使用加晶种蒸发器的产出水的处理制造技术

处理例如来自蒸汽辅助重力泄油(SAGD)或循环蒸汽吞吐(CSS)重油回收操作的产出水，以对水进行回收，所述水再用于产生蒸汽。使所述产出水在如蒸发器(52)和结晶器(54)的一个或多个热处理装置中进行处理。所述热处理装置用例如钙盐或镁盐加晶种。所述热处理装置产生包含超饱和固体和有机化合物的泄料(64)或浆液(68)。将溶剂添加到所述泄料或浆液。固体析出并且从所述泄料或浆液中分离。所述溶剂可回收以再用于在处理更多种泄料或浆液中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用加晶种蒸发器的产出水的处理
本说明书涉及一种用于处理水例如产出水的方法和设备。
技术介绍
Heins的名称为“用于重油生产的使用硫酸钙晶种浆料蒸发的水处理方法”(WaterTreatmentMethodforHeavyOilProductionUsingCalciumSulfateSeedSlurryEvaporation)的加拿大专利2509309描述一种处理来自重油生产的产出水的基于蒸发器的方法。首先将产出水在脱油步骤中处理以使油和油脂减少至约百万分之20或更少。将脱油水引入到蒸发器中以产生馏出物和含有浓缩残余固体的蒸发器泄料。任选地在进一步精处理(polishing)之后将馏出物用于在直流蒸汽发生器或其他锅炉中产生蒸汽。可将蒸发器泄料在结晶器中进一步处理。
技术实现思路
以下概述旨在向读者介绍以下详细描述并且不限制或限定所主张的专利技术。在被处置或重复使用之前，蒸发器泄料可能需要进行处理来移除二氧化硅和/或其他污染物。结晶器例如通常处理蒸发器泄料以回收水并且产生干燥的或容易干燥的晶体，所述晶体由从泄料中析出的固体构成。但是，当结晶器用于处理产出水，尤其是处理来自重油生产的产出水时，结晶器可替代地产生浆料。浆料含有在高于其在水中一般溶解度极限的浓度下的盐，例如二氧化硅盐，然而固体并未结晶并且不能容易地从浆料中分离。保留在浆液中的来自产出水的浓有机化合物可能会干扰晶体生长和析出，即使对浆液中过饱和盐而言。在本说明书描述的方法和设备中，将离子源(例如镁离子或钙离子)添加到蒸发器中。将溶剂(例如二异丙胺(DIPA)、异丙胺(IPA)、甲醇或乙醇)添加到泄料中。随后将溶剂从溶剂-泄料混合物中回收。在回收溶剂之前或之后将固体从泄料中分离。任选地，可在添加溶剂之前，例如在结晶器中对泄料进一步浓缩。任选地，可将处理过的泄料返回到蒸发器中。该方法和设备适用于例如提供处理产出水，或含有溶解的盐和有机化合物的其他水的替代手段。该方法和设备可结合到用于提取重油的方法和设备中。附图说明图1是与重油提取系统组合的产出水处理系统的示意性工艺流程图。具体实施方式图1示出与重油(例如沥青)回收系统12组合的水处理系统10。重油回收系统12具有锅炉14、注入井16、生产井18和油-水分离器20。锅炉14可以是例如直流蒸汽发生器(OTSG)或快装锅炉(packagedboiler)。锅炉14产生蒸汽22，蒸汽22流动到注入井16。注入井16将蒸汽22运送到地质地层24中，所述地质地层24含有重油，例如加拿大亚伯达省(Alberta，Canada)的油砂区中的沥青。蒸汽22使地层24中的沥青流体化并随后冷凝。油水混合物26产生并且被从生产井18中抽出。油水混合物26送到油水分离器20。产品油28从油水分离器20中移除用于进一步精炼。在将产品油28从油水混合物26中移除之后剩余的产出水30流动到水处理系统10用于进一步处理。重油回收系统12可以是例如蒸汽辅助重力泄油(SAGD)或循环蒸汽吞吐(CSS)系统。水处理系统10具有脱油单元50、蒸发器52、任选的结晶器54以及泄料处理系统56。脱油单元50接收产出水30并且将额外的油51例如乳化油从产出水30中移除以产生脱油水58。脱油单元50可以是例如溶解气体浮选单元、核桃壳过滤单元、脱油聚合物混合槽、吸附剂单元、膜过滤单元或另一装置。合适的蒸发器52和结晶器54可购自GEIonics公司。脱油水58在蒸发器52中进一步处理。任选地，脱油水58在去往蒸发器52的途中可通过中间处理步骤。但是，不要求并且优选不提供热石灰软化器(warmlimesoftener)。蒸发器52可以是例如机械蒸气再压缩(MVC或MVR)蒸发器。蒸发器52可使用降膜或其他内部布置。