海上平台生产水处理的工业侧线试验研究

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2021-0978

摘要/Abstract

摘要：

设计了组合纤维聚结（CFC）油水分离器、自适应微气浮旋流除油（AMFD）高效分离器2型油水分离设备，并在南海某平台进行了为期36 d的工业侧线试验，以验证新型油水分离技术针对海上平台生产水的处理效果。试验结果表明：CFC油水分离器设备入口平均含油341.03 mg/L，出口平均含油9.43 mg/L，平均分离效率97.2%，且可取消化学破乳剂的使用，除油效率高、设备体积小，可用于替代“水力旋流器+撇油罐”，具备向各类有生产处理需求的海上油田平台进行推广应用的价值；AMFD高效分离器与生产分离器串联，当流量小于5 m³/h时，进口平均含油364.4 mg/L，出口平均含油19.0 mg/L，平均分离效率94.4%，通过重力沉降法计算得出AMFD高效分离器和生产分离器出口水相油滴的中位粒径分别为13.0 μm和14.5 μm，即AMFD高效分离器对于分散油分离效果较好，可应用于油水快速粗分离。

关键词: 组合纤维聚结, 自适应微气浮旋流除油, 海上平台, 油水分离, 侧线试验

Abstract:

Two oil-water separation equipments containning combined fiber coalescer（CFC） oil-water separator equipment and adaptive mini-swirl flotation deoil（AMFD） high-efficiency separator were designed，and a 36-day industrial sideline test was carried out on a platform in the South China Sea to study the treatment effect of the new oil-water separation technology for the water produced by offshore platforms. The results showed that，CFC oil-water separator equipment had an average inlet oil content of 341.03 mg/L，an average outlet oil content of 9.43 mg/L，and an average separation efficiency of 97.2%，and the use of chemical demulsifiers could be eliminated. It could be used to replace “hydrocyclones+skimmers”，and had the value of being promoted and applied to various offshore oilfield platforms with production and processing needs because of its high production efficiency，small equipment size. AMFD high-efficiency separator was connected in series with the production separator. When the flow rate was less than 5 m³/h，the average inlet oil content was 364.4 mg/L，the average outlet oil content was 19.0 mg/L， and the average separation efficiency was 94.4%. Calculated by gravity sedimentation method，the median diameters of water-phase oil droplets at the outlet of AMFD high-efficiency separator and production separator were 13.0 μm and 14.5 μm，respectively，that was，AMFD high-efficiency separator had a good effect on the separation of dispersed oil，and could be used for rapid and coarse separation of oil and water.

Key words: combined fiber coalescer, adaptive mini-swirl flotation deoil, offshore platform, oil-water separation, sideline test

中图分类号:

X741

熊泰, 代品一, 孟全意, 郑文强, 侯旺, 杨强. 海上平台生产水处理的工业侧线试验研究[J]. 工业水处理, 2022, 42(7): 161-167.

Tai XIONG, Pinyi DAI, Quanyi MENG, Wenqiang ZHENG, Wang HOU, Qiang YANG. Industrial sideline test of production water treatment on the offshore platform[J]. Industrial Water Treatment, 2022, 42(7): 161-167.

https://www.iwt.cn/CN/Y2022/V42/I7/161

图/表 12

图1 CFC油水分离器装置示意

Fig. 1 Schematic diagram of CFC oil-water separator device

图2 纤维聚结分离原理

Fig. 2 Principle of fiber coalescence and separation

图3 CFC油水分离器侧线试验流程

Fig. 3 Sideline test process of CFC oil-water separator

图4 AMFD内件主管装置示意

Fig. 4 Schematic diagram of AMFD inner core tube device

图5 AMFD高效分离器侧线试验流程

Fig. 5 Sideline test process of AMFD high-efficiency separator

图6 CFC油水分离器进出口水相油含量

Fig. 6 Oil content in inlet and outlet water of CFC oil-water separator

图7 CFC油水分离器进出口、水旋出口及外排水油含量

Fig. 7 Oil content of inlet and outlet，hydrocyclone outlet and external water of CFC oil-water separator drainage

