RU2157347C2 - Method of preparation of plugging brines from natural mineralized waters and plant for its embodiment - Google Patents
Method of preparation of plugging brines from natural mineralized waters and plant for its embodiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2157347C2 RU2157347C2 RU98118944A RU98118944A RU2157347C2 RU 2157347 C2 RU2157347 C2 RU 2157347C2 RU 98118944 A RU98118944 A RU 98118944A RU 98118944 A RU98118944 A RU 98118944A RU 2157347 C2 RU2157347 C2 RU 2157347C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- electrodialysis
- brine
- brines
- natural
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Water Treatment By Electricity Or Magnetism (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, а более точно касается способа получения тампонажных рассолов из природных минерализованных вод (содержание солей 15-20 кг/м3) и установки для его осуществления.The invention relates to the field of the oil industry, and more specifically relates to a method for producing cement brines from natural mineralized waters (salt content of 15-20 kg / m 3 ) and installation for its implementation.
Известен способ получения тампонажных рассолов, основанный на растворении твердых минеральных солей (NaCl, CaCl2, MgCl2) в воде с доведением получаемых рассолов до заданной плотности [1].A known method of producing cement brines, based on the dissolution of solid mineral salts (NaCl, CaCl 2 , MgCl 2 ) in water with bringing the resulting brines to a given density [1].
Растворение твердых минеральных солей осуществляют с использованием преимущественно сеноманской воды путем гидродинамического перемешивания компонентов в циркуляционном режиме. The solid mineral salts are dissolved using predominantly Cenomanian water by hydrodynamic mixing of the components in a circulating mode.
Недостатком способа является его неэкономичность ввиду высокой стоимости применяемых солей, высокое содержание нерастворимых минеральных примесей в готовом рассоле, большая доля ручного труда при приготовлении рассола, а также дополнительное поступление привозных солей в экосистему нефтедобывающих регионов. The disadvantage of this method is its inefficiency due to the high cost of the salts used, the high content of insoluble mineral impurities in the finished brine, a large proportion of manual labor in the preparation of the brine, as well as the additional supply of imported salts to the ecosystem of oil-producing regions.
Известен способ обессоливания и концентрирования природных, сточных и других вод путем применения электродиализа [2], отличающийся тем, что, с целью предотвращения осадкообразования на мембранах, электродиализ ведут в электродиализаторе с чередующимися камерами концентрирования и обессоливания с подпиткой камер обессоливания, причем в камеры обессоливания через одну, начиная от электродных камер, подают раствор электролита, содержащий осадкообразующие ионы, в количестве меньшем, чем соответствующее их произведение растворимости в камерах концентрирования. Однако данный способ невозможно реализовать без применения чистых растворов NaCl, которые также необходимо готовить из привозной соли. К недостаткам данного способа следует также отнести малую производительность электродиализных аппаратов по рассолу и сложность технологической обвязки оборудования. Кроме того, способ не предусматривает удаления железа из минерализованных вод, что приводит к быстрому отравлению катионообменных мембран в электродиализных аппаратах в случае наличия железа в исходных водах. Этот способ выбран в качестве прототипа для поучения тампонажных рассолов. There is a method of desalination and concentration of natural, waste and other waters through the use of electrodialysis [2], characterized in that, in order to prevent sedimentation on the membranes, electrodialysis is carried out in an electrodialyzer with alternating concentration and desalination chambers fed with desalination chambers, and to the desalination chambers through one, starting from the electrode chambers, is supplied with an electrolyte solution containing precipitating ions in an amount less than their corresponding solubility product in concentration measures. However, this method cannot be implemented without the use of pure NaCl solutions, which also need to be prepared from imported salt. The disadvantages of this method should also include the low productivity of electrodialysis apparatus for brine and the complexity of the technological strapping of equipment. In addition, the method does not provide for the removal of iron from mineralized waters, which leads to rapid poisoning of cation exchange membranes in electrodialysis apparatus in the presence of iron in the source water. This method is selected as a prototype for the study of grouting brines.
Известна установка для водоподготовки [3], включающая трубопровод исходной воды, вентили для регулирования расхода воды, электродиализатор, декарбонизатор и механический фильтр, соединенные между собой посредством трубопроводов и арматуры. Установка позволяет обеспечить очистку воды от механических примесей и предотвратить образование карбонатных осадков на мембранах в камерах концентрирования. Однако недостатком данной установки является невозможность очистки воды от ионов железа и снижение солесодержания минерализованной воды перед электродиализом за счет осаждения плохо растворимых карбонатов и гидроокисей щелочноземельных элементов. A known installation for water treatment [3], including the source water pipe, valves for regulating the flow of water, an electrodialyzer, a decarbonizer and a mechanical filter, interconnected by pipelines and fittings. The installation allows for the purification of water from mechanical impurities and to prevent the formation of carbonate deposits on the membranes in the concentration chambers. However, the disadvantage of this installation is the impossibility of purifying water from iron ions and reducing the salt content of mineralized water before electrodialysis due to the deposition of poorly soluble carbonates and hydroxides of alkaline earth elements.
