處理系統(tǒng)的管道;另一方面，油田污水中散發(fā)的H2S氣體對人的神經系統(tǒng)和粘膜系統(tǒng)具有強烈的刺激性，甚至造成人員的死亡。因此對H2S含量高的采油污水需要在“重力沉降—絮凝沉降—過濾”處理工藝的基礎上增加脫H2S的步驟，進而采油污水的處理工藝改進為“重力沉降—絮凝沉降—脫H2S—過濾”。目前國內外對采油污水脫H2S的方法有氧化法、汽提法、堿液吸收法和沉淀法，其中汽提法適用于H2S含量較高(>100 mg/L)的采油污水。汽提法就是利用氣液平衡原理來處理溶解在水中的H2S。在汽提設備中，使采油污水與載氣接觸，并不斷排出載氣，始終保持氣相中的H2S的實際濃度小于該條件下的平衡濃度，這樣采油污水中溶解的H2S就不斷轉入氣相，采油污水中的H2S可得到去除。

　　由于H2S是弱酸，在水中的電離過程如下：

　　汽提過程主要是針對水中以分子形式存在的H2S，為了保證汽提的效果，必須使水中的S2-以H2S氣體的狀態(tài)存在，否者汽提效果很差。因此通過向采油污水中注入酸液(H2SO4或者HCl)來降低采油污水的pH值，使上述電離過程向著左側移動，確保S2-以H2S氣體的形式存在，提高汽提效果。顯然，采油污水的pH值越低，汽提效果越好，但是較低的pH值會增加采油污水對設備的腐蝕性。為此通常將pH值控制在5.0以上，汽提塔脫除H2S的效率在90%左右。對于H2S含量高的油田污水，即使脫除率達到90%，脫H2S污水中殘留的H2S仍然較高。為了提高采油污水中H2S的脫除率，通�？梢酝ㄟ^增加塔高和載氣流量(增加載氣流量勢必會增加塔徑)來提高脫除率，這將大大增加設備投資和運行費用。

　　發(fā)明內容

　　為解決傳統(tǒng)方法存在的不足和缺陷，本發(fā)明從汽提塔脫采油污水中H2S的原理出發(fā)，通過塔釜回流的方式強化汽提效果，開發(fā)一種除采油污水中硫化氫的汽提工藝。該工藝適用于H2S含量高于100 mg/L的采油污水，可以提高H2S的脫除率。

　　本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案為：

　　一種除采油污水中硫化氫的汽提工藝，其特征在于：包括以下步驟

　　1)采油污水由污水管輸送而來;

　　2)離心泵的吸入口通過管路與塔釜連通，離心泵的排出口與回流管的一端連通，回流管的另一端通過三通與污水管連通，離心泵啟動后將塔釜中的脫H2S采油污水吸入，并經由回流管排入到污水管中與采油污水混合得到混合采油污水;

　　3)酸液注入管與污水管聯(lián)通，且設置在回流管與污水管連通的下游，濃酸溶液通過酸液注入管注入到污水管中，保證進塔前混合采油污水的pH值符合工藝要求;

　　4)混合采油污水通過污水管進入到塔體上部，通過設置在污水管出口處的液體分布器噴灑在填料層上，向下穿過填料層落入到塔釜中，塔釜中的液體即為脫H2S采油污水;

　　5)塔釜中的脫H2S采油污水，一部分被離心泵吸入，另一部分通過排液管排出;

　　6)載氣通過進氣管進入到塔體下部，向上穿過填料層，通過設置在塔頂?shù)呐艢夤芘懦觥?/P>

　　作為改進，所述步驟1)中的采油污水，其H2S含量高于100 mg/L。

　　作為改進，所述步驟1)中的采油污水的體積流量與所述步驟2)中的脫H2S采油污水的體積流量之比為1:0.5~3。

　　作為改進，所述步驟3)中的濃酸溶液為質量濃度為15~30%的鹽酸溶液或質量濃度為20~50%的硫酸溶液。

　　作為改進，所述步驟3)中的pH值為5.0~6.5。

　　再改進，所述步驟4)中的填料層的材質為聚苯硫醚或聚偏氟乙烯。

　　再改進，所述步驟6)中的載氣為天然氣和水蒸氣的混合氣，混合氣中天然氣與水蒸氣的體積之比為1~99:1。

　　進一步改進，所述步驟6)中的載氣的體積流量與所述步驟1)中的采油污水的體積流量之比為1~5:1。

　　本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：1、通過塔釜回流的方式將脫H2S的采油污水與采油污水混合，稀釋了采油污水中H2S，同時通過注入濃酸溶液維持了傳統(tǒng)工藝的pH值，這樣就使H2S電離平衡更多地朝生成H2S氣體的方向移動，有利于提高汽提過程的傳質推動力;2、通過分析發(fā)現(xiàn)，汽提脫H2S的傳質過程為液膜控制，塔釜回流增加了塔內液體的流速從而提高的液膜傳質系數(shù)，進而提高總傳質系數(shù)，有利于降低傳質阻力。