油田污水处理

油田污水处理第1页，共42页，2023年，2月20日，星期日第15章油田污水处理油田污水：采油污水、钻井污水、特种污水。采油污水：从油井产液中脱出的水。

处理原因：污水含有固体悬浮物、原油，并有腐蚀、结垢和细菌繁殖等问题。

处理的目的：除油——除油剂除氧——除氧剂除固体悬浮物——絮凝剂防垢——防垢剂缓蚀——缓蚀剂杀菌——杀菌剂第2页，共42页，2023年，2月20日，星期日15.1污水的除油污水中的油是以油珠的形式存在于水中，油珠带负电。第15章油田污水处理第3页，共42页，2023年，2月20日，星期日除油剂

（1）阳离子型聚合物：中和油珠表面负电性和桥接油珠的作用。15.1污水的除油第4页，共42页，2023年，2月20日，星期日除油剂

（2）有分支结构的表面活性剂：可取代油珠表面原有的吸附膜，使吸附膜保护作用大大削弱。15.1污水的除油第5页，共42页，2023年，2月20日，星期日15.2污水的除氧水中的溶解氧的危害：（1）增加金属的腐蚀（2）使溶于水中的化学剂（如聚丙烯酰胺）氧化变质（如降解减粘）。除氧方法：

加热、气提、抽真空、除氧剂。

除氧剂：能除去水中溶解氧的化学剂。（还原剂）。第15章油田污水处理第6页，共42页，2023年，2月20日，星期日除氧剂

（1）亚硫酸盐：亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐和低亚硫酸盐（连二亚硫酸盐）。15.2污水的除氧第7页，共42页，2023年，2月20日，星期日除氧剂

（2）甲醛：

2CH2O+O2→2HCOOH（3）联氨(高温除氧)：（4）硫脲：15.2污水的除氧第8页，共42页，2023年，2月20日，星期日除氧剂

（5）异抗坏血酸：15.2污水的除氧第9页，共42页，2023年，2月20日，星期日15.3污水中固体悬浮物的絮凝固体悬浮物主要为粘土颗粒，其特点是表面带负电。絮凝剂：能使水中固体悬浮物形成絮凝物而下沉的物质。絮凝剂的作用能中和固体悬浮物表面的负电性

使失去电性的固体悬浮物迅速聚结、下沉

混凝剂

助凝剂

第15章油田污水处理第10页，共42页，2023年，2月20日，星期日混凝剂：主要用无机阳离子型聚合物:

a.羟基铝、羟基铁和羟基锆

在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性。

b.三氯化铝、硫酸铝、铝酸钠、钾明矾、铵明矾、三氯化铁、氧氯化锆

通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子。

15.3污水中固体悬浮物的絮凝第11页，共42页，2023年，2月20日，星期日(2)助凝剂：常用助凝剂（水溶性聚合物）：聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇、聚乙烯醇、羧甲基淀粉、羟乙基淀粉、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、瓜尔胶、羧甲基瓜尔胶、羟丙基瓜尔胶、褐藻胶、黄胞胶等。褐藻胶、黄胞胶等。有机阳离子型聚合物兼有混凝剂和助凝剂的作用。15.3污水中固体悬浮物的絮凝第12页，共42页，2023年，2月20日，星期日聚丙烯酰胺、部分水解聚丙烯酰胺、聚乙二醇、注意：

（1）混凝剂和助凝剂都有一个最佳浓度；

（2）加入顺序，即要先加入混凝剂，再加入助凝剂。15.3污水中固体悬浮物的絮凝第13页，共42页，2023年，2月20日，星期日15.4污水的防垢垢：在一定条件下从水中析出的溶解度很小的无机物质。常见垢：碳酸钙垢、硫酸钙垢、硫酸锶垢和硫酸钡垢。结垢：垢在管线表面、设备表面或地层表面的沉积。防垢剂：防止或延缓水中成垢离子的成垢沉积。第14页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂

（1）缩聚磷酸盐：链状缩聚磷酸盐和环状缩聚磷酸盐。注意：

缩聚磷酸盐使用温度：<50℃15.4污水的防垢第15页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂

（2）膦酸盐制备:由多氨基化合物与甲醛和亚磷酸反应，再用碱中和生成。15.4污水的防垢第16页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂

（2）膦酸盐特点：

（1）用量低：质量浓度一般在0.1～30mg·L-1。（2）热稳定性好：如EDTMP与HEDP可分别用到200℃和250℃。

15.4污水的防垢第17页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂

（3）氨基多羧酸盐制备:由多氨基化合物与氯乙酸在碱性条件下反应生成。热稳定性较好15.4污水的防垢第18页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂

（4）表面活性剂特点：热稳定性有差异15.4污水的防垢第19页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂

