海上油田稠油热采提供锅炉补给水的海水淡化工艺系统技术方案

本发明专利技术公开了一种海上油田稠油热采提供锅炉补给水的海水淡化工艺系统，该系统包括依次连接的超滤单元、脱盐单元和热力除氧单元，其中，所述的超滤单元包括依次连接的海水提升泵、自清洗过滤器、板式换热器、管道混凝器和超滤膜，所述的超滤膜为陶瓷超滤膜；所述的脱盐单元包括依次连接的产水缓冲罐、反渗透供水泵、保安过滤器、三级反渗透单元、电渗析单元组成；所述的热力除氧单元包括板式换热器和除氧器。本发明专利技术通过陶瓷膜超滤、反渗透、EDI和低能耗深度脱氧工艺技术集成，开发工艺精简、装置紧凑、重量轻的补给水处理集成系统；降低废液排放量，减少膜设备损耗，大幅降低操作、运维工作强度，保证设备稳定达标运行。保证设备稳定达标运行。

【技术实现步骤摘要】
海上油田稠油热采提供锅炉补给水的海水淡化工艺系统


[0001]本专利技术属于海水淡化
，特别是涉及一种用于海上油区稠油热采提供锅炉补给水的海水淡化工艺系统。

技术介绍

[0002]我国海域蕴藏着丰富的油气资源，目前陆地油气产量呈现递减趋势，而国家的石油需求量稳步增长，海上油田产量的持续增长已经成为国家石油产量增长和产量接替的重要组成部分。渤海油田稠油资源具有储量规模大、油藏埋藏深、粘度范围广等特点。目前，渤海油田共发现48个稠油油田及油气构造，探明稠油地质储量占总探明石油地质储量的50.4％，而非常规稠油占稠油总储量的30.2％。对于非常规稠油油藏，国内外通过采用热采开发。在热采工艺中，提供蒸汽的高压锅炉对补给水水质要求极高，使用纯净的淡水有利于注汽锅炉长时间稳定运行。针对海上平台的特殊情况，综合考虑低成本、节能、稳定性、高效率、操作便利等因素，使用反渗透膜法对海上进行淡化处理，生产淡水作为热采注汽锅炉的补给水最为合适。但是，反渗透膜与来水水质要求很高，如果进入反渗透膜前的预处理工艺不能保证产水水质的稳定，就会造成反渗透膜使用寿命降低，膜材料频繁更换，导致增加大量的运营成本，更严重的会造成整套海水淡化系统的瘫痪。
[0003]超滤技术能够将初步处理的海水过滤至进反渗透系统所需水质要求，能够确保反渗透系统的稳定运行。超滤预处理系统一般使用有机膜材料，存在使用寿命短、抗冲击力弱，会出现有机膜的断丝情况，造成细菌、高浊度/SDI原水的穿透，增加后续反渗透膜清洗频率，还存在膜清洗要求高，膜性能恢复性较差等问题。
[0004]EDI(连续电除盐技术)与传统离子交换树脂相比具有能够连续运行，不需要化学试剂再生，无废液外排，操作简单、自动化程度高，占地面积小等特点。但是，该工艺整体系统比较脆弱，采用的膜易被杂质污染，且遇到高温或氧化性物质、高价金属离子时易降解，对入水水质要求比较高，需要水质波动较低。海水水质波动较大，目前常用的单级或二级反渗透处理盐的能力有限，反渗透产水的电导率和硅含量很可能超出EDI的进水指标，很可能会造成模块内部结垢，导致设备报废，影响海上平台的正常生产。
[0005]综上，海上油田泥沙含量大，水质波动大，现有海水淡化工艺存着在产水水质不稳定、结构复杂、工艺流程长、集成化程度低等问题，无法满足海上采油平台面积和空间有限的施工条件及锅炉补给水的水质要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题是解决膜法海水淡化技术在海上油田稠油热采注汽工艺中应用的两大技术难题：1、海水泥沙含量大，水质波动大，现有膜法水处理系统的处理工艺抗冲击能力差，无法实现产水水质长时间保持稳定；2、现有膜法海水淡化工艺技术结构复杂，工程庞大，集成化程度低等特点，无法满足海上采油平台面积和空间有限的技术要求，提供一种海上油田稠油热采提供锅炉补给水的海水淡化工艺系统。
[0007]本专利技术主要是通过下述技术方案得以解决：
[0008]一种海上油田稠油热采提供锅炉补给水的海水淡化工艺系统，包括依次连接的超滤单元、脱盐单元和热力除氧单元，
[0009]其中，所述的超滤单元包括依次连接的海水提升泵、自清洗过滤器、板式换热器、管道混凝器和超滤膜，所述的超滤膜为陶瓷超滤膜；
[0010]所述的脱盐单元包括依次连接的产水缓冲罐、反渗透供水泵、保安过滤器、三级反渗透单元、电渗析单元组成；其中三级反渗透单元包括一级反渗透、二级反渗透和三级反渗透，每级反渗透的前端设有反渗透增压泵，后端连接有反渗透缓冲罐；其中所述的二级反渗透的浓水出口与产水缓冲罐的进口连接，电渗析单元的浓水出口与二级反渗透后端设置的反渗透缓冲罐，从而进入三级反渗透进行脱盐处理；
[0011]所述的热力除氧单元包括板式换热器和除氧器；
[0012]所述的超滤单元的超滤膜与脱盐单元的产水缓冲罐相连，所述的脱盐单元的三级反渗透后端的反渗透缓冲罐与热力除氧单元的板式换热器连接；
[0013]所述的除氧器的产水出口与换热器的换热介质进口相连，以为海水提供换热升温。
[0014]在本专利技术海水淡化工艺系统中，所述的热力除氧单元优选还包括减压减温装置，所述减温减压装置的减压阀为多级迷宫结构减压阀。
[0015]在本专利技术海水淡化工艺系统中，优选，超滤单元中所述的换热器为全焊接板式换热器，内衬换热板为钛材质；除氧单元所述的板式换热器为全焊接板式换热器，内衬换热板为316L不锈钢材质。