蒸发器52可具有用于例如改变脱油水的pH或将气体或碱度从脱油水58中移除的相关装备。蒸发器52将水蒸气从脱油水58中移除。移除的水蒸气当冷凝时形成馏出物60，任选地在进一步处理之后，馏出物60返回到锅炉14用于在重油回收系统12中重复使用。蒸发器52还具有盐水再循环回路62。加晶种化学品63例如通过注入到所示出的盐水再循环回路62、蒸发器的贮槽、蒸发器的进料管线或通过其他方式而添加到蒸发器52中。加晶种化学品63可以是例如氧化镁或钙盐。加晶种化学品可以干燥形式或溶液形式添加。合适的镁盐是氧化镁。合适的钙盐是硫酸钙(石膏)。蒸发器泄料64从盐水再循环回路62中抽出并且进料到泄料处理系统56。任选地，泄料处理系统56可位于盐水再循环回路62中。蒸发器泄料64和在盐水循环回路62中的水具有存在于脱油水58中的高浓度的各种污染物。特别地，蒸发器泄料64和在盐水循环回路62中的水具有高浓度的二氧化硅。蒸发器泄料64因此不适合在许多位置上的排放。当蒸发器泄料64或在盐水再循环回路62中的液体具有3重量％或更高的水溶性有机物浓度(WSO)，并且该WSO浓度是总固体(TS)浓度的20％或更高时，加晶种化学品和溶剂(将在以下描述)的使用可特别有用。TS通过将样品加热到105摄氏度以移除水，然后将干燥样品质量除以原始样品质量来测量。总溶解固体(TDS)通过将样品加热到550摄氏度以移除水和有机物，然后将干燥样品质量除以原始样品质量来测量。WSO计算为TS与TDS之间的差。在水处理系统10中，蒸发器泄料64可在任选的结晶器54中进一步处理。结晶器54将额外的水蒸气从蒸发器泄料64中移除，水蒸气当冷凝时形成第二馏出物66。任选地在进一步处理之后，第二馏出物66可返回到锅炉14用于在重油回收系统12中重复使用。结晶器54还产生结晶器泄料68。结晶器泄料68具有相较于蒸发器泄料64甚至更高浓度的二氧化硅和其他溶解固体。在一些条件下，尤其当处理来自蒸汽驱或水驱辅助油回收操作的产出水30时，结晶器54产生呈具有高固体浓度的浆料形式的结晶器泄料68。二氧化硅和其他溶解固体在超饱和状态下存在于浆液中，但不从浆液中析出和沉降。例如，结晶器泄料68可具有25重量％或更多或50重量％或更多的总固体(TS)含量。蒸发器52和结晶器54是热处理装置类型，或者称为蒸馏装置。任选地，在一个或多个阶段中可使用替代热处理装置或浓缩装置，来产生与结晶器泄料68相似的浆液或与蒸发器泄料64相似的混合物或在盐水再循环回路62中的水。这些混合物62、64、68中的任一者中的总有机碳(TOC)可为2重量％或更多；总溶解固体(TDS)可为10重量％或更多；并且，二氧化硅可为1.5重量％或更多。泄料处理系统56可定位成接收所示出的结晶器泄料68，在没有结晶器54的情况下来接收蒸发器泄料64，或成为盐水再循环回路62的一部分，在后种情况下，蒸发器泄料64流可省略，或在有或没有蒸发器54的情况下作为更小的系统放气(bleed)而保留。示出的泄料处理系统56包括反应容器70、溶剂加料系统72和溶剂回收系统74。将结晶器泄料68(或蒸发器泄料64或再循环盐水62)和来自溶剂加料系统72的溶剂添加到反应容器70中并且混合在一起。反应容器70可以是例如混合槽或具有管线内混合的管道。如果需要将反应容器70中的温度保持低于溶剂的沸点或保持在溶剂和水易混溶的温度，那么在进入反应容器70之前，溶剂可通过换热器88以溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提取油的方法，所述方法包括以下步骤，a)产生蒸汽；b)将所述蒸汽注入到包含油的地层中；c)将水和油的混合物从所述地层中抽出；d)将产出水从水和油的所述混合物中分离；e)处理包含在加晶种蒸发器中的所述产出水以产生馏出物和泄料；f)使用所述馏出物以产生用于注入到所述地层中的额外的蒸汽；g)将溶剂与所述泄料混合；以及h)在步骤g)之后，将包含一种或多种盐的析出固体从所述浆料中分离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.10.31 CA 2794356;2012.09.13 US 61/7006451.