在華東理工大學,有一支專注海洋油氣開采過程中生產(chǎn)水處理技術(shù)及裝備的團隊。他們有著同樣樸素的愿望,那就是用自主研發(fā)的創(chuàng)新技術(shù),助力海洋油氣行業(yè)綠色發(fā)展。從2008年開始實驗室技術(shù)研發(fā),到2014年登上海上平臺進行水質(zhì)調(diào)研,再到2022年前往“深海一號"考察,團隊自主研發(fā)綠色環(huán)保生產(chǎn)水處理技術(shù)裝備,用實際行動守護藍色海疆。
讓“水中撈油"更che底
海洋石油開采過程是一個“水中撈油"的過程,海上油氣田井下采出的是高溫高壓的油、水、氣三相混合物,在開采過程中形成高乳化態(tài)油水氣混合物,在平臺經(jīng)換熱冷凝相變后,油水乳化程度還會進一步加劇。在油水兩相分離不che底時,會造成生產(chǎn)水油含量嚴重超標,持續(xù)排放或回注將對海洋生態(tài)及地層地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生難以逆轉(zhuǎn)的惡劣影響。
但是,在崖城13-1氣田平臺附近,卻常常能看到水清海藍魚兒成群結(jié)隊的場景。那么,這里的排海生產(chǎn)水中的油是怎么“撈"干凈的呢?
原來,這種讓原本渾濁的含油污水,變得清澈透明可直接排海的“神奇"水處理技術(shù),就是由華東理工大學楊強教授團隊ling銜研發(fā)的短流程綠色分離變革性工藝。
該技術(shù)以“多形態(tài)油類污染物協(xié)同分離"模塊化裝備為水處理系統(tǒng)核心,突破了當前主流化學破乳方法及“三段式"工藝模式,從源頭上實現(xiàn)了綠色環(huán)保生產(chǎn),處理后生產(chǎn)水中油含量這一關(guān)鍵指標優(yōu)于國內(nèi)、國際相關(guān)標準。
打造水處理新模式
含油污水中不僅攜帶有原油,還含有許多雜質(zhì)、懸浮物和泥沙等污染物質(zhì),在含油污水處理的流程中,最難啃的骨頭就是乳化油,呈現(xiàn)出“水包油"“油包水"“水油互包"的狀態(tài),油滴和水相互包裹、相互交融,難以對其進行分離,嚴重影響水質(zhì)。
為了清除乳化油這塊流程上最大的“絆腳石",楊強教授團隊成員通過查閱萬余篇文獻、分析水質(zhì)、模擬計算,最終創(chuàng)造性地提出了親疏水組合纖維物理破乳的設計理念,實現(xiàn)了不同粒徑油滴逐級逐步進行分離。通俗地說,就是利用油、水在不同材質(zhì)上的受力差異進行分離的物理法分離模式,為流動的油、水分別搭建“通行道"。與傳統(tǒng)的化學法破乳模式相比,該技術(shù)處理流程短、占地面積小,并且不會產(chǎn)生浮渣危廢造成二次污染,在降低操作成本的同時,還提高了處理效率。
14年來,團隊足跡遍布我國渤海、南海海域的30余個重點油氣田平臺,研究對象覆蓋了稠重質(zhì)油田、輕質(zhì)油田、高乳化氣田等不同水質(zhì)條件的海洋油氣田,深入解析各類污水中不同形態(tài)油類有機污染物的遷移、聚并、分離機制,最終開發(fā)出化學藥劑近零消耗的新型物理分離方法,打造了海上油氣田生產(chǎn)水處理新模式。
執(zhí)著深耕藍色海疆
一去平臺,就是將近一個月,這是楊強教授團隊每位成員都經(jīng)歷過的海上故事。無論是初期調(diào)研、側(cè)線試驗、開工調(diào)試,還是效果標定,都離不開參數(shù)的調(diào)整和取樣、測試。團隊成員登上平臺便進入“戰(zhàn)時狀態(tài)",要連續(xù)30多天從不同的位點取樣。樣品測試需要經(jīng)過降溫、萃取、沉降、過濾等復雜流程,最多的時候,一天要對40余個各種不同類型的水樣進行測試。
從陸地到海洋,從氣田到油田,團隊由最初的四五個人“勇闖天涯",發(fā)展到如今,已有30多人深耕海疆。團隊開發(fā)的含油污水緊湊綠色處理裝備,實現(xiàn)了最大處理能力由720立方米/日到7000立方米/日,再到2.4萬立方米/日的跨量級增長,且在相同的處理能力下,占地面積只有傳統(tǒng)裝備的1/5。
不僅如此,團隊更是啃下了億噸級大型稠油油田秦皇島32-6油田的生產(chǎn)污水處理這塊“硬骨頭",在油品黏度高、密度大、綜合含水率高、平臺空間狹小的苛刻條件下,研發(fā)出一套適合含有高懸浮物的稠油油田污水處理技術(shù)裝備。
為海洋油氣行業(yè)添綠
新型高效、綠色環(huán)保,楊強團隊自主研發(fā)的生產(chǎn)水處理技術(shù)及裝備在業(yè)界聲譽逐漸響亮起來。與傳統(tǒng)技術(shù)相比,該技術(shù)在海上平臺關(guān)鍵參數(shù)的占地及處理量綜合指標、噸水處理成本指標上均領(lǐng)xian于國ji*技術(shù)水平。
2016年7月,在崖城13-1氣田平臺投運的含油生產(chǎn)水處理裝備,突破了海上氣田平臺深度降壓增產(chǎn)挖潛的環(huán)保難題,為平臺帶來近3000萬元/年的經(jīng)濟效益。
2018年9月,精簡、優(yōu)化設備結(jié)構(gòu)并升級改造后的含油生產(chǎn)水處理裝備在曹妃甸WHPA平臺開工投運,每天可提升平臺原油產(chǎn)量30%以上,多產(chǎn)原油近3.65萬立方米/年,實現(xiàn)了2.9億元/年的經(jīng)濟效益。
2021年1月,生產(chǎn)污水短流程綠色處理新方法及裝備投用于秦皇島32-6海上重質(zhì)油田,以單套設備取代了傳統(tǒng)“斜板—浮選"兩級設備,兩年內(nèi)累計增油61.08萬立方米,噸水處理碳減排90%。
此外,團隊的技術(shù)成果已推廣應用于渤海、南海多個油氣田平臺生產(chǎn)水處理過程。投運以來,各項目運行穩(wěn)定可靠,性能指標優(yōu)良,解決了我國海上油氣田生產(chǎn)水處理難題,取得了顯著的社會、經(jīng)濟效益。