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摘 要：针对含醇污水处理系统存在结垢严重的问题，首先对含醇污水的理化性质和垢样成分进行分析，确定垢样主要成分为硫酸钡锶垢，然后利用饱和指数（SI）预测法和稳定指数（RI）预测法预测含醇污水的结垢与腐蚀趋势，最后对两种备用阻垢剂进行筛选。
0引言
为降低生产成本和防止含醇污水污染环境，需对含醇污水中甲醇回收循环利用，考虑到甲醇与水的相对挥发度较大，常采用常压精馏工艺，通过含醇污水处理装置对其进行集中处理，回收甲醇[1-2]。由于不同来源含醇污水的水质差别较大，性质不稳定，在转运、处理与回注或外排过程中，不同类型的污水相互混合，其中的离子很容易发生沉淀反应，形成结垢，造成管线堵塞和设备结垢，嚴重影响含醇污水装置处理效果。
1含醇污水处理工艺
从集气站由汽车拉运来的含醇污水，卸入卸车池，经过泵提升进入涡流反应沉降罐，药剂依次加入该罐内与污水混合反应，污水经过沉淀后，进入原料水罐，原料水罐中的含醇污水经原料泵提升后进双滤料过滤器，过滤出水中部分杂质，与加药装置的药剂充分混合后，进入进料换热器与塔底出水预换热后进入提馏塔[3]。
2含醇污水水质分析
采集延长气田某天然气净化厂含醇污水预处理系统各环节水样，通过ICP-5000电感耦合等离子发射光谱仪分析测定水样组成，参照SY/T5523-2016《油田水分析方法》和SY/T5329-2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》对现场水样进行水质分析。水质分析结果如表1可知，水型为CaCl2型;原水含有大量SO42-（≥200mg/L），硫酸钡、硫酸锶是较难溶解的物质，在25℃的蒸馏水中硫酸钡的溶解度为2.3 mg/L，硫酸锶的溶解度为114 mg/L，而硫酸钙的溶解度为2080 mg/L，很容易形成硫酸锶垢和硫酸钡垢，这是引起结垢的主要原因。
3垢样分析
精馏塔塔板结垢产物主要以Ba0. 75Sr0. 25SO4为主，约为86.8%，含有部分碳酸钙，含量为8.5%，铁锈含量2.5%，碳酸盐含量2.7%，硫酸钡锶垢Ba0. 75Sr0. 25SO4不溶于酸。
4含醇污水结垢趋势预测
对于硫酸钡锶或碳酸钙结垢趋势，可按饱和指数（SI）饱和指数法、稳定指数（RI）法计算相关结垢指数，判定结垢类型并预测结垢趋势。
（1）饱和指数预测法
饱和指数（SI）计算的经验公式为：
该方法的判据是：当SI<O，不结垢;当SI>O，呈结垢趋势;当SI=0，不结垢。
（2）稳定指数预测法
稳定指数（RI）计算的经验公式为：
该方法的判据是：当RI<3.7时，体系严重结垢;当3.7<RI<6.0时，体系有结垢趋势;当RI≈6.0时，体系处于稳定状态，不结垢;当6.0<RI<7.5时，体系具有一定的侵蚀作用;当RI>7.5时，体系具有严重侵蚀性。
从饱和指数（SI）和稳定指数（RI）可以发现，含醇污水在各环节中所溶解的硫酸钡锶或碳酸钙存在不同程度地过饱和现象，表明含醇污水具有较强的结垢趋势，需要做好防阻垢措施。
5筛选阻垢药剂和用量的确定
筛选阻垢剂。根据该净化厂含醇污水组成分析、结垢趋势预测以及污水处理系统垢样XRD成分分析结果可知，含醇污水容易产生不同晶型的硫酸钡锶垢，在选用阻垢剂时，以抑制硫酸钡锶垢Ba0. 75Sr0. 25SO4垢为主。为了确定阻垢剂的用量，对净化厂2种备用阻垢剂，按照阻垢剂性能评价标准对比，方法现场取含醇污水水样，分别测定两种阻垢剂在浓度为50mg/L下的阻垢率，两种阻垢剂药剂效果评价结果可知，阻垢剂HYT-19对硫酸钡锶垢的阻垢效果较好。见表2
（2）最佳质量浓度筛选。随着我们对HYT-19型阻垢剂的浓度增加，阻垢剂对不同垢的阻垢率呈现先增大后减小的趋势。当用量达到50 mg/L以上时，其阻垢效率均可以达到80%以上，建议阻垢剂HYT-19的适用量为50～80 mg/L。
6结论
（1）通过水质分析得出水样水型均为CaCl2型，水样矿化度较高，且含有较多的成垢离子Ca2+﹑Ba2+、Sr2+、SO42-和HCO3-，结合成垢趋势预测和垢样分析结果，可以推断出含醇污水装置的垢样成分主要为硫酸钡锶垢。
（2）根据综合饱和指数（SI）和稳定指数（RI）结果表明，含醇污水在各环节中所溶解的硫酸钡锶或碳酸钙存在不同程度地过饱和现象，表现出结垢趋势，表明含醇污水具有较强的结垢趋势，需要做好防阻垢措施。
（3）针对结垢现状，开展了阻垢剂的室内评价实验，通过一系列的筛选，使用50～80 mg/L阻垢剂HYT-19可以获得较好的阻垢效果。
参考文献
[1]李勇. 长庆气田含甲醇污水处理工艺技术[J]. 天然气工业， 2003， 23（004）：112-115.
[2]黄鹤. 气田含醇污水预处理工艺优化研究[D].
