油田采出水超声破乳除油反应器的应用

油田采出水超声破乳除油反应器的应用

齐 薇

中铁第一勘察设计集团有限公司环境与设备处

油田采出水超声破乳除油反应器及系统包括固液分离箱、超声脱油反应器、超声波换能器、超声波发生器、电动扣油阀和控制系统等部分。根据实验室小试实验得到最佳工艺条件及参数。在超声功率1 820 W，超声频率27 kHz±2.5 kHz，超声声强0.39，水温为45℃，pH值为7，反应时间6 min的静态实验条件下，油田采出水除油率可达90.74%；在流速为2.28和4.8 m3/h连续动态实验条件下，油田采出水除油率可分别达92.69%和80.5%。

油田采出水；超声破乳；反应器；实验

1 系统设计与试验

油田采出水采用槽式反应器进行处理，在超声功率1 000 W，频率27 kHz，声强0.46、反应时间3 min，处理水量12 L，温度45℃的最佳条件下，以除油率可达90.2%的小试试验参数为放大原型，计算出5 m3/h油田采出水超声破乳除油反应器设计参数：总容积0.42 m3，过水断面面积0.278 m2，有效体积1.5 m×0.7 m×0.5 m。

油田采出水超声破乳除油反应器及系统包括固液分离箱、超声脱油反应器、超声波换能器、超声波发生器、电动扣油阀和控制系统等，如图1所示。

图1 油田采出水超声破乳除油反应器系统示意图

2 破乳除油应用实验

2.1 静态应用实验

实验条件：进一级分离罐前管道引出原水初始油浓度为344.537 mg/L，水温为45℃，pH值为7，超声反应器体积0.3 m3，超声反应器总水作用面积为4 738.5 cm2，超声功率1 820 W，超声频率27 kHz，超声破乳声强0.39，作用一定时间后，分别取样静置5 min，测其油含量并计算除油率。

在该实验条件下，6 min之前去除率随着反应时间延长而急剧上升，但过了6 min后去除率随着反应时间延长而大幅度下降（主要是再次乳化造成）。结果表明：最佳反应时间为6 min时，除油率达到90.74%。

2.2 连续动态应用实验

（1）超声功率对除油率的影响。实验条件为：进一级分离罐前管道引出原水初始油浓度为344.537 mg/L，超声反应器体积0.3 m3，超声反应器总水作用面积为4 738.5 cm2，超声声强0.39，超声频率27 kHz，流速2.28 m3/h，改变超声功率连续作用，取样静置5 min，测其油含量并计算除油率。超声功率对除油率的影响结果表明，在该实验条件下，除油率随着超声功率增大而急剧上升，超声功率1 820 W时，除油率达到92.69%。

（2）流速对除油率的影响。实验条件为：进一级分离罐前管道引出原水初始油浓度为344.537mg/L，超声反应器体积0.3 m3，超声反应器总水作用面积为4 738.5 cm2，超声声强0.39，超声频率27 kHz，改变流速连续作用，取样静置5 min，测其油含量并计算除油率。实验表明：流速2.28 m3/h，除油率为92.69%；流速4.8 m3/h，除油率为80.5%。

3 结论

（1）根据实验室小试实验得到的最佳工艺条件及参数，针对污水流量5 t/h，完成油田采出水超声辐射破乳除油反应器及系统的设计、样机加工，完成油田采出水超声辐射破乳除油应用实验。

（2）超声功率1 820 W，超声频率27 kHz± 2.5 kHz，超声声强0.39，水温为45℃，pH值为7，反应时间6 min的静态实验条件下，油田采出水除油率可达90.74%；在流速为2.28和4.8 m3/h连续动态实验条件下，油田采出水除油率可分别达92.69%和80.5%。

（栏目主持 杨 军）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.3.018