Известна промышленная опреснительная электродиализная установка ЭДУ-1 [4] , выполненная в виде агрегата, состоящего из электродиализных аппаратов, насосов, баков, источника питания и пульта управления, соединенных между собой посредством трубопроводов, арматуры и электрических кабелей. Установка позволяет из потока слабоминерализованной воды получать поток обессоленной воды и поток концентрата. К недостаткам данной установки следует отнести отсутствие в ее составе узлов, позволяющих очищать исходную воду от железа и механических примесей. Другим ее недостатком является невозможность получения концентрата плотностью более 1,05 т/м3 и невозможность ее работы с проектной производительностью при солесодержании исходной воды более 6 кг/м3.Known industrial desalination electrodialysis installation EDU-1 [4], made in the form of an unit consisting of electrodialysis apparatus, pumps, tanks, power source and control panel, interconnected by pipelines, fittings and electrical cables. The installation allows the flow of demineralized water to obtain a flow of demineralized water and a stream of concentrate. The disadvantages of this installation include the lack of nodes in its composition, allowing to clean the source water from iron and mechanical impurities. Its other disadvantage is the impossibility of obtaining a concentrate with a density of more than 1.05 t / m 3 and the impossibility of its work with the design capacity when the salinity of the source water is more than 6 kg / m 3 .
Известны установки получения жидких солевых концентратов из солевых растворов методом выпаривания [5], включающие выпарные аппараты и конденсаторы отходящего пара с получением потока солевого концентрата и потока обессоленного конденсата. Однако установки данного типа очень энергоемки и эффективно работают при концентрации солей в исходной упариваемой жидкости не ниже 50 кг/м3.Known installations for producing liquid salt concentrates from salt solutions by evaporation [5], including evaporators and condensers of the exhaust steam to obtain a stream of salt concentrate and a stream of demineralized condensate. However, installations of this type are very energy-intensive and work effectively when the concentration of salts in the initial evaporated liquid is not lower than 50 kg / m 3 .
Известна установка для добычи рассолов из буровых скважин [6], включающая обсадную колонну, подъемную трубу, насос для перекачки рассолов, утяжелитель рассолов, выполненный в виде устройства с выходами для утяжеленного рассола и легкой жидкости, снабженный двумя патрубками, подключенными к выходам. При этом утяжелитель рассолов может быть выполнен как в виде электродиализатора, так и в виде обратноосмотического фильтра. Однако данная установка не предусматривает в своем составе элементы очистки природных вод от механических примесей, ионов железа, остатков нефтепродуктов, что делает невозможным ее применение на практике. В установке также отсутствует узел дегазации воды, служащий для удаления горючих газов (метан, пропан), содержащихся, как правило, в сеноманской и подтоварных водах, что повышает риск создания взрывоопасной ситуации. Кроме того, с помощью данной установки невозможно получать концентраты с плотностью выше 1,12 т/м3. Описанные технические решения не могут служить прототипом заявляемого изобретения.A known installation for the extraction of brines from boreholes [6], including a casing string, a riser, a pump for pumping brines, a brine weighting agent, made in the form of a device with outlets for a heavy brine and light liquid, equipped with two nozzles connected to the outlets. In this case, the brine weighting agent can be made both in the form of an electrodialyzer and in the form of a reverse osmosis filter. However, this installation does not include the elements of natural water purification from mechanical impurities, iron ions, oil product residues, which makes it impossible to put it into practice. The installation also lacks a water degassing unit, which serves to remove combustible gases (methane, propane) contained, as a rule, in Cenomanian and commercial waters, which increases the risk of creating an explosive situation. In addition, with the help of this installation it is impossible to obtain concentrates with a density above 1.12 t / m 3 . The technical solutions described cannot serve as a prototype of the claimed invention.
Сведения о способе получения тампонажных рассолов и установка для его реализации в литературе отсутствуют, т.е. предлагаемое изобретение не имеет прототипа. There is no information on the method for producing grouting brines and the installation for its implementation in the literature, i.e. the present invention does not have a prototype.
Сущностью изобретения является способ получения тампонажных рассолов и установка для его осуществления, которые обеспечивают получение тампонажных рассолов максимального солесодержания из природных минерализованных вод при минимальных затратах энергии и без применения каких - либо химических реагентов. The essence of the invention is a method for producing grouting brines and an installation for its implementation, which ensure the receipt of grouting brines of maximum salt content from natural mineralized waters with minimal energy and without the use of any chemical reagents.
