淺議海洋石油平臺海水淡化工藝范文
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隨著海洋石油開采的不斷深入，渤海海域石油開發已經進入到稠油開采階段，采油工藝也由原來的常規開采進入了注汽開采階段。隨著注汽開采的推廣，海洋石油平臺對淡水的需求將會增大，原有由供應船供應淡水的方式將不能夠滿足稠油熱采的水量需求，所以，有必要提出適合海洋石油平臺的海水淡化工藝。文章旨在提出適合海洋石油平臺的海水淡水工藝流程，為今后海洋石油平臺海水淡化技術的開發提供建議。
1海水淡化工藝分類
海水制淡是一種海水脫鹽的水處理技術，通過海水淡化技術使海水中的大部分鹽類被脫除，從而使海水水質可以達到生活或者生產用水指標要求［1］。海洋石油平臺坐落在海里，海水資源豐富，海水取水方便，是解決海洋石油平臺缺乏淡水的有效途徑。目前，在全球使用的海水淡化技術大約有20余種，根據在海水淡化過程中，海水相態的變化主要有相變、無相變和混合工藝［1］三個類型。相變工藝主要有多效蒸餾法、濕法［2］、水化物法、冷凍法;無相變法主要有反滲透、電滲析和離子交換［3］;混合工藝是將一種或多種海水淡化工藝集成在一個系統內，主要是為了滿足對水質指標更好的要求，同時也能夠提高海水淡化裝置的效率。
2主要海水淡化技術
根據現有數據分析，低溫多效蒸發海水淡化技術和反滲透海水淡化技術在國內都有應用，反滲透市場占有率相對于低溫多效蒸發更大一些。各自市場占有率分別為23．47%和73．15%［1］。
2．1低溫多效蒸餾
多效蒸餾是一種有相變的海水淡化工藝，主要是通過多個蒸發器的串聯，使海水在蒸發器中逐級蒸發，直至達到濃海水的排放。多效蒸餾技術只需要為第一級蒸發器提供熱量，下一級的蒸發器都是利用上一級蒸發產生的蒸汽作為熱源，同時上一級的蒸汽在加熱下一級的過程中，被冷凝為淡水。這一工藝技術開發于20世紀70年代，由于其最高蒸發溫度為70℃，故而也稱為低溫多效蒸餾技術。顯示了這一技術的基本原理。來自海水提升泵的海水在進入蒸發器之前，需要進行預處理，預處理工藝主要是澄清和脫氣，同時為了防止在蒸發器中結垢，海水進入蒸發器之前需要加入阻垢劑。經過預處理后的海水從蒸發器頂部進入到第一級蒸發器中，在蒸發器頂部設置液體分布器，使海水均勻分布，同時形成薄膜流動形式。海水在從上到下流動過程中，一部分海水吸收熱量汽化，沒有汽化的海水進入到下一級蒸發器中繼續蒸發，直至海水達到設計排放濃度［4］。反滲透是利用膜組件的選擇性，實現海水脫鹽的海水淡化技術。在正常情況下，淡水側的淡水會通過半透膜進入到鹽水側，使鹽水側的液位升高，液位差即為水的滲透壓。
2．2反滲透
反滲透則是利用在鹽水側外加一個大于滲透壓的壓力，使鹽水中的淡水進入到淡水側，溶質卻被膜組件截留在鹽水側的過程。原料海水進入反滲透裝置之前，需要對海水進行預處理，進行預處理的目的主要為去除固體懸浮物、浮游生物、油脂，防止這些物質對膜組件形成污染，影響膜組件的使用壽命及效率。經過預處理的海水經過泵增壓進入到反滲透裝置。經過膜組件的海水出水分為兩部分，一部分為產品淡水，另一部分為濃鹽水。產品淡水可以根據用途進行深處理。由于從反滲透裝置出來的濃鹽水具有較高的能力，為了節約能源，一般都設置有能量回收裝置，回收這部分壓力能，濃鹽水經能量回收裝置后，排放入海。
3低溫多效蒸餾工藝與反滲透工藝比較
由于海洋石油平臺暫無中大規模海水淡化的實例，參考陸地及海島的海水淡化裝置指標。經以上對比，可以得出:反滲透海水淡化工藝不使用熱源，裝置體積小，建設周期短，更適合海洋石油平臺空間有限，布局緊湊，熱源缺乏，電量充足的特點。
4結論
文章主要從國內現有大中型海水淡化工藝入手，結合了蒸餾法、反滲透法工作原理分析了海水淡化的詳細過程。通過詳細比較低溫多效蒸餾和反滲透工藝特點，選擇出了適合海上石油平臺使用的大中型海水淡化工藝，為解決海洋石油平臺淡水資源不足的問題提出建議。
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作者:張蘇飛 趙方生 邢天健 單位:海洋石油工程股份有限公司