[3]刘菊荣， 宋绍富， 杨郁生. 大牛地气田污水结垢性能研究[J]. 油气田环境保护， 2016， 26（005）：14-17.
0引言
为降低生产成本和防止含醇污水污染环境，需对含醇污水中甲醇回收循环利用，考虑到甲醇与水的相对挥发度较大，常采用常压精馏工艺，通过含醇污水处理装置对其进行集中处理，回收甲醇[1-2]。由于不同来源含醇污水的水质差别较大，性质不稳定，在转运、处理与回注或外排过程中，不同类型的污水相互混合，其中的离子很容易发生沉淀反应，形成结垢，造成管线堵塞和设备结垢，嚴重影响含醇污水装置处理效果。
1含醇污水处理工艺
从集气站由汽车拉运来的含醇污水，卸入卸车池，经过泵提升进入涡流反应沉降罐，药剂依次加入该罐内与污水混合反应，污水经过沉淀后，进入原料水罐，原料水罐中的含醇污水经原料泵提升后进双滤料过滤器，过滤出水中部分杂质，与加药装置的药剂充分混合后，进入进料换热器与塔底出水预换热后进入提馏塔[3]。
2含醇污水水质分析
采集延长气田某天然气净化厂含醇污水预处理系统各环节水样，通过ICP-5000电感耦合等离子发射光谱仪分析测定水样组成，参照SY/T5523-2016《油田水分析方法》和SY/T5329-2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》对现场水样进行水质分析。水质分析结果如表1可知，水型为CaCl2型;原水含有大量SO42-（≥200mg/L），硫酸钡、硫酸锶是较难溶解的物质，在25℃的蒸馏水中硫酸钡的溶解度为2.3 mg/L，硫酸锶的溶解度为114 mg/L，而硫酸钙的溶解度为2080 mg/L，很容易形成硫酸锶垢和硫酸钡垢，这是引起结垢的主要原因。
3垢样分析
精馏塔塔板结垢产物主要以Ba0. 75Sr0. 25SO4为主，约为86.8%，含有部分碳酸钙，含量为8.5%，铁锈含量2.5%，碳酸盐含量2.7%，硫酸钡锶垢Ba0. 75Sr0. 25SO4不溶于酸。
4含醇污水结垢趋势预测
对于硫酸钡锶或碳酸钙结垢趋势，可按饱和指数（SI）饱和指数法、稳定指数（RI）法计算相关结垢指数，判定结垢类型并预测结垢趋势。
（1）饱和指数预测法
饱和指数（SI）计算的经验公式为：
该方法的判据是：当SI<O，不结垢;当SI>O，呈结垢趋势;当SI=0，不结垢。
（2）稳定指数预测法
稳定指数（RI）计算的经验公式为：
该方法的判据是：当RI<3.7时，体系严重结垢;当3.7<RI<6.0时，体系有结垢趋势;当RI≈6.0时，体系处于稳定状态，不结垢;当6.0<RI<7.5时，体系具有一定的侵蚀作用;当RI>7.5时，体系具有严重侵蚀性。
从饱和指数（SI）和稳定指数（RI）可以发现，含醇污水在各环节中所溶解的硫酸钡锶或碳酸钙存在不同程度地过饱和现象，表明含醇污水具有较强的结垢趋势，需要做好防阻垢措施。
5筛选阻垢药剂和用量的确定
筛选阻垢剂。根据该净化厂含醇污水组成分析、结垢趋势预测以及污水处理系统垢样XRD成分分析结果可知，含醇污水容易产生不同晶型的硫酸钡锶垢，在选用阻垢剂时，以抑制硫酸钡锶垢Ba0. 75Sr0. 25SO4垢为主。为了确定阻垢剂的用量，对净化厂2种备用阻垢剂，按照阻垢剂性能评价标准对比，方法现场取含醇污水水样，分别测定两种阻垢剂在浓度为50mg/L下的阻垢率，两种阻垢剂药剂效果评价结果可知，阻垢剂HYT-19对硫酸钡锶垢的阻垢效果较好。见表2
（2）最佳质量浓度筛选。随着我们对HYT-19型阻垢剂的浓度增加，阻垢剂对不同垢的阻垢率呈现先增大后减小的趋势。当用量达到50 mg/L以上时，其阻垢效率均可以达到80%以上，建议阻垢剂HYT-19的适用量为50～80 mg/L。
6结论
（1）通过水质分析得出水样水型均为CaCl2型，水样矿化度较高，且含有较多的成垢离子Ca2+﹑Ba2+、Sr2+、SO42-和HCO3-，结合成垢趋势预测和垢样分析结果，可以推断出含醇污水装置的垢样成分主要为硫酸钡锶垢。
（2）根据综合饱和指数（SI）和稳定指数（RI）结果表明，含醇污水在各环节中所溶解的硫酸钡锶或碳酸钙存在不同程度地过饱和现象，表现出结垢趋势，表明含醇污水具有较强的结垢趋势，需要做好防阻垢措施。
（3）针对结垢现状，开展了阻垢剂的室内评价实验，通过一系列的筛选，使用50～80 mg/L阻垢剂HYT-19可以获得较好的阻垢效果。
参考文献
[1]李勇. 长庆气田含甲醇污水处理工艺技术[J]. 天然气工业， 2003， 23（004）：112-115.
[2]黄鹤. 气田含醇污水预处理工艺优化研究[D].
[3]刘菊荣， 宋绍富， 杨郁生. 大牛地气田污水结垢性能研究[J]. 油气田环境保护， 2016， 26（005）：14-17.