[发明专利]用于高温过滤的螺旋缠绕膜元件

说明书

螺旋缠绕膜模块适合与也可具有高pH的高温水例如蒸汽注射采出水一起使用。该模块使用具有聚苯硫醚(PPS)背衬材料的膜。模块的进料隔板可由聚苯硫醚(PPS)或乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)制成。渗透载体可由涂布有高温环氧树脂的织造尼龙(即尼龙6,6)织物制成。芯管和抗伸缩装置可由聚砜制成。在一些实例中，模块可以在高达130℃的温度下使用。任选地，模块可以在9.5或更高的pH下使用。在过滤方法中，模块可以在150‑450 psi范围内的压力下操作。模块可以在通常恒定的压力下操作。

相关申请

本申请要求于2018年2月12日提交的美国申请序号62/629,286的权益。

技术领域

本说明书涉及可用于例如反渗透或纳滤的螺旋缠绕膜元件或模块，涉及用于处理高温流体的方法和设备，并且涉及在蒸汽锅炉或发生器中用于处理采出水以再利用的方法和设备，例如在蒸汽辅助重力排液(SAGD)或其它高温采出水处理方法中。

背景技术

以下讨论并非承认以下讨论的任何内容可作为现有技术或公知常识引用。

在各种形式的油和气的生产中，产生必须处理以便处置或再利用的采出水或其它水流。例如，在被称为蒸汽辅助重力排液(SAGD)的沥青开采方法中，蒸汽在锅炉或发生器中产生，并注射到含沥青土壤中。蒸汽降低沥青的粘度，允许水和沥青的混合物流动到生产井。在提取该混合物之后，在最初的初步油-水分离步骤中除去大部分的油。用于使用蒸汽注射提取重质原油的其它增强的油回收方法，例如循环蒸汽刺激(CSS)和蒸汽驱，产生类似的油和水的热混合物。

在初步油-水分离之后剩余的水，称为采出水，是热的并且通常是具有高pH的碱性的。通过各种单元操作处理采出水，以使其适于在产生蒸汽中再利用。采出水可以含有例如残余油和悬浮、乳化和溶解的固体(有机的和无机的)，例如二氧化硅。溶解的固体的浓度可以高达约6,000 mg/L总溶解的固体(TDS)，并且二氧化硅可以处于或接近溶解度的极限。可以通过第二油-水分离步骤如气体浮选或陶瓷或核桃壳过滤器从采出水中除去油。热的或温的石灰软化可用于除去二氧化硅和硬度。颗粒过滤，例如通过无烟煤床，可用于减少总的悬浮固体。可使用强酸或弱酸阳离子交换软化剂来进一步降低硬度。

在处理之后，采出水可以再利用以产生蒸汽。SAGD操作中使用的蒸汽发生器通常包括产生约80%蒸汽(蒸气)和约20%液体液滴的单程蒸汽发生器。在将蒸汽注入沥青矿床之前，将液体部分在排出流中从蒸汽中除去。OTSG排出水被进一步处理，或者在允许的情况下，例如在尾矿池中或通过深井注射进行处置。在另一选择中，在蒸发器中处理采出水，并在包裹的锅炉中将冷凝物转化为蒸汽。用于蒸发器或锅炉排出的一种处理选择是例如在盐水浓缩器或热结晶器或两者中蒸发或汽化一般是来自排出物的纯水，以产生用于处置的干燥固体。

已经提出陶瓷膜来补充或替代采出水处理系统中的一个或多个处理单元。然而，陶瓷膜通常昂贵并且可能难以清洁。美国专利8,940,169描述了一种螺旋缠绕膜模块，其适用于也非常碱性或具有高pH的高温水，例如SAGD采出水。该模块使用具有聚砜或聚醚砜背衬材料的聚酰胺基膜。对于其它部件，模块主要使用以下的一种或多种：EPDM、聚酰胺、聚苯醚、聚苯硫醚、聚砜、聚醚砜、聚磺酰胺、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚酯薄膜、玻璃纤维和环氧树脂。在一个实例中，模块使用PVDF进料隔板、尼龙渗透隔板和聚砜中心管。

发明内容

下面的介绍意图向读者介绍用于遵循的详细描述，而不是限制或限定任何要求保护的发明。