Технический результат достигается тем, что по способу получения тампонажных рассолов из природных минерализованных вод, включающему механическую транспортировку минерализованной воды и ее электродиализное концентрирование с получением потока концентрированного рассола и потока диализата, согласно изобретению, перед электродиализом природную минерализованную воду дегазируют, аэрируют атмосферным воздухом, подвергают механической фильтрации, а электродиализ проводят в гальваностатических условиях при плотности тока 150-200 А/м2 с получением потока рассола плотностью 1100 -1110 кг/м3 и потока диализата с солесодержанием 4,0 - 4,5 кг/м3, затем поток диализата делят на два потока в соотношении, определяемом по количественному содержанию в природной минерализованной воде карбонат- и бикарбонат-ионов, меньший из которых направляют в устройство для получения кислого и щелочного раствора, где получают поток щелочного раствора, смешиваемого с минерализованной водой на стадии дегазации или аэрации, и поток кислого раствора, смешиваемого с минерализованной водой перед ее электродиализом, и поток обессоленного диализата, смешиваемого с основным потоком исходного диализата, а их смесь подвигают электродиализу в потенциостатических условиях при напряжении 220-350 В с получением потока концентрата (солесодержание 15-20 кг/м3), смешиваемого с потоком кислого раствора и минерализованной воды (остаточное солесодержание 50-500 г/м3), а затем полученный методом электродиализа рассол подвергают упариванию с получением насыщенного рассола и потока конденсата при использовании в качестве хладагента опресненной воды, получаемой методом электродиализа.The technical result is achieved by the fact that according to the method for producing grouting brines from natural mineralized water, including mechanical transportation of mineralized water and its electrodialysis concentration to obtain a concentrated brine stream and a dialysate stream, according to the invention, before mineralization, the mineralized water is degassed, aerated with atmospheric air, subjected to mechanical filtration, and electrodialysis is carried out in galvanostatic conditions at a current density of 150-200 A / m 2 with irradiation of a brine stream with a density of 1100-1110 kg / m 3 and a dialysate stream with a salt content of 4.0 - 4.5 kg / m 3 , then the dialysate stream is divided into two streams in a ratio determined by the quantitative content of carbonate and bicarbonate in natural mineralized water -ions, the smaller of which is sent to a device for producing an acidic and alkaline solution, where a stream of an alkaline solution mixed with saline water is obtained at the stage of degassing or aeration, and a stream of an acid solution mixed with saline water in front of its electrode Alysis, and the flow of desalted dialysate mixed with the main stream of the initial dialysate, and their mixture is promoted by electrodialysis under potentiostatic conditions at a voltage of 220-350 V to obtain a concentrate stream (salinity of 15-20 kg / m 3 ), mixed with an acid solution and mineralized stream water (residual salt content of 50-500 g / m 3), and then the resulting brine is subjected to electrodialysis by evaporation to yield a saturated brine and condensate flow when used as a refrigerant desalinated water produced METHODS electrodialysis.
Целесообразно, чтобы при использовании в качестве исходного сырья сеноманской воды, природную минерализованную воду для обеспечения глубокого окисления железа Fe+2 в железо Fe+3 вначале дегазировали в течение 40-50 минут при атмосферном давлении и затем аэрировали атмосферным воздухом при соотношении потоков: 5-6 объемов воздуха на 1 объем воды, а при использовании в качестве исходного сырья подтоварной воды для обеспечения глубокой очистки ее от органических примесей, природную минерализованную воду вначале аэрировали атмосферным воздухом при соотношении потоков 25-30 объемов воздуха на 1 объем воды и затем дегазировали в течение 40-50 минут.It is advisable that when using Cenomanian water as the starting material, natural mineralized water to provide deep oxidation of Fe + 2 iron to Fe + 3 iron is first degassed for 40-50 minutes at atmospheric pressure and then aerated with atmospheric air at a flow ratio: 5- 6 volumes of air per 1 volume of water, and when using commercial water as a feedstock to ensure its deep purification from organic impurities, natural mineralized water was first aerated with atmospheric air 25-30 with the ratio of air flow volume to 1 volume of water and then degassed for 40-50 minutes.
Использование в качестве фильтрующего материала, исключающего проскок железа, например, лавсанового нетканого материала типа дорнит при удельной нагрузке фильтрации под наливом 2,2-2,5 м3/м2•ч позволяет обеспечить наиболее глубокую степень очистки воды от дисперсной фазы нерастворимых примесей при минимальных затратах и эксплуатационных расходах.The use of filtering material, excluding the breakthrough of iron, for example, lavsan nonwoven fabric of the Dornit type at a specific filtration load under a loading of 2.2-2.5 m 3 / m 2 • h allows for the deepest degree of water purification from the dispersed phase of insoluble impurities at minimum costs and operating costs.
Применение операции упаривания рассола, осуществляемого путем прямого контакта в пенном слое рассола, полученного методом электродиализа, с высокотемпературным газообразным теплоносителем, полученным сжиганием попутного газа, например, газа, выделяющегося при дегазации природной минерализованной воды, позволяет повысить плотность тампонажного рассола до предельного для данной системы значения (насыщенный рассол) при минимальных эксплуатационных расходах и получение в качестве побочного продукта высокочистого конденсата, который может быть использован в хозяйственных целях на нефтяных месторождениях. The use of the operation of evaporation of brine, carried out by direct contact in the foam layer of the brine obtained by electrodialysis, with a high-temperature gaseous coolant obtained by burning associated gas, for example, gas released during degassing of natural mineralized water, makes it possible to increase the density of grouting brine to the limit value for this system (saturated brine) with minimum operating costs and obtaining as a by-product of high-purity condensate, which can be used for economic purposes in oil fields.
Проведение электродиализа минерализованных вод в гальваностатических установках при плотности тока 150-200 А/м2 позволяет при минимальных энергозатратах обеспечивать максимальную производительность процесса получения рассола с оптимальной для данного метода плотностью в широком диапазоне концентраций солей в исходной минерализованной воде (от 4,5 г/л и выше), сводя при этом до минимума ее потребление.Carrying out electrodialysis of mineralized water in galvanostatic plants at a current density of 150-200 A / m 2 allows for minimum energy consumption to ensure maximum productivity of the brine production process with the density optimal for this method in a wide range of salt concentrations in the initial mineralized water (from 4.5 g / l and above), while minimizing its consumption.
