[发明专利]含有非极性化合物的水的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有分散或溶解于水中的非极性化合物的水的净化方 法。

背景技术

本发明中，非极性化合物是指具有突出的疏水性特征因而对水的亲 合力很小的分子，但这些分子还是可以以非常低的溶解度存在于水中或 者会通过之前的处理而进入水相，所述之前的处理将它们以分子形式或 将其以某种方式分散或作为微滴带入水相。这种化合物的典型实例为烷 烃、蜡、芳烃和高级烃。其还包括当其烃链长度很长时不很易溶于水的 脂肪酸、醇、胺和其它有机分子。这些分子中有许多都是自然环境所不 可接受的，因此它们不应存在于排出的液流中。这些分子中有许多可能 是在某个工序中加入到水中，优选应将它们收集并再循环至该工序，而 不是释放到自然界中。对它们的再利用既节约成本又具环境友好性。

随着油田的成熟，石油必须与越来越大量的水一起生产。所述水将 含有一定量的石油、化学物质和盐，它们源自生产工艺和开始生产之前 所存在的平衡条件。

石油公司的目标是在由投资成本(CAPEX)、运营成本(OPEX)、油价 和需缴税费所提供财务框架内实现最大程度的收益。与此同时，减少排 放与其生产活动相关的石油和化学物质的立法限制变得越来越严格。如 今所用的不同净化技术的共同之处在于，它们都将石油去除至低于 OSPAR(奥斯陆-巴黎公约的缩写，其为欧洲关于东北大西洋石油和天然 气回收的综合协议)要求的30ppm的一定水平。挪威大陆架的排放低于 20ppm，并将会达到10ppm。这是挪威政府所视为的“零排放”，但仍 需等待石油公司向SFT(Statens forurensningstilsyn)不断进行的报告的结 果，并且也缺乏更好的技术。

预计2008/2009将发布关于零排放要求的新要求和更严格的解释。 当前的方案未获准用于北极水域。这意味着，为了满足立法规定，同时 使石油公司在将来也能够生产石油，需要开发新的更好的技术。

NO 321.097描述了一种通过从受污染原水中提取完全清洁的水从而 处理水的装置。因此杂质保留在母液中。已经显示，这对于盐和许多不 同的水溶性(亲水性)化学物质非常有效。在一个净化步骤中，实现了可除 去高于90％杂质的净化效率，即，经两个步骤后净化效率基本高于99％。 第三个净化步骤将能更好地改善结果；不过必要性可能更低。在每个新 的净化步骤后效率都得到提高。

目前的测试证明，经净化的水中所携带的杂质的主要来源是在水中 以溶解形式存在的杂质，所述杂质可沉积在水合物晶体的表面上。通过 使晶体尽可能成为球形并使其直径尽可能大可以减轻该问题。圆形形状 因为表面与体积比例最有利而有益，而尺寸重要则是因为大球体约束晶 粒之间的水的力(毛细力)低于小球体。

已经表明，分散在水流中的非极性极大的油质疏水性化合物对于水 合物表面的亲合力比对于母液/其所来自的水的亲合力大。当这些化合物 存在于原水中时，它们将迅速地沉积在水合物颗粒的表面上，而不是保 持溶解或分散于水中。在此情况下，油将与水合物在一起，因此NO 321.097的方法(即，Ecowat法)将不会得到最理想的实行。

在此情况下，更为理想的是使方法趋向于具有更大比表面积的晶体。 这可以通过压力和温度来控制。当温度降低和/或压力升高时，晶体将变 为可能具有凸出的臂状物的较扁平的结构(树枝状晶体)，由此获得基本上 较大的比表面积。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种方法，所述方法可解决将被净化的水 中所分散或溶解的非极性化合物的问题。

由此，本发明基于利用水合物从水中分离非极性化合物，而无论所 述非极性化合物以何种形式存在于水中。水合物的表面使得非极性化合 物可与水合物结合，而不是存在于周围的水中。这对存在着非极性化合 物的水中所形成和生长的水合物有作用，也对预制备并包裹为可使水流 通过的多孔系统的水合物有作用。