Соответствие условиям эксплуатации
Сначала определите тип масла и устойчивость эмульсии
Сточные воды, содержащие нефтепродукты, не представляют собой однородную среду. Свободная нефть, дисперсная нефть, эмульсии и органические вещества, растворённые в воде, требуют различных методов обработки. Трубчатые мембраны в первую очередь предназначены для удаления капель нефти, коллоидов и взвешенных частиц, соответствующих их порогу удержания
Подходит для предварительной оценки.
Требуется дополнительное подтверждение.
- Классификация фракций, размеры капель, методы отбора проб и анализа свободной нефти, дисперсной нефти, эмульсий и растворённых органических веществ
- Поверхностно-активные вещества, демульгаторы, растворители, полимеры, микроорганизмы и прочие факторы, способствующие стабилизации эмульсий
- Колебания расхода, температуры, pH, солёности, вязкости, COD, SS и содержания нефтепродуктов
- Повторное закачивание в пласт, повторное использование, сброс в окружающую среду или цели следующих стадий с применением мембран; а также направления для отвода концентрата, плавающего осадка и нефтесодержащего шлама
- Форма нахождения нефти
- Состав фракций, размеры частиц и факторы стабилизации свободных, диспергированных, эмульгированных и растворенных компонентов
- Характеристики исходного потока
- Расход или производительность исходного потока, температура, pH, соленость, вязкость, COD, SS, полимеры и растворители
- Требуемый конечный результат очистки
- Повторное закачивание в пласт, повторное использование в технологической схеме, защита элементов NF/RO, доочистка или согласованный с проектом способ сброса
- Границы направления концентрата
- Плавающий осадок, концентрат мембранной очистки, нефтесодержащий шлам, фильтрат после обезвоживания и пути их возврата в цикл
Технологическая схема
Предварительное удаление масла, трубчатая мембрана и следующая стадия
Гравитационное разделение, коалесценцию, флотацию, демульгирование, мембрану и последующие стадии выбирают по форме нефтепродуктов, составу воды и цели обработки. Одного общего содержания масла недостаточно
Показать текстовое описание технологической схемы
- 01 – Раздельный сбор и усреднение состава потоков – Отделяйте партии с высоким содержанием масла, растворителей или аномальным составом. Стабилизируйте расход, температуру, концентрацию масла, солёность и SS перед следующими стадиями.
- 02 – При необходимости удалять свободную нефть на предшествующих стадиях – В зависимости от размера капель и устойчивости эмульсии применяйте гравитационное разделение, коалесценцию, предварительную фильтрацию, демульгирование или напорную флотацию. Сначала удаляйте свободное масло и крупные частицы.
- 03 – Поперечно-поточное разделение с использованием PEK трубчатой мембраны – Трубчатая мембрана удерживает эмульгированные капли масла, коллоиды и взвешенные частицы в пределах своей селективности. Затем пермеат и концентрат поступают на свои последующие стадии обработки
- 04 – Направлять пермеат к конечной точке проекта – Направляйте пермеат на биологическую очистку, адсорбцию, окисление, NF/RO, обессоливание или иные стадии доочистки в зависимости от целей повторного использования, реинжекции или сброса; при этом пермеат не всегда является окончательным продуктом обработки
- 05 – Закройте контур для отвода концентрата и нефтешлама – Направляйте мембранный концентрат, флотошлам и нефтешлам на усреднение, обезвоживание, извлечение компонента или безопасную утилизацию. Проверьте возможность повторного использования фильтрата и общую производительность установки с помощью материального баланса.
Основной инженерный принцип:На предшествующих ступенях преимущественно удаляются крупные капли и всплывающая нефть; трубчатая мембрана обеспечивает более тонкую сепарацию нефтяных капель и твердых частиц; для полностью растворенных органических веществ требуется отдельная последующая обработка. Эти три функции не следует сводить к единому показателю эффективности очистки от нефти.
Задачи по обработке и разделению нефти
Разделяйте этапы удержания нефтяных капель и очистки от растворенных органических веществ
Пригодность трубчатой мембраны зависит не только от количества нефти, но и от её физической формы, стабильности капель, влияния поверхностно-активных веществ на поверхность мембраны и требуемого назначения пермеата.
- Свободная нефть
- Крупные нерастворимые капли нефти обычно удаляют на начальном этапе методами гравитационного разделения, коалесценции или флотации, чтобы снизить нагрузку на мембрану и объём образующегося нефтяного осадка.