Получение щелочного и кислого потоков и последовательное их смешивание с исходной минерализованной водой позволяет исключить образование нерастворимых осадков на мембранах в процессе электродиализа за счет предварительного удалении из исходной минерализованной воды карбонат-ионов в виде нерастворимого карбоната кальция при подщелачивании и разложения остаточных карбонат-ионов при последующем подкислении. При этом использование для получения щелочного и кислого потоков растворов диализата вместо исходной минерализованной воды снижает риск отложения в щелочном тракте аппарата нерастворимых соединений магния и кальция. The production of alkaline and acidic streams and their subsequent mixing with the source mineralized water eliminates the formation of insoluble deposits on the membranes during electrodialysis due to the preliminary removal of carbonate ions from the source mineralized water in the form of insoluble calcium carbonate during alkalization and decomposition of residual carbonate ions upon subsequent acidification . Moreover, the use of dialysate solutions to obtain alkaline and acidic streams instead of the initial mineralized water reduces the risk of deposition of insoluble magnesium and calcium compounds in the alkaline tract of the apparatus.
Проведение процесса электродиализа применительно к потоку диализата в потенциостатических условиях при напряжении 220-350 В, получаемого в качестве побочного продукта при электродиализе минерализованной воды в гальваностатических условиях, позволяет, во - первых, получать солевой концентрат, используемый в дальнейшем для поучения рассола, доводя таким образом коэффициент использования солей, содержащихся в исходной минерализованной воде, до максимально возможного значения, во - вторых, получать поток чистой опресненной воды, которая может быть использована на месторождении в зависимости от степени опреснения в качестве хозпитьевой воды или в качестве глубокоопресненной воды для подпитки в энергосистемы. The electrodialysis process in relation to the dialysate flow under potentiostatic conditions at a voltage of 220-350 V, obtained as a by-product during the electrodialysis of mineralized water under galvanostatic conditions, allows, firstly, to obtain a salt concentrate, which is then used to teach brine, thus leading the utilization rate of salts contained in the source mineralized water to the maximum possible value, and secondly, to obtain a stream of pure desalinated water, which can It is to be used in the field depending on the degree of desalination as potable water or as glubokoopresnennoy water to fuel in the power system.
Технический результат достигается также тем, что установка для получения тампонажных рассолов из природных минерализованных вод снабжена дегазатором - отстойником, аэратором - флотатором с эжекторами и соединенным с воздуходувкой аэрационным устройством, фильтром, шламовым накопителем, соединенными между собой посредством трубопроводов и арматуры через насосы и напрямую с фильтром и баками электродиализного концентрационного устройства (17), соединенного посредством трубопровода и арматуры своим рассольным контуром через регулятор уровня (34) с выпарным аппаратом (33) и напрямую с накопителем насыщенного рассола (38), а своим диализным контуром с накопителем регенерационной жидкости (13) и через насос со сборником подогретой опресненной воды (37), напрямую с устройством для получения кислого и щелочного растворов (22), связанного посредством трубопровода и арматуры своим щелочным трактом с дегазатором - отстойником (3) и аэратором - флотатором (5), своим кислотным трактом с баками электродиализного концентрационного устройства (17), а диализным трактом с баком концентрата (27) электродиализного опреснительного устройства (24), соединенного своим концентрационным контуром с баком рассола (20) концентрационного электродиализного устройства (17), накопителем опресненной воды (29), соединенным посредством трубопровода и арматуры с опреснительным контуром (баки 27, 28) электродиализного опреснительного устройства (24), устройством для получения высокотемпературного газообразного теплоносителя (31), соединенного газоходами соответственно через компрессор с дегазатором - отстойником (3), через воздуходувку с атмосферным воздухом и напрямую с выпарным аппаратом (33), сборником насыщенного рассола (23), соединенного посредством трубопровода и арматуры с выпарным аппаратом (33), конденсатором пара (35), соединенного посредством газоходов с выпарным аппаратом (33) и атмосферой, а посредством трубопроводов с опреснительным контуром электродиализного опреснительного устройства (24), сборником конденсата (36) и сборником подогретой опресненной воды (37). The technical result is also achieved by the fact that the installation for producing grouting brines from natural mineralized waters is equipped with a degasser - settler, an aerator - a flotator with ejectors and an aeration device connected to the blower, a filter, a slurry accumulator, interconnected by pipelines and valves through pumps and directly with filter and tanks of the electrodialysis concentration device (17), connected by means of a pipeline and fittings to its brine circuit through a regulator level (34) with an evaporator (33) and directly with a saturated brine accumulator (38), and with its dialysis circuit with a regeneration liquid accumulator (13) and through a pump with a heated desalinated water collector (37), directly with a device for producing acidic and alkaline solutions (22), connected through a pipe and fittings with its alkaline path to a degasser - settler (3) and aerator - flotator (5), its acid path to the tanks of the electrodialysis concentration device (17), and the dialysis path to the concentrate tank (27) ele ctrodialysis desalination device (24) connected by its concentration circuit to the brine tank (20) of the concentration electrodialysis device (17), desalinated water storage device (29) connected via a pipe and fittings to the desalination circuit (tanks 27, 28) of the electrodialysis desalination device (24) ), a device for producing a high-temperature gaseous coolant (31), connected by flues, respectively, through a compressor to a degasser-settler (3), through an air blower directly and with an evaporator (33), a saturated brine collector (23) connected via a pipe and fittings to an evaporator (33), a steam condenser (35) connected through gas ducts to the evaporator (33) and the atmosphere, and through pipelines with a desalination circuit of an electrodialysis desalination device (24), a condensate collector (36) and a collection of heated desalinated water (37).