一种用于提取油的方法，所述方法包括以下步骤，a)产生蒸汽；b)将所述蒸汽注入到包含油的地层中；c)将水和油的混合物从所述地层中抽出；d)将产出水从水和油的所述混合物中分离；e)处理包含在加晶种蒸发器中的所述产出水以产生馏出物和泄料；f)使用所述馏出物以产生用于注入到所述地层中的额外的蒸汽；g)将溶剂与所述泄料混合；h)在步骤g）之后，将包含一种或多种盐的析出固体从所述泄料中分离；和i)将溶剂从具有所述泄料的混合物中回收并且将回收溶剂与额外的泄料混合。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述油是重油或沥青。3.根据权利要求1所述的方法，其中步骤a）、b）和c）是蒸汽辅助重力泄油（SAGD）或循环蒸汽吞吐（CSS）操作的一部分。4.根据权利要求2所述的方法，其中步骤a）、b）和c）是蒸汽辅助重力泄油（SAGD）或循环蒸汽吞吐（CSS）操作的一部分。5.根据权利要求1所述的方法，其中步骤e）包括用蒸发器处理所述产出水以产生蒸发器泄料，并且在结晶器中处理所述蒸发器泄料以产生所述泄料。6.根据权利要求2所述的方法，其中步骤e）包括用蒸发器处理所述产出水以产生蒸发器泄料，并且在结晶器中处理所述蒸发器泄料以产生所述泄料。7.根据权利要求3所述的方法，其中步骤e）包括用蒸发器处理所述产出水以产生蒸发器泄料，并且在结晶器中处理所述蒸发器泄料以产生所述泄料。8.根据权利要求4所述的方法，其中步骤e）包括用蒸发器处理所述产出水以产生蒸发器泄料，并且在结晶器中处理所述蒸发器泄料以产生所述泄料。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述溶剂包括DIPA。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述析出固体包括二氧化硅。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，所述方法包括在所述回收溶剂并且分离析出固体的步骤之后将所述泄料的剩余物从所述方法中移除的步骤。12.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，所述方法包括处理所述泄料的剩余物中的有机化合物并且将处理过的泄料返回到步骤e）中或在步骤e）上游的所述方法。13.一种用于处理具有水、一种或多种盐溶液和一种或多种有机化合物的混合物的方法，所述方法包括以下步骤，a)在蒸发器中处理所述混合物以产生浓缩物；b)在所述蒸发器中向所述浓缩物添加离子源，以形成加晶种浓缩物；b)将所述加晶种浓缩物与溶剂混合；c)将所述一种或多种盐和一种或多种有机化合物的沉淀从所述加晶种浓缩物中移除；和d)将至少一些所述溶剂从浓缩物和溶剂的混合物中回收。14.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括将回收溶剂与额外的浓缩物混合的步骤。15.根据权利要求13所述的方法，其中所述水包括产出水。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述产出水是在将蒸汽注入到含有重油的地层中之后提取自所述地层的。17.根据权利要求13所述的方法，其中所述浓缩物包括来自两个或更多个热处理装置的泄料，所述热处理装置包括所述蒸发器。18.根据权利要求14所述的方法，其中所述浓缩物包括来自两个或更多个热处理装置的泄料，所述热处理装置包括所述蒸发器。19.根据权利要求15所述的方法，其中所述浓缩物包括来自两个或更多个热处理装置的泄料，所述热处理装置包括所述蒸发器。20.根据权利要求16所述的方法，其中所述浓缩物包括来自两个或更多个热处理装置的泄料，所述热处理装置包括所述蒸发器。21.根据权利要求17所述的方法，其中所述两个或更多个热处理装置包括所述蒸发器和结晶器。22.根据权利要求18所述的方法，其中所述两个或更多个热处理装置包括所述蒸发器和结晶器。23.根据权利要求19所述的方法，其中所述两个或更多个热处理装置包括所述蒸发器和结晶器。24.根据权利要求20所述的方法，其中所述两个或更多个热处理装置包括所述蒸发器和结晶器。25.根据权利要求13所述的方法，所述方法进一步包括在步骤c）之后处理至少一些所述加晶种...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏激扬，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US