（4）表面活性剂式中，R为C12~C18；R′为C8~C14；n为2~10；M为Na、K、NH4。在防垢用的表面活性剂中，磺酸盐、羧酸盐等类型表面活性剂的热稳定性明显优于硫酸酸酯盐型表面活性剂的稳定性。

15.4污水的防垢第20页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂

（5）聚合物

结构特点：低相对分子质量（小于5×104）的带羧基链节的均聚物和共聚物。

使用特点：用量低、热稳定性较好，如聚丙烯酸盐（PAA）可用到120℃，而聚顺丁烯二酸盐（PMA）可用到180℃。15.4污水的防垢第21页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂

（5）聚合物15.4污水的防垢第22页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂

（5）聚合物15.4污水的防垢第23页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂-防垢剂的作用机理

1.晶格畸变机理：防垢剂吸附（如聚合物、活性剂）

2.静电排斥机理：防垢剂吸附（如带羧基的聚合物）

3.反应+络合（螯合）机理：防垢剂水解（如膦酸盐、氨基多羧酸盐等）15.4污水的防垢第24页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂-防垢剂的作用机理

15.4污水的防垢第25页，共42页，2023年，2月20日，星期日防垢剂-防垢剂的作用机理

15.4污水的防垢防垢剂阴离子与钙离子通过反应+络合（螯合）作用第26页，共42页，2023年，2月20日，星期日污水缓蚀主要用中性介质缓蚀剂。（1）氧化膜型缓蚀剂机理：通过氧化产生致密的保护膜而起缓蚀作用的。保护膜极易促进金属的阳极钝化，所以也叫钝化膜型缓蚀剂。常用缓蚀剂：重铬酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐、钨酸盐、钒酸盐、硒酸盐、锑酸盐、乙酸盐、苯甲酸盐、甲基苯甲酸盐、水杨酸盐15.5污水的缓蚀第27页，共42页，2023年，2月20日，星期日（1）氧化膜型缓蚀剂如重铬酸盐通过氧化反应产生Cr2O3、

Fe2O3：氧化物在钢铁表面形成铁氧化铁-铬氧化物钝化膜。15.5污水的缓蚀第28页，共42页，2023年，2月20日，星期日（2）沉淀膜型缓蚀剂机理：通过在腐蚀电池的阳极和阴极表面上形成沉淀膜而起缓蚀作用。阳极表面，如硅酸钠阴极表面，如硫酸锌Zn2++2OH-→Zn(OH)2↓15.5污水的缓蚀第29页，共42页，2023年，2月20日，星期日（2）沉淀膜型缓蚀剂

可用的缓蚀剂：硅酸钠、硫酸锌、氢氧化钠、碳酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸三钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠、次氨基三亚甲基膦酸钠(ATMP)、乙二胺四亚甲基膦酸钠（EDTMP)、羟乙基二膦酸钠（HEDP）等。15.5污水的缓蚀第30页，共42页，2023年，2月20日，星期日（2）沉淀膜型缓蚀剂15.5污水的缓蚀第31页，共42页，2023年，2月20日，星期日（3）吸附膜型缓蚀剂机理：通过在腐蚀电池阳极和阴极表面上形成吸附膜。可用的缓蚀剂：

含氮、氧、硫元素的有机化合物或表面活性剂除氧剂、杀菌剂的缓蚀作用注意：污水缓蚀剂通常是复配使用。15.5污水的缓蚀第32页，共42页，2023年，2月20日，星期日（3）吸附膜型缓蚀剂常见缓蚀剂15.5污水的缓蚀第33页，共42页，2023年，2月20日，星期日污水中的细菌：

（1）硫酸盐还原菌（SRB）（2）铁细菌（IB）（3）腐生菌（TGB）15.6污水的杀菌第34页，共42页，2023年，2月20日，星期日杀菌剂：少量加入就能杀死细菌的物质。

防止地层堵塞防止化学剂变质防止由细菌引起的金属腐蚀目的

要求：高效、广谱、低毒、稳定、无臭、无刺激性、能与其他化学剂配伍、成本低、来源广、使用方便等。15.6污水的杀菌第35页，共42页，2023年，2月20日，星期日杀菌剂分类：非氧化型杀菌剂氧化型杀菌剂杀菌剂分类渗透型杀菌剂吸附型杀菌剂15.6污水的杀菌第36页，共42页，2023年，2月20日，星期日1．氧化型杀菌剂常用杀菌剂：Cl2（氯气）、HClO2(亚氯酸)15.6污水的杀菌第37页，共42页，2023年，2月20日，星期日1．氧化型杀菌剂15.6污水的杀菌第38页，共42页，2023年，2月20日，星期日1．氧化型杀菌剂15.6污水的杀菌原子态的氧可以直接杀死细菌第39页，共42页，2023年，2月20日，星期日2．非氧化型杀菌剂(1)吸附型杀菌剂

机理：通过吸附