面向细菌竞争的老化油生物处理技术

2009-10-23 02:21:00

    一、国内处理老化油的现行技术

    

    1.离心机老化油处理技术

     离心机老化油处理技术虽然也能解决原油脱水处理中老化油难处理的问题,但需要改造和增加联合站的设备,对脱水的温度要求高,加药量大。同时,设备维修不方便。

    2.“老化油”单线处理工艺

    改造处理“老化油”流程,使之单独进一台加热炉、一台脱水器,单独加药,避免了老化油对正常油系统的影响,但浪费药剂,也浪费了大量燃料。

    3.氧化破乳、三相分离处理工艺

    该处理工艺,能实现聚合物、菌胶团、老化胶质及机械杂质等物质的分离,处理后的老化油理化性质能得到改善,能够顺利通过电脱水处理,保证了集输系统的稳定运行。但是破乳剂加量大,温度要求高。

    

    二、生物技术处理老化油的机理

    

    随着技术进步,人们对老化油处理认识逐渐深入,在联合站脱水系统中发现黑色过度层。该过度层的主要成分为胶态硫化物(包括硫化亚铁颗粒),它是由硫酸盐还原菌在集输系统的设备、管线中大量繁殖而引起铁的腐蚀产物。它的比重介于油水之间,故悬浮在油水界面。随着黑色过度层厚度增大,增强了介质的导电性,导致电脱水器运行不稳、跳闸,直至造成电脱水器极板击穿。

    利用生化制剂抑制老化油和污水中SRB的途径,从而减少老化油中硫化物含量,提高老化油的击穿电压、降低油水界面张力,改善老化油脱水效果。这种技术不需要增加联合站的设备,不需要改变原来的运行方式,就能完成老化油的处理。

    

    三、华北油田老化油生物处理技术应用情况

    

    1.联合站老化油的分布规律

    同一个站不同的取样位置,原油中硫化物含量区别较大,新鲜原油中几乎不含硫化物,但沿流程至沉降罐,硫化物逐渐增加,其含量为24.8~74.5mg/L;污水中硫化物及细菌含量也是呈沿流程逐渐增加趋势。

    2.硫化物含量对脱水的影响规律

    某联合站老化油中FeS含量最大为74.5mg/L, 将某联合站原油乳化成含水30%的乳状液(取样50ml,净水量15ml),加入不同浓度的FeS,试验温度50℃,破乳剂为现场用破乳剂,投药量为100mg/L,在上述条件下进行了脱水沉降试验。随着原油中FeS含量的增加,脱水效果逐渐降低;当原油中FeS含量超过4.5mg/L时,几乎完全失去脱水效果。

    3.硫化物含量对击穿电压的影响规律

    将与同一联合站的原油与老化油进行不同比例的混合,计算出混合油样中的FeS浓度,在50℃下,对混合油样进行了击穿电压测试试验。随着老化油含量的增加、FeS含量的增大,击穿电压测试结果逐渐减小,某联合站老化油的击穿电压为12500V。

    4.硫化物含量对界面张力的影响规律

    老化油中含有的FeS对界面张力有一定的影响,进而影响脱水效果,随着老化油含量的增加、FeS含量的增大,界面张力逐渐增大,某联合站原油的界面张力为28.64 mN/m,老化油的界面张力为51.02mN/m。

    5.室内小样试验

    投加20mg/L、60mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、1000mg/L等6个浓度的生化制剂后,密封后放置于50℃的恒温水浴中,进行了12天老化油的生化制剂处理试验。结果表明,加生化制剂前污水中FeS含量为7.63 mg/L,加后随着加药量的增加及处理时间的延长FeS含量逐渐降低,加药浓度大于60mg/L及处理时间6天以后FeS含量变化趋于平缓。加生化制剂前老化油中FeS含量为74.5mg/L。加后随着加药量的增加及处理时间的延长FeS含量逐渐降低,加药浓度大于60mg/L及处理时间6天以后FeS含量变化趋于平缓,加生化制剂前后FeS含量由74.5mg/L降低到16.5mg/L。

    老化油及污水中的细菌试验结果表明,加生化制剂前老化油中细菌总数高达2.0×107个/mL;污水中硫酸盐还原菌(SRB)≥6.0×106个/mL。加药后随着加药量的增加及处理时间的延长,老化油及污水中的细菌总数均逐渐降低,加药浓度大于60mg/L及处理时间6天以后细菌总数变化趋于平缓。加后,老化油中细菌总数降低到2.0×10个/mL;污水中的细菌总数降低到2.5×10个/mL。

    6.现场应用试验

    在现场生产中,由于回收的老化油进入2000m3沉降罐,并且现场加药泵排量小,因此采用直接向2000m3罐投加生化制剂,加量控制在60mg/L,加后第二天脱水器运行正常,老化油中硫化物、SRB均逐渐减少,硫化物由加药前的45.8mg/L降至1.7 mg/L,SRB由加药前的2.0×106个/mL降至2.2×10个/mL。从而使脱水正常进行,效果优于室内试验。

    

    四、结论

    

    基于我们的研究证明,既然老化油中胶态硫化物是由硫酸盐还原菌产生的代谢物,研制的生化产品与含油污水混合后,在短期内迅速繁殖成有益菌群及化能自氧菌并对水体发生生化作用,具有很强的杀菌除硫作用。利用生化技术与破剂乳剂配合使用,成功地解决了老化油的脱水问题,从而找到了一种生化处理老化油的新途径。

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