[0016]在本专利技术海水淡化工艺系统中，优选，反渗透的膜元件为卷板式膜。
[0017]本专利技术还进一步提供了一种采用上述海水淡化工艺系统进行膜法海水淡化的方法，包括如下步骤：
[0018]1)海水通过海水提升泵进入自清洗过滤器过滤去除粒径较大的杂质后，进入换热器升温，使用除氧产水进行升温至25
‑
80℃，升温后加入混凝剂，随后进入超滤膜进行分离去除来水中的油脂、小粒径悬浮物，使产水浊度达到进入反渗透膜的要求；
[0019]2)超滤膜产水进入产水缓冲罐与还原剂混合，通过供水泵供水加入阻垢剂和非氧化性杀菌剂进入安保过滤器；之后通过反渗透增压泵进入一级反渗透，反渗透膜产水进入反渗透缓冲罐；之后通过反渗透增压泵进入二级反渗透，反渗透膜产水进入缓冲罐，浓水返回至产水缓冲泵；之后通过反渗透增压泵进入三级反渗透，反渗透膜产水进入反渗透缓冲罐，浓水进入一级反渗透后端的反渗透缓冲罐后再通过二级反渗透进行处理；之后通过电渗析单元的供水泵进入电渗析装置，浓水进入二级反渗透后端的反渗透缓冲罐后再通过三级反渗透进行处理，电渗析产水通过供水泵进入热力除氧单元；
[0020](3)电渗析产水进入除氧器与蒸汽混合除氧得到除氧产水，除氧产水通过过滤单元的换热器换热后作为锅炉补给水。
[0021]在本专利技术膜法海水淡化方法中，优选，步骤1)中所述的混凝剂为氯化铁、氯化铝、聚合氯化铝、氯化铝
‑
聚丙烯酰胺中的一种或多种。
[0022]在本专利技术膜法海水淡化方法中，优选，所述超滤膜的过滤方式为错流过滤，浓缩比为1
‑
10，根据进水水质进行调节。
[0023]在本专利技术膜法海水淡化方法中，优选，盐单元所述一级反渗透回收率为30
‑
50％，所产生浓水排放；
[0024]脱盐单元所述二级反渗透回收率为80
‑
90％，所产生浓水进入一级反渗透进行脱盐处理；
[0025]脱盐单元所述三级反渗透回收率为80
‑
90％，所产生浓水进入二级反渗透进行脱盐处理；
[0026]脱盐单元所述EDI回收率为90
‑
95％，所产生的浓水的70％进入三级反渗透进行脱盐处理，剩余30％排放。
[0027]在本专利技术膜法海水淡化方法中，优选，所述阻垢剂为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、羟基亚乙基二膦酸、三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸钠、聚丙烯酸钠、水解聚马来酸酰中的一种；所述非氧化性杀菌剂为双氯酚、二氧氰基甲烷、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种海上油田稠油热采提供锅炉补给水的海水淡化工艺系统，其特征在于，包括依次连接的超滤单元、脱盐单元和热力除氧单元，其中，所述的超滤单元包括依次连接的海水提升泵、自清洗过滤器、板式换热器、管道混凝器和超滤膜，所述的超滤膜为陶瓷超滤膜；所述的脱盐单元包括依次连接的产水缓冲罐、反渗透供水泵、保安过滤器、三级反渗透单元、电渗析单元组成；其中三级反渗透单元包括一级反渗透、二级反渗透和三级反渗透，每级反渗透的前端设有反渗透增压泵，后端连接有反渗透缓冲罐；其中所述的二级反渗透的浓水出口与产水缓冲罐的进口连接，电渗析单元的浓水出口与二级反渗透后端设置的反渗透缓冲罐，从而进入三级反渗透进行脱盐处理；所述的热力除氧单元包括板式换热器和除氧器；所述的超滤单元的超滤膜与脱盐单元的产水缓冲罐相连，所述的脱盐单元的三级反渗透后端的反渗透缓冲罐与热力除氧单元的板式换热器连接；所述的除氧器的产水出口与超滤单元的板式换热器的换热介质进口相连，为海水提供换热升温。2.根据权利要求1所述的海水淡化工艺系统，其特征在于，所述的热力除氧单元还包括减压减温装置，所述减温减压装置的减压阀为多级迷宫结构减压阀。3.根据权利要求1所述的海水淡化工艺系统，其特征在于，超滤单元中所述的板式换热器为全焊接板式换热器，内衬换热板为钛材质；除氧单元所述的板式换热器为全焊接板式换热器，内衬换热板为316L不锈钢材质。4.根据权利要求1所述的海水淡化工艺系统，其特征在于，反渗透的膜元件为卷板式膜。5.根据权利要求1所述的海水淡化工艺系统进行膜法海水淡化的方法，其特征在于，包括如下步骤：1)海水通过海水提升泵进入自清洗过滤器过滤去除粒径较大的杂质后，进入换热器升温，使用除氧产水进行升温至25
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80℃，升温后加入混凝剂，随后进入超滤膜进行分离去除来水中的油脂、小粒径悬浮物，使产水浊度达到进入反渗透膜的要求；2)超滤膜产水进入产水缓冲罐与还原剂混合，通过供水泵供水加入阻垢剂和非氧化性杀菌剂进入安保过滤器；...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈赞，刘宗园，李阳，于海斌，王林江，张树友，田莉，臧毅华，郑秋红，吴巍，佟建超，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，
类型：发明
国别省市：