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天燃气的开采过程中,会产生大量的甲醇污水,严重威胁环境质量,本文结合气田甲醇污水的处理工艺,针对生产过程中普遍存在的问题,具体探讨了气田甲醇污水的处理方法。
天燃气作为我国主要的能源之一,在未来很长一段时间都将有很广阔的市场前景。但是在天燃气开采过程中,通常的伴随着大量的采气污水,这些污水中富含大量机械性杂质、悬浮物等,严重影响了环境的质量,在气田甲醇回收时还会严重腐蚀回收设备。为此,从优化含醇污水处理工艺的角度出发,通过采取对高产水井污水分排分储、预处理工艺及操作参数优化、甲醇回收装置参数优化运行试验等措施,减少含醇污水产量,改善预处理效果,是具有深远意义的。
1.甲醇回收装置概述
气田甲醇污水处理原料主要处理的是气田产生的高浓度甲醇污水,其来源有两个:一是冬季集气支线向干线交接时二次分离脱水产生的甲醇污水;二是天然气处理厂脱油脱水装置产生的甲醇污水。
2.水质预处理目标
气田甲醇污水pH值偏低,矿化度及水硬度较大,存在较强的腐蚀性和一定的结垢倾向。因此,在进入甲醇回收系统之前,必须对该污水进行预处理,以减少污水对甲醇回收系统设备的腐蚀、结垢、堵塞等问题的发生。甲醇污水预处理水质指标见表1
3.水质预处理工艺流程
(1)甲醇污水卸车:根据现场运行情况,合作区拉运来甲醇污水中含泥沙量、垃圾量较大,易堵塞提升泵口,因此采用卸车池液下卸车方式,卸车口设提篮式过滤筒过滤较大杂质,在池内经平流沉淀后转水至接收水罐。
(2)接收水罐:该罐的主要作用是固液分离、去除浮油。接收水罐罐内设浮动出油装置间歇排油。
(3)预处理:水温、含油量对加药絮凝沉降有较大的影响,根据室内试验絮凝反应最佳温度应不低于15℃,为加强絮凝沉降效果,去除浮油后的甲醇污水先经换热器加热至25℃、压力除油器二次除油使含油量<100mg/L后再进入反应器加药沉降。
(4)原料罐:原料罐兼具沉降罐的作用,投加药剂后的甲醇污水进原料罐沉降,3具罐轮换进水,罐内设浮动出水,罐底部预留1.5m高积泥区。投产初期应配合药剂实验观察原料罐的沉降效果,确定合理的沉降时间,确保达到甲醇回收装置的进料指标。
4.甲醇回收预处理时遇到的主要问题
4.1加药量误差较大
由于管线结垢、管径变小的原因,每小时的预处理量会逐渐减少。对装置进行优化改选后,仍然不能彻底解决该问题,当预处理量变化时,加药量却没有进行相应的调整,不能使处理量和加药量达到合适的配比。
在现场进行配药时,虽然对现场的配药箱的药剂都进行了标记,防止了漏加、多加的现象,但是现场的操作都是通过开关5方反应罐的出口阀门开度来调节的处理量的,人为的调整加药、配药的操作,配药时每个人的标准都不一样,并且在操作的过程中加药量都只经过粗略的计算,使配置药剂浓度与实际所需的药剂浓度有很大误差。这样容易造成含醇污水的PH值不稳定,不能达到理想的预处理效果。
4.2加药泵
在实际生产中,频繁调节流量,加药泵容易损坏,调节后加药泵流量也会出现不稳定的现象。再加上加药泵运行时间久,经常进行维修,都会使加药量出现较大的偏差。
4.3结垢
由于气田污水中含有大量的Ca2+、Mg2+、Fe2+、HCO3-等离子,同时还有一定量的SO42-和溶解状的CO2、H2S气体,根据结垢理论分析和预测,这种结垢趋势将增加,所以在装置运行中会大量结垢,从而甲醇回收装置的换热器、精馏塔填料堵塞,同时水中大量的机杂和乳化油会进一步加剧装置的堵塞,影响甲醇的回收率和装置的处理能力。
5.改进措施
5.1调整加药量
从现场甲醇污水中采集1000mL的甲醇污水,向其中加入一定量的氢氧化钠、双氧水、絮凝剂,搅拌静置20分钟后过滤,将过滤后的滤液分别测定其PH值和加热后观察水的颜色变化,以分析污水预处理的效果。
经过实验结果和综合分析后可以看出,目前甲醇污水预处理每升含醇污水最佳加药量为:
NaOH 5.3% 15mL;
H2O2 5.3% 3mL;
絮凝剂 0.005% 5mL
5.2更换加药泵
主要针对以前加药泵易故障、加药量误差较大的问题,对加药泵全部进行更换,更换为米顿罗计量柱塞泵。
5.3对结垢问题进行技术改造
需要进行预处理时,关闭反应罐出口阀及预处理循环泵进、出口阀,启卸车池污水经过正常流程注入反应罐,罐满后停卸车泵,关闭压力除油器出口阀,打开预处理循环泵进口阀,导通预处理循环流程,向加药桶中依次添加饱和NaOH水溶液,H2O2水溶液,饱和2B水溶液,药品加注完后使用循环泵进行循环,以充分反应。待反应完全后导通去污水罐流程,由预处理循环泵注入污水罐,预处理完成后关闭循环泵进出口,关闭反应罐进出口,打开反应罐排污,将底部溶液排入干化滤池。同时用预留的甩头对预处理管线进行吹扫,并排空泵内液体。
6.结论
(1)改用大排量的循环泵将含醇污水和药品在反应罐内充分混合,循环时间内罐内处于高度乱流状态不存在结垢倾向,消除罐内结垢趋势。
(2)单罐确定加药量,药品使用更为经济合理,反应更加充分。
(3)反应完成后污水呈悬混液状态时,就由大排量循环泵排入污水储罐,预期管道流速将教现在流速提高4-6倍,管道内流态处于水力平方区,杜绝成垢倾向。
来源:环保之家论坛
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