- Диспергированная и эмульгированная нефть
- Если размер частиц нефти, коллоидов и твердых частиц соответствует пределам удержания трубчатой мембраны PEK, следует рассмотреть возможность ее применения по схеме поперечного потока, предварительно проведя демульгирование или подготовку исходного потока.
- Растворенные органические вещества
- Углеводороды и мелкие органические молекулы, действительно растворенные в воде, могут проходить через ультрафильтрацию; для их удаления требуется адсорбция, окисление, биологическая обработка, использование систем NF/RO или иные методы доочистки в зависимости от поставленной задачи.
- Мембранное загрязнение и очистка
- Состав поверхностно-активных веществ, полимеров, растворителей, а также параметры вязкости, температуры и солености влияют на стабильность эмульсий и поведение мембраны. При выборе режима мойки необходимо учитывать как химическую совместимость материалов, так и условия эксплуатации.
В случае эмульсий неизвестного состава, высоковязких исходных потоков с большим содержанием растворителей или сильно стабилизированных систем следует сначала провести оценку образцов и лабораторные испытания, чтобы определить совместимость, удерживаемые компоненты, удельный поток и восстановление после мойки перед переходом к промышленному масштабу.
Инженерные ограничения
Разделяйте данные брошюр, проектов и гарантии
Обезличенные данные проектов помогают оценить целесообразность технического анализа. Однако они не заменяют анализ состава нефти, выбор предварительной обработки, расчет необходимой площади мембраны и условия гарантий для нового проекта. Значения удельного потока и качества пермеата, полученные в рамках одного проекта, не следует напрямую переносить на другие эмульсионные системы.
Опубликованные справочные данные по исходной и очищенной воде
Сравнение показателей качества исходной и очищенной воды
Шесть значений ниже взяты из опубликованной брошюры по удалению масел и нефтепродуктов. Они относятся к исходной и очищенной воде всей применимой технологической схемы, а не к отдельной мембранной ступени, и не задают гарантии для нового проекта.
- Содержание нефтимг/л
- Справочные данные по исходной воде<1000 →
- Выход<5
- Удаление по брошюре99.5%
- Взвешенные твердые частицымг/л
- Справочные данные по исходной воде<1000 →
- Выход<1
- Удаление по брошюре99.9%
- Средний размер частицμm
- Справочные данные по исходной воде<20 →
- Выход<1
- Удаление по брошюре—
- Сульфатредуцирующие бактерииклеток на мл
- Справочные данные по исходной воде<1000 →
- Выход<10
- Удаление по брошюре99%
- Сапрофитные бактерииклеток на мл
- Справочные данные по исходной воде<10000 →
- Выход<100
- Удаление по брошюре99%
- Железобактерииклеток на мл
- Справочные данные по исходной воде<10000 →
- Выход<100
- Удаление по брошюре99%
Степени удаления приведены по исходной брошюре и не пересчитываются здесь по предельным значениям, отмеченным знаком «<». Для официального проекта необходимо определить границы решения, точки отбора проб исходной и очищенной воды, методы анализа, предшествующую флотацию или подготовку, период стабильной эксплуатации и гарантийные условия.
Как использовать данные при проектировании
| Инженерный элемент | Текущие публичные данные по реализованным проектам | Подтверждение параметров для проекта |
|---|---|---|
| Форма нахождения нефти | Публичные данные по реализованному проекту охватывают свободные, эмульгированные, диспергированные и взвешенные нефтепродукты | Необходимо отдельно анализировать метод отбора проб, размер капель, стабильность, наличие поверхностно-активных веществ и растворенные компоненты, а не полагаться лишь на общий объём нефтепродуктов |
| Удельный поток через мембрану в рамках проекта | Публичные данные по реализованному проекту здесь охватывают диапазон от 70 до 150 LMH | Информация применима только к указанным проектам; для новых проектов требуется подтверждение на основе испытаний на наличие нефтяных капель, твердых частиц, полимеров, вязкости, температуры, циркуляции и очистки |
| Общий выход воды и водный баланс системы | Никаких универсальных гарантий не предусмотрено | На показатели влияют сбросы из флотационных установок, коэффициент мембранного концентрирования, обезвоживание нефтешламов, возврат фильтрата, сброс CIP и общий материальный баланс на предприятии |
| Очистка и совместимость | Трубчатые мембраны PEK подвергаются оценке на предмет применения в условиях наличия маслянистых компонентов и сильного мембранного загрязнения | Совместимость с моющими средствами, растворителями, поверхностно-активными веществами, материалом pH, температурными режимами, способами консервации в нерабочем состоянии требует поэлементной проверки |
В официальной технической документации необходимо указать характеристики исходной воды, параметры потока перед мембраной после предварительной обработки, методы анализа нефтепродуктов, расчетные и гарантийные показатели, удельный поток через мембрану, степень извлечения компонента, условия очистки, предельные значения пермеата, границы допустимого содержания маслянистого концентрата и перечень исключений
Выбор технологической схемы
Форма масла, примеси и цель обработки определяют схему
Попутно добываемая вода, жидкость после гидроразрыва пласта и эмульсии металлообработки содержат масла и нефтепродукты, однако различаются механизмами стабилизации, ценностью концентрата и задачами последующих процессов. Три приведенные ниже схемы можно сочетать, но нельзя считать взаимозаменяемыми.