Входящий в состав установки фильтр представляет собой выполненный с уклоном корпус, снабженный патрубком для подачи воды на фильтрацию, расположенным в верхней части корпуса, патрубком для вывода сгущенной пульпы, расположенным в нижней точке днища корпуса, патрубком для вывода фильтрата, соединенным с установленным внутри корпуса коллектором, на котором с заданным шагом параллельно расположены вертикальные цилиндрические фильтрующие элементы, регулятором давления и уровня жидкости внутри корпуса фильтра, представляющим собой трубу, расположенную вертикально внутри корпуса, открытый конец которой находится на высоте, превышающей высоту верхней границы вертикальных цилиндрических фильтрующих элементов, а другой конец трубы выведен за пределы корпуса через его боковую поверхность и соединен через дроссель со шламовым накопителем, при этом вертикальные цилиндрические фильтрующие элементы выполнены в виде соосно установленных внутреннего и внешнего решетчатых цилиндрических каркасов, между которыми по торцам расположены нижние и верхние цилиндрические кольца, прикрепленные внутренними боковыми поверхностями выступов к каркасным элементам внутреннего каркаса с внешней его стороны, а торцами выступов соответственно к верхнему сплошному диску и нижнему диску с соосно закрепленным выходным патрубком, связывающим коллектор с внутренней полостью вертикального цилиндрического фильтрующего элемента, причем внутренний каркас выполнен таким образом, что его верхние и нижние части в местах соединения с кольцами расширены по диаметру относительно его основной средней части, кроме того, между цилиндрическими кольцами и внешним каркасом расположен рукав, выполненный из фильтрующего материала, а соосно внешнему каркасу с внешней его стороны установлен цилиндр, выполненный из мелкоячеистой сетки или металлотканного материала и закрепленный вместе с фильтрующим материалом в верхней и нижней частях фильтрующего элемента с помощью хомутов на уровне колец. The filter included in the installation is a slanted housing, equipped with a nozzle for supplying water for filtration, located in the upper part of the housing, a nozzle for discharging condensed pulp located at the lower point of the bottom of the housing, a nozzle for discharging filtrate connected to a collector installed inside the housing , on which vertical cylindrical filter elements are arranged in parallel with a given step, by a pressure and liquid level regulator inside the filter housing, which is a pipe located vertically inside the casing, the open end of which is higher than the height of the upper boundary of the vertical cylindrical filter elements, and the other end of the pipe is led outside the casing through its side surface and connected through a throttle to a slurry reservoir, while the vertical cylindrical filter elements in the form of coaxially mounted inner and outer lattice cylindrical frames, between which lower and upper cylindrical rings are located at the ends, fastened by the inner side surfaces of the protrusions to the frame elements of the inner frame from its outer side, and the ends of the protrusions to the upper solid disk and lower disk, respectively, with an output pipe coaxially fixed connecting the collector with the inner cavity of the vertical cylindrical filter element, and the inner frame is made in such a way that its upper and lower parts at the junction with the rings are expanded in diameter relative to its main middle part, in addition, between the cylinder A sleeve made of filter material is located with rings and an external frame, and a cylinder is made coaxially with the external frame from the outer side of the cylinder, made of fine mesh or metal-cloth material and fixed together with the filter material in the upper and lower parts of the filter element with clamps at the ring level .
Предлагаемая установка для получения тампонажных рассолов из природных минерализованных вод, выполненная согласно изобретению, обеспечивает глубокую очистку исходного сырья от железа, дисперсной фазы примесей и нефтепродуктов, получение максимального количества рассола с предельной для метода электродиализа плотностью при минимальных затратах электроэнергии и сырья, получение опресненной воды в качестве побочного продукта, утилизацию содержащегося в исходном сырье природного газа с получением насыщенного рассола и конденсата водяного пара. The proposed installation for producing grouting brines from natural mineralized waters, made according to the invention, provides deep cleaning of the feedstock from iron, the dispersed phase of impurities and oil products, obtaining the maximum amount of brine with a density limit for the method of electrodialysis with minimal energy and raw materials, obtaining desalinated water in as a by-product, utilization of natural gas contained in the feedstock to produce saturated brine and condensate in yanogo steam.
В дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами его выполнения и предлагаемыми чертежами, на которых:
- фиг. 1 изображает аппаратурно-технологическую схему способа и установки получения тампонажных рассолов из природных минерализованных вод;
- фиг. 2 изображает фильтрующий элемент фильтра;
- фиг. 3 изображает график зависимости изменения степени концентрирования солей от числа циклов динамических испытаний на сеноманской и подтоварной водах;
- фиг. 4 изображает график зависимости выхода по току от плотности тока при получении рассола методом электродиализа в гальваностатическом режиме;
- фиг. 5 изображает график зависимости плотности рассола, получаемого электродиализным методом в гальваностатическом режиме, от плотности тока;
- фиг. 6 изображает график зависимости объемной производительности электродиализного аппарата по рассолу от плотности тока;
- фиг. 7 изображает график зависимости суммарных энергозатрат, приходящихся на 1 м3 рассола, получаемого методом электродиализа в гальваностатическом режиме, от плотности тока.In the future, the invention is illustrated by specific examples of its implementation and the proposed drawings, on which:
- FIG. 1 depicts a hardware-technological diagram of a method and installation for producing grouting brines from natural mineralized waters;
- FIG. 2 shows a filter element of a filter;
- FIG. 3 shows a graph of the dependence of the degree of salt concentration on the number of cycles of dynamic tests on Cenomanian and produced waters;
- FIG. 4 shows a graph of the dependence of current efficiency on current density upon receipt of the brine by the electrodialysis method in the galvanostatic mode;
- FIG. 5 is a graph of the density of the brine obtained by the electrodialysis method in the galvanostatic mode on the current density;
- FIG. 6 shows a graph of the volumetric productivity of the electrodialysis apparatus for brine versus current density;
- FIG. 7 shows a graph of the total energy consumption per 1 m 3 of brine, obtained by electrodialysis in the galvanostatic mode, on the current density.