图8 生产水取样现场图

Fig. 8 Site drawing of production water sampling

图9 AMFD高效分离器进出口水相油含量

Fig. 9 Oil content in inlet and outlet water of AMFD high-efficiency separator

图10 AMFD高效分离器进出口、水旋出口、外排水水相油含量

Fig. 10 Oil content of inlet and outlet，hydrocyclone outlet，external drainage water of AMFD high-efficiency separator

表1 不同时间下水相油含量

Table 1 Oil content in water at different times

时间/min	油/（mg·L^-1）
时间/min	AMFD高效除油器入口	AMFD高效除油器出口
0	380	164
10	360	159
41	252	131
70	189	99
130	170	58
190	160	51

图11 AMFD进出口水相油滴粒径分布

Fig. 11 Oil droplet size distribution of AMFD inlet and outlet water phase

参考文献 12

1	白天依. 实施海洋强国战略必须加强海洋开发能力建设［J］. 中州学刊，2019（4）：85-90. doi:10.3969/j.issn.1003-0751.2019.04.015
	BAI Tianyi. Implementing the marine power strategy must enhance marine development capability［J］. Academic Journal of Zhongzhou，2019（4）：85-90. doi:10.3969/j.issn.1003-0751.2019.04.015
2	陈家庆，刘涛，王春升，等. 海上油气田采出水处理技术的现状与展望［J］. 石油机械，2021，49（7）：66-76.
	CHEN Jiaqing， LIU Tao， WANG Chunsheng，et al. Development status and prospect of produced water treatment technology for offshore oil & gas field［J］. China Petroleum Machinery，2021，49（7）：66-76.
3	田洋阳，崔之健，孙明龙，等. 高含水采出液T形管分离器的流场数值模拟［J］. 石油机械，2021，49（3）：132-138.
	TIAN Yangyang， CUI Zhijian， SUN Minglong，et al. Numerical simulation of flow field in T-junction separator of produced liquid with high water content［J］. China Petroleum Machinery，2021，49（3）：132-138.
4	王振伍，钟小侠. 生产水处理新工艺在海洋平台的应用［J］. 石油和化工设备，2015，18（4）：98-99. doi:10.3969/j.issn.1674-8980.2015.04.028
	WANG Zhenwu， ZHONG Xiaoxia. Application of new production water treatment technology in offshore platform［J］. Petro & Chemical Equipment，2015，18（4）：98-99. doi:10.3969/j.issn.1674-8980.2015.04.028
5	刘懿谦，孙盖南，杨强. 海上油气田平台新型生产水高效除油技术的应用研究［C］//2018中国环境科学学会科学技术年会论文集：第一卷. 安徽合肥：中国环境科学学会，2018：562-567.
	LIU Yiqian， SUN Gainan， YANG Qiang. Research on the application of new type of water-efficient oil removal technology at sea oil and gas field platforms［C］//Proceedings of 2018 CEST Annual Conference：Part I. Anhui Hefei：Chinese Society for Environmental Sciences，2018：562-567.
6	王亚儒，卢大雁，张金鹏，等. 高效自适应微气浮除油技术在海上重质油田生产水处理中的应用［J］. 石油天然气学报，2020，42（2）：99-106. doi:10.12677/jogt.2020.422021
	WANG Yaru， LU Dayan， ZHANG Jinpeng，et al. Application of highly efficient adaptive mini-swirl flotation deoil technology in produced water treatment of offshore heavy oil-field［J］. Journal of Oil and Gas Technology，2020，42（2）：99-106. doi:10.12677/jogt.2020.422021
7	杨强，许萧，卢浩，等. 一种适用于油水深度分离的Ω型纤维编织方法：CN103952852B［P］. 2015-12-09.
	YANG Qiang， XU Xiao， LU Hao，et al. An Ω-type fiber weaving method suitable for deep separation of oil and water：CN103952852B［P］. 2015-12-09.
8	杨强，王朝阳，卢浩，等. 一种适用于油水分离的X型纤维编织方法：CN103952853B［P］. 2015-08-26.
	YANG Qiang， WANG Chaoyang， LU Hao，et al. An X-type fiber weaving method suitable for oil-water separation：CN 103952853B［P］. 2015-08-26.
9	LU Hao， PAN Zhicheng， WANG Hualin，et al. Fiber coalescence treatment of oily wastewater：A new theory and application［J］. Journal of Hazardous Materials，2021，412：125188. doi:10.1016/j.jhazmat.2021.125188
10	王朝阳，杨强，许萧，等. 旋流脱气性能影响因素的CFD模拟［J］. 化工进展，2015，34（6）：1569-1575.
	WANG Chaoyang， YANG Qiang， XU Xiao，et al. CFD simulation of influence factors of degassing performance of hydrocyclone［J］. Chemical Industry and Engineering Progress，2015，34（6）：1569-1575.
11	刘森，杨强，卢浩，等. 重力沉降法测定水-柴油乳化液粒径分布［J］. 中国测试，2016，42（6）：50-53. doi:10.11857/j.issn.1674-5124.2016.06.012
	LIU Sen， YANG Qiang， LU Hao，et al. Determination of water-diesel emulsion particle size distribution by gravity sedimentation method［J］. China Measurement & Test，2016，42（6）：50-53. doi:10.11857/j.issn.1674-5124.2016.06.012
12	卢浩，刘懿谦，代品一，等. 油水强化分离技术［J］. 化工进展，2020，39（12）：4954-4962.
	LU Hao， LIU Yiqian， DAI Pinyi，et al. Process intensification technologies for oil-water separation［J］. Chemical Industry and Engineering Progress，2020，39（12）：4954-4962.