Флотация / предварительное удаление масла + трубчатые мембраны PEK
- Характеристики пригодной исходной воды
- При этом свободное масло поддается контролю, а эмульсионные капли, коллоидные частицы и взвешенные вещества сохраняются в изменяющихся условиях водного потока
- Основная функция
- Предшествующие стадии снижают содержание крупных частиц в исходной воде; трубчатая мембрана PEK обеспечивает непрерывную тонкую сепарацию с поперечным потоком.
- Взаимодействие со следующими стадиями
- Пермеат направляется на повторное закачивание, повторное использование, последующую мембранную обработку или доочистку по проектным требованиям.
Высокосолёная нефтепромысловая вода: обессоливание и повторное использование
- Характеристики пригодной исходной воды
- Попутно добываемая вода или возвратный поток также содержат повышенное количество солей, полимеров, жесткости, кремнезема и растворенных веществ COD.
- Основная функция
- Блоки удаления нефти и осветления защищают мембраны NF и RO, устройства для умягчения, концентрирования и прочие элементы системы повторного использования или ZLD.
- Основания для принятия решений
- Необходимо совместно оценить общую соленость, ионы, вызывающие отложения, растворенные органические вещества, конечную концентрацию концентрата и общий уровень извлечения на всем предприятии.
Стабильные эмульсии и жидкости, содержащие растворители
- Характеристики пригодной исходной воды
- Обрабатывающие эмульсии, моющие и обезжиривающие растворы, исходные потоки с высоким содержанием ПАВ или высокой вязкостью, а также смеси неизвестного состава
- Основная функция
- Предварительно следует определить необходимость демульгирования, совместимость с трубчатой мембраной, типы удерживаемых компонентов, возможность восстановления после мойки и направление концентрата
- Основания для принятия решений
- При необходимости следует использовать результаты испытаний образца и пилотных испытаний для определения рабочего диапазона перед выбором технологической схемы для извлечения компонентов или очистки сточных вод
Ознакомьтесь с возможностями проведения испытаний образца и пилотной проверки
Если в маслосодержащих сточных водах присутствует высокий уровень SS, жесткости, кремнезема, тяжелых металлов, высокий уровень COD или требуется биологическая обработка, следует подбирать стадии в зависимости от вида загрязнений, а не возлагать все задачи очистки на один участок с трубчатой мембраной
Область применения решения
Отдельно согласуйте предобработку, мембранный контур, качество пермеата и обращение со шламом
Данный материал предназначен для предварительной оценки и детального проектирования. Однако это не означает, что в каждом проекте обязательно предусматриваются системы флотации, демульгирующие реагенты, строительные работы, обессоливание, биологическая очистка, обезвоживание осадка, а также ответственность за сброс или повторное использование сточных вод на всем предприятии.
Основной блок удаления нефтепродуктов и мембранная секция
- Проектирование узлов усреднения, предшествующих ступеней удаления нефти и параметров исходного потока для мембран.
- Трубчатые мембранные модули PEK, рама, подающий и циркуляционные насосы.
- Контроль пермеата, концентрата, CIP, давления, расхода, температуры и уровня
Дополнительный объём инженерных работ
- Системы разделения нефти, коалесценции, демульгирования, флотации с растворенным воздухом, предварительной фильтрации и подготовки реагентов.
- Интерфейсы для концентрирования и обезвоживания нефтесодержащего осадка, возврата фильтрата, извлечения нефтяной фазы и ее хранения.
- Биологическая очистка, адсорбция, окисление, установки NF/RO, умягчение, обессоливание или блоки ZLD.
