随着我国油田开采深度的提升及开采规模的扩大,原油开采过程中产生的含油污水总量急剧增加,如何对油田污水进行深度脱盐处理以满足热采锅炉回用要求,已经成为解决油田中后期稠油开采的关键性问题之一。针对油田污水温度高、污水量大、离子浓度大及水质成分复杂等特点,本文提出了利用多效蒸发技术对油田污水进行深度脱盐处理的技术工艺,建立了基于Aspen Plus流程模拟软件的多效蒸发工艺模型,并进行了工艺计算与系统优化分析,形成了完整工艺计算包。同时,建立了一套处理量为100kg/h的三效蒸发实验装置,对系统热力性能进行了实验研究,获得了进料流量、进料温度及原料水含盐量对淡水产量、造水比和产品水水质的影响规律。论文的主要研究工作和结论有：(1)在油田污水三效蒸发脱盐实验平台上,分别采用纯水、1.5%、2.5%和3.5%浓度的NaCl溶液对多效蒸发处理工艺过程的主要影响因素及其影响规律进行了实验研究。研究结果表明,系统进料流量和首效进料温度对淡水产量、造水比有显著影响,系统淡水产量和造水比随着进料流量的增加而降低,随着首效进料温度的增加而增大,变化趋势与理论计算结果一致；产品水盐度低于1000ppm,满足锅炉给水要求(≤7000ppm),证明本实验装置能够对含盐污水进行深度脱盐处理,运行效果良好。(2)利用Aspen Plus流程模拟软件建立了多效蒸发系统的工艺流程模型,并进行了验证。在此基础上,分析了多效蒸发系统在处理油田污水时,蒸发效数、加热蒸汽温度、浓缩比、预热方式及原料水进料流程对造水比及总比传热面积的影响。以单位产水成本最低为优化目标,实现了油田污水多效蒸发系统的优化设计,并进行了设计实例计算。(3)为提高多效蒸发系统的热经济性,分别对独立多效蒸发系统、机械压缩式多效蒸发系统和热力压缩式多效蒸发系统的热力性能进行了分析比较,计算结果表明单效机械压缩式蒸发系统的热力性能最优。(4)针对热力压缩式多效蒸发系统,分析了蒸汽喷射器引射位置和工作蒸汽压力对喷射系数、末效蒸汽冷凝水流量、造水比和总比传热面积的影响。研究结果表明,提高工作蒸汽压力可以改善蒸汽喷射器工作性能,适当调整蒸汽喷射器抽汽位置可以使蒸发系统经济性得到较大的提高。