Сведения, подтверждающие возможность реализации изобретения, относящиеся к способу получения тампонажных рассолов из природных минерализованных вод и установки для его осуществления, приводятся ниже. Information confirming the possibility of implementing the invention relating to a method for producing grouting brines from natural mineralized waters and installations for its implementation are given below.
Аппаратурно-технологическая схема способа и установки получения тампонажных рассолов из природных минерализованных вод представлена на фиг. 1. Установка в своем составе содержит:
- обсадную трубу (1) с глубинным насосом (2) для подачи природной (сеноманской) минерализованной воды;
- дегазатор - отстойник (3) для удаления остатков газа и дисперсной фазы из природной минерализованной воды;
- высоконапорный насос (4) для подачи осветленной минерализованной воды на аэрацию - флотацию через эжектор (6);
- аэратор - флотатор (5) с эжекторами (6 и 7) и аэрационным устройством (8) для удаления остатков природного газа, флотирования нефтепродуктов, окисления железа (Fe+2) и растворенной органической фазы кислородом воздуха;
- воздуходувку (9) для подачи атмосферного воздуха в аэрационное устройство (8);
- отстойник-накопитель подтоварной воды (10);
- высоконапорный насос (11) для подачи природной (подтоварной) минерализованной воды на аэрацию - флотацию через эжектор;
- фильтр (12), представляющий собой корпус (51) с патрубком для подачи воды на фильтрацию (54), коллектором (50), вертикальными цилиндрическими фильтрующими элементами (49), патрубком для вывода фильтрата (56), нижним патрубком для вывода сгущенной пульпы (55), трубопроводной системы (52) с вентилем (53) для периодического удаления легкой фазы примесей из верхней зоны фильтра;
- накопитель регенерационной жидкости (13), используемой для противоточной регенерации фильтра;
- насос (14) для подачи диализата на регенерацию фильтра;
- шламовый накопитель (15) для сбора пульпы, образующейся после регенерации фильтра;
- насос (16) для возврата осветленной минерализованной воды в дегазатор - отстойник;
- электродиализное концентрационное устройство (17) с насосами (18) и (19) и баками (20) и (21) соответственно для рассола и диализата;
- устройство для получения кислого и щелочного растворов (22);
- сборник насыщенного рассола (23), полученного методом электродиализного концентрирования;
- электродиализное опреснительное устройство (24) с насосами (25) и (26) и баками (27) и (28) соответственно для концентрата и опресненной воды;
- накопитель опресненной воды (29);
- компрессор (30) для удаления из дегазатора - отстойника и подвода попутного природного газа в устройство для получения высокотемпературного газообразного теплоносителя;
- устройство для получения высокотемпературного газообразного теплоносителя (31);
- воздуходувку (32) для подачи атмосферного воздуха в устройство для получения высокотемпературного газообразного теплоносителя;
- выпарной аппарат (33) с регулятором уровня жидкости (34);
- конденсатор пара (35);
- сборник конденсата (36);
- сборник подогретой опресненной воды (37);
- накопитель насыщенного рассола (38);
- насос для транспортировки подогретой опресненной воды (57);
- запорную арматуру (58-79).The instrumentation diagram of the method and installation for producing grouting brines from natural mineralized waters is shown in FIG. 1. The installation includes:
- casing (1) with a deep pump (2) for supplying natural (Cenomanian) mineralized water;
- degasser - sump (3) to remove residual gas and dispersed phase from natural mineralized water;
- high-pressure pump (4) for supplying clarified mineralized water to aeration - flotation through an ejector (6);
- aerator - flotator (5) with ejectors (6 and 7) and aeration device (8) for removing natural gas residues, flotation of oil products, oxidation of iron (Fe +2 ) and dissolved organic phase with atmospheric oxygen;
- a blower (9) for supplying atmospheric air to the aeration device (8);
- sump-reservoir of produced water (10);
- high-pressure pump (11) for supplying natural (commercial) mineralized water for aeration - flotation through an ejector;
- a filter (12), which is a housing (51) with a nozzle for supplying water for filtration (54), a collector (50), vertical cylindrical filtering elements (49), a nozzle for discharging the filtrate (56), and a lower nozzle for discharging the thickened pulp (55) a pipeline system (52) with a valve (53) for periodically removing the light phase of impurities from the upper zone of the filter;
- drive regeneration fluid (13) used for countercurrent regeneration of the filter;
- a pump (14) for feeding dialysate to the filter regeneration;
- sludge collector (15) for collecting pulp formed after regeneration of the filter;
- a pump (16) for returning clarified mineralized water to the degasser - sump;
- electrodialysis concentration device (17) with pumps (18) and (19) and tanks (20) and (21) for brine and dialysate, respectively;
- a device for producing acidic and alkaline solutions (22);
- a collection of saturated brine (23) obtained by the method of electrodialysis concentration;
- electrodialysis desalination device (24) with pumps (25) and (26) and tanks (27) and (28) for concentrate and desalinated water, respectively;
- desalinated water storage (29);
- a compressor (30) for removing from a degasser-settler and supplying associated natural gas to a device for producing a high-temperature gaseous coolant;
- a device for producing a high-temperature gaseous coolant (31);
- a blower (32) for supplying atmospheric air to a device for producing a high-temperature gaseous coolant;
- evaporator (33) with a fluid level controller (34);
- steam condenser (35);
- condensate collector (36);
- a collection of heated desalinated water (37);
- drive saturated brine (38);
- a pump for transporting heated desalinated water (57);
- stop valves (58-79).
