櫴櫴毷櫴櫴毷第43卷第10期2014年10月应用化工AppliedChemicalIndustryVol．43No．10Oct．2014櫴櫴櫴櫴櫴櫴毷应用技术海上S油田含聚油泥超声波洗脱除油实验研究苏延辉1，王秀平1，刘敏1，王永军1，高波1，高迎新2(1．中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津300452;2．中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室，北京100085)摘要:针对海上S油田含聚油泥，研究超声波洗脱除油技术的可行性，开展超声功率、频率、作用时间、温度、辅助药剂等因素对含聚油泥脱油率的影响实验。结果表明，在超声功率300W，频率25kHz，温度45℃，0．5%投加量的十二烷基苯硫酸钠，作用时间60min等优化条件下，超声洗脱除油率仅为20%左右，超声洗脱技术效率低，经济效益较低，该技术针对海上S油田含聚油泥处理适用性较差。关键词:含聚油泥;超声波;除油中图分类号:TQ319;TQ09;TE992．3文献标识码:B文章编号:1671－3206(2014)10－1928－02ExperimentalresearchoncrudeoilremovalfromoilysludgecontainingpolymerofoffshoreSoilfieldbyultrasonicSUYan-hui1，WANGXiu-ping1，LIUMin1，WANGYong-jun1，GAOBo1，GAOYing-xin2(1．CNOOCEnerTech-Drilling＆ProductionCo，Tianjin300452，China;2．StateKeyLaboratoryofEnvironmentalAquaticChemistry，ＲesearchCenterforEcoEnvironmentalSciences，ChineseAcademyofSciences，Beijing100085，China)Abstract:ThefeasibilityofcrudeoilremovalfromoilsludgecontainingpolymerofoffshoreSoilfieldbyultrasonictreatmentwasstudied．Theinfluencesoftheultrasonicpowerandfrequency，experimenttimeandtemperature，assistantdetergentwereinvestigated．Theresultsindicatedthatthedeoilingrateforoilsludgecontainingpolymerwasonlyabout20%withultrasonicmethodat300W，25kHz，0．5%sodiumdodecylsulfate，45℃for60min．ForoilsludgecontainingpolymerfromoffshoreSoilfield，itisinappli-cabilityfortechnologyinfeasibleandeconomydisadvantageous．Keywords:oilysludgecontainingpolymer;ultrasound;oilremoval海上S油田自2003年始采用注聚提高采收率技术，后经不断扩大井组，目前已形成规模化注聚，增油效果显著［1-2］。注入聚合物在采油井中有不同程度返出，造成油水处理难度增大，絮凝剂等化学药剂用量增加，造成在污水处理流程斜板除油器、气浮选器等设备中生成流动性较差的含聚油泥，影响设备处理效果及流程稳定性，并造成大量原油的浪费。超声波的空化作用、声流、微射流及超声自生振动引起的机械搅拌作用，可以降低含油污泥中污油黏度，减少污油对固体的粘附作用，有效加速固体表面的油污剥离。同时超声波还具有处理时间短、能耗低、操作简单等优点。王新强［3］、杨继生［4］、朱宏武［5］等分别针对含油污泥、油泥砂、油砂开展超声处理除油相关研究，在适宜的超声频率和功率、作用时间和温度的条件下，污油泥除油率均达90%以上，经济效益可观。针对海上S油田含聚油泥，超声波洗脱技术是否可行，目前没有相关研究。本文以海上S油田平台含聚油泥为研究对象，利用超声波洗脱除油技术思路和方法，分别进行超声功率、频率、作用时间、温度、辅助药剂等因素对含聚油泥除油效果的影响实验，对于超声波洗脱含聚油泥可行性进行探索，为海上S油田含聚油泥的处理工艺提供参考。收稿日期:2014-06-06修改稿日期:2014-06-17基金项目:国家科技重大专项课题(2011ZX0)作者简介:苏延辉(1982－)，男，河南西平人，中海油能源发展股份有限公司工程师，博士，从事储层保护、油田化学技术研究与应用工作。电话:***－******31，E－mail:．cn第10期苏延辉等:海上S油田含聚油泥超声波洗脱除油实验研究19291实验部分1．1材料与仪器十二烷基硫酸钠、石油磺酸钠均为工业品;正己烷，光谱纯;含聚油泥样品，为平台污水处理系统气浮选器顶部油泥，呈胶凝状，流动性差。样品分析参考文献方法［6］，结果表明，含聚油泥样品含水率为35．