Интерфейсы заказчика и EPC
- Раздельный сбор, резервуары, здания, площадочные трубопроводы и инженерные сети.
- Анализ исходного потока и пермеата, поставка химикатов, классификация осадка и определение его конечного назначения
- Условия монтажа и ввода в эксплуатацию, общезаводские блокировки, требования к повторному закачиванию или повторному использованию, а также местные нормативные требования
Окончательный объём работ, распределение обязанностей по предварительной обработке, гарантии на эффективность трубчатых мембран, параметры пермеата, границы применения в условиях наличия нефтяного осадка, зоны ответственности проектировщиков и условия взаимодействия определяются согласованными техническими и коммерческими документами
Варианты применения технологической схемы
Выбирайте применение по типу масла, устойчивости эмульсии и цели обработки
Перечисленные применения можно предварительно оценить, но предобработку, поток через мембрану, мойку, качество пермеата, извлечение масла и обращение со шламом определяют отдельно.
Попутно добываемая вода на нефтяных месторождениях
Проанализируйте высокую солёность, наличие эмульгированной нефти, полимеров и микроорганизмов, а также цели повторного закачивания или технологического использования; при необходимости рассмотреть гравитационное разделение, флотацию, трубчатые мембраны и методы обессоливания
Жидкость, возвращаемая после гидроразрыва пласта
При наличии нефтепродуктов, взвешенных частиц, высокой солености, жесткости, добавок и изменчивости состава исходной воды необходимо сначала определить способы разделения потоков, методы осветления для удаления нефти, а также целевое назначение следующих стадий — повторное использование или дополнительная обработка.
Сточные воды нефтеперерабатывающих предприятий и резервуаров.
При проектировании технологической схемы следует учитывать тип нефти, долю свободной и эмульгированной нефти, содержание сульфидов, а также показатель COD. Необходимо предусмотреть предварительное удаление нефти, мембранной сепарации, биологической обработки и доочистки.
Эмульсии, образующиеся при обработке металлов.
Следует проанализировать состав смазочных масел, эмульгаторов, металлической пыли, вязкость и возможность извлечения ценных компонентов. Для сложных составов рекомендуется провести испытания образца.
Сточные воды от процессов обезжиривания и мойки с примесью нефтепродуктов.
Необходимо оценить содержание поверхностно-активных веществ, растворителей, щелочности и изменчивость состава в различных партиях. Следует определить, является ли целью сокращение сброса сточных вод, извлечение нефтяной фазы или защита последующих ступеней биологической обработки.
Сточные воды пищевой промышленности с примесью нефтепродуктов.
Для потоков с растительными или животными маслами, жирами, белками и высоким COD трубчатые мембраны можно оценивать для отделения капель масла и твердых частиц. Биологическая обработка и схема обращения с осадком при этом проектируются отдельно.
ПРОЕКТНЫЕ ДАННЫЕ
Проектные примеры для оценки разных схем и масштабов
Имена заказчиков не раскрываются. Параметры предварительной обработки, исходной и очищенной воды, а также характеристики удельного потока через мембрану применяются только к указанным проектам и не могут служить основанием для определения проектных параметров, гарантий или условий обработки для других систем с маслами.
Возврат жидкости после гидроразрыва пласта · Публичные данные по реализованному проекту
200 m³/d: осветление нефтепромысловых вод
- Процесс
- Флотация с растворенным воздухом в сочетании с трубчатой мембраной PEK
- Исходное маслосодержащее сырье
- 10–50 mg/L
- Пермеат нефти
- ≤1 mg/L; данные относятся только к этому проекту
- Референтный уровень удельного потока
- 70–100 LMH; введено в эксплуатацию в 2024
Попутно добываемая вода после применения полимерного заводнения · открытые данные реализованного проекта
1 200 m³/d: удаление масла и возврат воды в процесс
- Процесс
- Флотация с растворенным воздухом в сочетании с трубчатой мембраной PEK
- Исходное маслосодержащее сырье
- 10–50 mg/L
- Пермеат нефти
- <1 mg/L; применялось для приготовления жидкости для гидроразрыва пласта в рамках данного проекта
- Референтный уровень удельного потока
- 70–80 LMH; введено в эксплуатацию в 2023
Попутно добываемая вода после применения полимерного заводнения · открытые данные реализованного проекта
10 000 m³/d: доочистка воды на месторождении Daqing
- Процесс
- Разделение нефти и воды, после чего следует технологическая схема с использованием трубчатой мембраны и нанофильтрации для обессоливания
- Исходное маслосодержащее сырье
- 50–100 mg/L
- Пермеат нефти
- ≤5 mg/L; данные применимы исключительно к данному проекту
- Референтный уровень удельного потока
- 100–150 LMH; введено в эксплуатацию в 2011
Приведены только открытые обезличенные проектные сведения. Изображения без отдельной подписи показывают соответствующие системы и не подтверждают принадлежность к конкретному проекту; количественные показатели относятся только к указанным записям.