Установка работает следующим образом. В случае использования в качестве исходной минерализованной воды сеноманской воды, не содержащей нефтепродуктов и другой органической фазы, технологический процесс реализуется путем подачи из обсадной трубы (1) сеноманской воды глубинным насосом (2) в дегазатор - отстойник (3), где осуществляется отделение водной фазы от содержащегося в ней природного газа - преимущественно метана, и от дисперсной фазы механических примесей. При этом для увеличения поверхности контакта дегазатор - отстойник может быть снабжен насадочными элементами (сетка, слой колец и т.д.). Поскольку метан существенно легче воздуха, то в процессе медленного течения водной фазы через отстойник (время пребывания не менее 40 минут) он самопроизвольно поднимается вверх и далее его удаляют из дегазатора - отстойника с помощью отсоса, производимого компрессором (30), с дальнейшей организованной подачей в устройство для получения высокотемпературного теплоносителя (31). Содержащаяся в сеноманской воде дисперсная фаза механических примесей за счет гравитационного эффекта осаждается, собираясь в нижней части дегазатора - отстойника в виде сгущенной пульпы, которую периодически самотеком выводят в шламовый накопитель (15). Далее осветленную и освобожденную от основного количества природного газа минерализованную воду высоконапорным насосом подают в эжектор (6), где ее смешивают с подсасываемым атмосферным воздухом. Данную операцию осуществляют с двойной целью: во - первых, в процессе контакта минерализованной воды с кислородом воздуха происходит быстрое окисление содержащейся в сеноманской воде растворимой формы железа (Fe+2) в нерастворимую форму железа (Fe+3), во - вторых, содержащийся в атмосферном воздухе инертный газ - азот способствует вытеснению из водной фазы остатков природного газа. Глубокое удаление природного газа из минерализованной воды обеспечивает, с одной стороны, полную взрывопожаробезопасность дальнейших технологических операций, с другой стороны, обеспечивает более полный перевод железа (Fe+2) в железо (Fe+3), поскольку природный газ является по химической природе достаточно сильным восстановителем и мешает протеканию окислительных процессов. Попадая после эжектора в аэратор-флотатор (5), газожидкостная смесь разделяется на три фазы: газо-воздушную, которая самопроизвольно удаляется из верхней зоны аэратора-флотатора в атмосферу, водную фазу и дисперсную фазу, состоящую из гидратированного оксида железа, карбоната кальция и гидроксида магния, которые частично осаждаются в нижней зоне аэратора - флотатора и периодически выводятся в виде пульпы в шламовый накопитель. Основное количество образовавшейся тонкодисперсной фазы примесей вместе с минерализованной водой подают на фильтрацию в фильтр (12) через верхний патрубок (54). Эффект удаления из природной минерализованной воды железа и осадкообразующих примесей усиливают, подавая генерируемый в устройстве для получения кислого и щелочного раствора (22) щелочной поток жидкости в дегазатор - отстойник (3) или аэратор - флотатор (5). При этом при подщелачивании исходной минерализованной воды протекают основные процессы, описываемые следующими химическими уравнениями:
2Fe2++O2+2OH- ---> Fe2O3 
HCO3 -+OH---->CO3 2-+ H2O; (2)
Ca2++CO3 2---->CaCO3 
Mg2++2OH---->Mg(OH)2 
Таким образом, путем снижения жесткости минерализованной воды на данной стадии технологии снижается риск отложения нерастворимых соединений на мембранах электродиализных аппаратов.Installation works as follows. If Cenomanian water, which does not contain oil products and other organic phases, is used as the initial mineralized water, the technological process is implemented by supplying Cenomanian water from the casing (1) with a deep pump (2) to a degasser-settler (3), where the aqueous phase is separated from the natural gas contained in it - mainly methane, and from the dispersed phase of mechanical impurities. Moreover, to increase the contact surface, the degasser - sump can be equipped with nozzle elements (mesh, layer of rings, etc.). Since methane is much lighter than air, during the slow flow of the aqueous phase through the sump (residence time of at least 40 minutes), it rises spontaneously and then it is removed from the degasser - sump using the suction produced by the compressor (30), with further organized supply to device for producing a high temperature coolant (31). The dispersed phase of mechanical impurities contained in the Cenomanian water is precipitated due to the gravitational effect, collecting in the lower part of the degasser - settler in the form of condensed pulp, which is periodically gravity drained into the slurry reservoir (15). Then, the mineralized water clarified and freed from the main amount of natural gas is fed by a high-pressure pump to the ejector (6), where it is mixed with aspirated atmospheric air. This operation is carried out for a double purpose: firstly, in the process of contact of saline water with atmospheric oxygen, the soluble form of iron (Fe + 2 ) contained in the Cenomanian water is rapidly oxidized to the insoluble form of iron (Fe +3 ), and secondly, contained in inert air - inert gas - nitrogen promotes the displacement of natural gas residues from the aqueous phase. Deep removal of natural gas