5%，含油率为15．8%，含有机聚合物46．8%，无机固体机杂含量为1．8%。KQ100DB超声波清洗器;InfraCalCH型水中含油分析仪。1．2实验方法1．2．1超声功率、频率、温度对含聚油泥除油效果 的影响 ( 1 ) 称取一定量的含聚油泥加入反应器 中，同时按油泥 ∶ 水为 1 ∶ 1 ( 质量比) 加入清水，选择 频率 25 kHz，功率分别为 100，200，300 W，进行超声 清洗并定时取样测定含聚油泥的脱油率。 ( 2) 称取一定量的含聚油泥加入反应器中，同 时按油泥 ∶ 水为 1 ∶ 1 ( 质量比) 加入清水，选择功率 300 W，频率分别为 25，50，100 kHz，进行超声清洗 并定时取样测定含聚油泥的脱油率。 ( 3) 称取一定量的含聚油泥加入反应器中，同 时按油泥 ∶ 水为 1 ∶ 1 ( 质量比) 加入清水，选择功率 300 W，频率为 25 kHz，初始温度分别设定为 25，35， 45 ℃ ，进行超声清洗并定时取样测定含聚油泥的脱 油率。 1． 2． 2 辅助药剂对含聚油泥超声除油效果的影响 称取一定量的含聚油泥加入反应器中，同时按油 泥 ∶ 水为 1 ∶ 1( 质量比) 加入清水，选择功率 300 W， 频率为 25 kHz，初始温度设定为 45 ℃ ，分 别加入 0． 05% ，0． 1% ，0． 3% ，0． 5% 投加量的辅助药剂石油 磺酸钠和十二烷基硫酸钠，进行超声清洗 60 min，取 样测定含聚油泥的脱油率。 2 结果与讨论 2 ． 1 超声功率、频率、温度的影响 图 1 为超声功率对含聚油泥脱油效果的影响。 图 1 超声功率对含聚油泥脱油效果的影响 Fig ． 1 Influence of the ultrasonic power on the deoiling ratio 由图 1 可知，在固定超声频率为 25 kHz 情况 下，随着超声功率的增加，含聚油泥的脱油效果也明 显增加，主要由于功率的增加提高超声波的声场强 度和空化效果，但相对于常规的油泥砂或罐底油泥， 含 聚油泥洗脱效果较低，主要与含聚油泥中弱亲水 性 的疏水缔合聚合物与石油类物质具有较强的吸附 能 力有关。 图 2 为超声频率对含聚油泥脱油效果的影响。 图 2 不同超声频率对含聚油泥脱油效果的影响 Fig ． 2 Influence of the ultrasonic frequency on the deoiling ratio 由图 2 可知，在固定超声功率 300 W 不变情况 下，频率的增加并没有提高脱油效果，低 频 ( 20 ～ 30 kHz) 时具有低的空化阈和高的空化强度，比较中 高频的密集的、低能量的气泡，低频超声将产生尺寸 更大、能量较高的空化气泡。 表 1 为温度对含聚油泥脱油效果的影响实验结 果。 表 1 温度对含聚油泥脱油效果的影响 Table 1 Influence of temperature on the deoiling ratio 温度 / ℃ 脱油率 / % 25 13． 75 35 15． 63 45 16 ． 88 由 表 1 可 知，在 超 声 功 率 为 300 W，频 率 为 25 kHz 情况下，随着温度升高，含聚油泥脱油效率 增 加，温度的提高有助于原油黏度的下降，增大油水 接 触面积，最终提高油泥的脱油效率。 2 ． 2 辅助药剂的影响 含聚油泥主要源于返出聚合物与絮凝剂等药剂 反应或发生交联，形成凝胶过程中吸附大量原油造 成的，胶结强度大且流动性差，因此需要通过添加辅 助化学药剂，改善含聚油泥在水中的分散性，提高其 在水中溶解性及流动性，最终增加脱油效率。 为了进一步评估超声洗脱除油效果，本实验选 取了常用的表面活性剂，在相同条件下油泥中投加 不同浓度的辅助药剂，考察不同药剂及投加量对超 声清洗效果的影响，实验结果见表 2。 ( 下转第 1934 页) 1934 应用化工 第 43 卷 子与 H 2 O 2 形成 Fenton 体系; 当 pH 大于 FeOOH 的 零点荷点时，FeOOH 表面带负电，碱性品红因静电 力被 FeOOH 吸附，吸附的碱性品红再与 H 2 O 2 分解 生成的·HO 发生反应降解。 参考文献: ［1］ Montserrat Péreza，Francesc Torradesa，Xavier Domène- chb，et al ． Fenton and photo-Fenton oxidation of textile effluents［J］． Water Ｒesearch，2002，36 ( 11 ) : 2703- 2710． ［2］ 林辛． 非均相 Fenton 催化剂降解印染废水的技术研究 ［D］． 黑龙江: 黑龙江大学，2010． ［3］ Joonseon Jeong，J eyong Yoon． Deco lorization of dye with i- ron oxide catalysed decomposition of hydrogen peroxide ［J］． Journal of Water and Environment Technology， 2003，1( 1) : 31-36． ［4］ 朱佳裔，沈吉敏，陈忠林，等． FeOOH / H 2 O 2 体系去除水