[1]	郭肖依, 张颖, 王永军, 刘学敏, 崔广振, 吴结丰. 高稳定性聚丙烯酸酯反相破乳剂的合成与应用[J]. 工业水处理, 2025, 45(2): 138-143.
[2]	汪威, 白旭, 褚晓丹, 赵翔, 马学良, 林纬, 龚程, 喻九阳. 气浮旋流中油滴与气泡的运动规律[J]. 工业水处理, 2025, 45(1): 115-122.
[3]	华剑, 胡家浩, 马忠杰, 李伟, 王林虎. Y型管式油水分离结构分离特性仿真分析[J]. 工业水处理, 2024, 44(5): 192-197.
[4]	潘亿勇, 张健. 浅层沉降技术强化立式气浮油水分离性能研究[J]. 工业水处理, 2023, 43(7): 185-193.
[5]	张立屹, 杨朝美, 曾广勇. 二维MXene材料在油水分离领域的研究进展[J]. 工业水处理, 2023, 43(5): 34-43.
[6]	姜维东,阎洪涛,徐文江,张树友,郑伟,陈赞. 海上稠油热采锅炉给水系统优化方法研究与应用[J]. 工业水处理, 2021, 41(7): 140-143.
[7]	朱海山. 海藻酸钠基碳气凝胶的染料吸附及油水分离研究[J]. 工业水处理, 2021, 41(5): 125-130.
[8]	周立坤,滕厚开,葛庆峰,陈子婧,胡斌,高鹏,陈爱民. 海上低渗油田采出液回注绿色工艺技术开发[J]. 工业水处理, 2021, 41(2): 108-112.
[9]	郭伟,滕厚开,谢陈鑫,郝兰锁. 梯级电化学强化油水分离技术的开发与应用[J]. 工业水处理, 2021, 41(10): 124-128.
[10]	任春燕, 谢陈鑫, 李旗, 秦微, 赵慧, 尤秋彦. 光-电耦合催化处理海上平台生活污水技术研究[J]. 工业水处理, 2019, 39(4): 83-85.
[11]	张海周,柳忠彬,孙兆略. 老化油真空薄膜脱水试验研究[J]. 工业水处理, 2019, 39(12): 93-96.
[12]	李志元, 王素芳, 徐慧, 滕厚开, 王滨, 曾璐明, 李支文. 稀释剂类型及其加量对油砂采出液分离效果的影响[J]. 工业水处理, 2018, 38(5): 92-93,104.
[13]	王国弘, 王贺昌, 王吉照, 马浴铭. 蓬莱19-3油田酸化返排液难处理原因探究[J]. 工业水处理, 2017, 37(11): 87-88.
[14]	黄彦锋, 李洪涛, 段敬尧, 李勇, 滕厚开, 秦微. MBR耦合ECO处理海上平台生活污水技术研究[J]. 工业水处理, 2016, 36(8): 28-31.
[15]	高鹏, 周义, 高磊. 渤海油田海上平台生活污水回注地层可行性研究[J]. 工业水处理, 2016, 36(12): 94-96.

选择文件类型/文献管理软件名称

选择包含的内容