Ресурсы
Материалы для подбора оборудования и дальнейшие шаги
Выход продуктаОписание технических характеристик трубчатой мембраны PEK
Открытый материалБрошюра о трубчатых мембранах
Подготовка проектаАнкета для оценки проекта
Связанные решенияТехнологическое решение для удаления взвешенных частиц
Последующие стадииПовторное использование промышленных сточных вод и ZLD
ВОПРОСЫ ПО ХАРАКТЕРИСТИКАМ
Частые вопросы по удалению масел
Может ли трубчатая мембрана PEK эффективно удалять любые формы нефтепродуктов?
Нет. Трубчатая мембрана удерживает в основном капли нефти, коллоиды и взвешенные частицы, соответствующие её техническим характеристикам. Более крупные нерастворенные фракции нефти обычно удаляются на предшествующих ступенях методами гравитационного разделения, коалесценции или флотации. Действительно растворенные органические вещества могут проходить через ультрафильтрацию, поэтому для их удаления требуется дополнительная доочистка.
Чем различаются свободная нефть, диспергированная нефть, эмульгированная нефть и растворенные органические вещества?
Они различаются по размеру частиц, механизму стабилизации и степени разделимости. Свободная нефть легко всплывает; диспергированная нефть представлена мелкими каплями; эмульгированная нефть стабилизируется поверхностно-активными веществами или аналогичными агентами; растворенные органические вещества находятся в молекулярном состоянии. При выборе метода разделения необходимо учитывать метод анализа и размер частиц, а не только общее содержание масла.
Можно ли отказаться от этапов разделения нефти, коалесценции или флотации после установки трубчатых мембран?
Не всегда. Удаление крупных частиц на предшествующих ступенях обычно экономически выгоднее и снижает нагрузку на мембрану. Упрощение технологической схемы допустимо лишь при низком содержании свободной нефти, стабильных параметрах воды и размере частиц, а также при подтверждённой на испытаниях эффективности прямого мембранного разделения.
Являются ли значения менее 1 000 mg/L на входе и менее 5 mg/L на выходе гарантией для нового проекта?
Нет. Это лишь ориентировочные данные из публикаций, а значение ниже уровня 5 mg/L применимо исключительно к конкретным проектам. Для получения официальной гарантии необходимо четко определить условия отбора проб исходной воды, тип нефти, метод анализа, степень предварительной обработки, режим эксплуатации и конечные параметры пермеата.
Как обращаются с мембранным концентратом и нефтесодержащим шламом?
Выбор метода извлечения, концентрирования и обезвоживания либо способа утилизации зависит от содержания нефти, твердых частиц, химических компонентов, степени опасности и местных нормативов. Общая система извлечения должна предусматривать удаление флотационного шлама, обезвоживание нефтесодержащего шлама, рециркуляцию фильтрата, сброс концентрата с мембран и утилизацию отходов CIP.
Какие данные требуются для предварительной оценки?
Укажите расход и режим работы, общее количество нефти и ее форму, размер частиц или характеристики эмульсии, а также SS, COD, pH. Важно также указать температуру, соленость, вязкость, наличие полимеров, ПАВ, растворителей, текущую технологическую схему, целевое назначение, способ утилизации шлама и условия очистки. Для сложных исходных потоков требуется предоставить образцы.
Оценка проектов по удалению нефти
Передайте форму нефти и требуемый результат
Пришлите полный анализ воды и нефти, сведения о существующих методах разделения нефти и флотации, а также целевое назначение. Инженерная группа проведет анализ предварительной обработки, параметров трубчатых мембран, необходимости испытаний образцов и взаимосвязи с процессами повторного закачивания, повторного использования, NF/RO и доочистки.
Предоставленная информация используется исключительно для первичной оценки. Окончательные параметры предварительной обработки, характеристики мембран, их площадь, удельный поток, выход пермеата, условия очистки, способ обработки нефтесодержащего шлама, объём работ и гарантии определяются в официальной технической документации.