from mineralized water provides, on the one hand, complete explosion and fire safety of further technological operations, on the other hand, provides a more complete conversion of iron (Fe + 2 ) to iron (Fe +3 ), since natural gas is quite strong in chemical nature reducing agent and interferes with the course of oxidative processes. After entering the aerator-flotator (5) after the ejector, the gas-liquid mixture is divided into three phases: the gas-air mixture, which is spontaneously removed from the upper zone of the aerator-flotator to the atmosphere, the aqueous phase and the dispersed phase, consisting of hydrated iron oxide, calcium carbonate and hydroxide magnesium, which are partially deposited in the lower zone of the aerator - flotator and are periodically removed in the form of pulp in the slurry reservoir. The main amount of the formed finely dispersed phase of impurities, together with mineralized water, is fed to the filter (12) for filtration through the upper pipe (54). The effect of removing iron and precipitating impurities from natural mineralized water is enhanced by supplying an alkaline liquid stream generated in the device for producing an acidic and alkaline solution (22) to a degasser-settler (3) or an aerator-flotator (5). In this case, when alkalizing the initial mineralized water, the basic processes proceed, described by the following chemical equations:
2Fe 2+ + O 2 + 2OH - ---> Fe 2 O 3
HCO 3 - + OH - ---> CO 3 2- + H 2 O; (2)
Ca 2+ + CO 3 2- ---> CaCO 3
Mg 2+ + 2OH - ---> Mg (OH) 2
Thus, by reducing the hardness of saline water at this stage of the technology, the risk of deposits of insoluble compounds on the membranes of electrodialysis machines is reduced.
Поступая во внутрь корпуса (51) фильтра (12), минерализованная вода проходит через вертикальные цилиндрические фильтрующие элементы (49), установленные на коллекторе (50), освобождается от дисперсной фазы примесей и через выходной патрубок (56) подается в баки (20) и (21) электродиализного концентрационного устройства (17). По мере накапливания примесей на поверхности вертикальных фильтрующих элементов они стекают в нижнюю часть фильтра в виде сгущенной пульпы и через патрубок (55) выводятся в шламовый накопитель (15). В случае использования в качестве исходной минерализованной воды подтоварной воды, содержащей до 400 г/м3 нефтепродуктов, технологический процесс водоподготовки перед электродиализным концентрированием несколько отличается. При этом подтоварную воду из емкости (10) высоконапорным насосом (11) подают в эжектор (7), где ее смешивают с подсасываемым атмосферным воздухом. Попадая после эжектора в аэратор - флотатор (5), газожидкостная фаза также разделяется на три фазы: газо-воздушную, которая самопроизвольно удаляется из верхней зоны аэратора - флотатора, фазу нефтепродуктов, образующуюся за счет напорной флотации в процессе движения воздуха через слой жидкости и накапливающуюся в верхней части аэратора - флотатора, и фазу освобожденной от основного количества нефтепродуктов подтоварной воды. Для усиления эффекта флотирования нефтепродуктов и эффекта окисления растворенной в подтоварной воде органики (снижение показателя ХПК) предусматривают дополнительное аэрирование подтоварной воды атмосферным воздухом, подаваемым воздуходувкой (9) через аэрационное устройство (8) в нижнюю зону аэратора - флотатора.Coming into the filter housing (51) inside the filter (12), the mineralized water passes through the vertical cylindrical filter elements (49) mounted on the collector (50), is freed from the dispersed phase of impurities and is supplied to the tanks (20) through the outlet pipe (56) and (21) an electrodialysis concentration device (17). As impurities accumulate on the surface of the vertical filtering elements, they flow into the lower part of the filter in the form of a thickened pulp and are discharged through a pipe (55) to a slurry tank (15). In the case of using bottled water containing up to 400 g / m 3 of oil products as the initial mineralized water, the technological process of water treatment before electrodialysis concentration is somewhat different. In this case, produced water from the tank (10) is fed by a high-pressure pump (11) to the ejector (7), where it is mixed with sucked-in atmospheric air. Getting into the aerator - flotator after the ejector (5), the gas-liquid phase is also divided into three phases: the gas-air phase, which spontaneously is removed from the upper zone of the aerator - flotator, the oil phase formed due to pressure flotation during air movement through the liquid layer and accumulating in the upper part of the aerator is a flotator, and the phase of produced water freed from the main quantity of oil products. To enhance the effect of flotation of petroleum products and the effect of oxidation of organics dissolved in produced water (lower COD), additional aeration of produced water with atmospheric air supplied by the blower (9) through the aeration device (8) to the lower zone of the flotator aerator is provided.
Подщелачивание исходной подтоварной воды осуществляют подачей щелочного потока из устройства для получения кислого и щелочного растворов непосредственно в аэратор - флотатор. При этом предусматривают непрерывный слив верхнего слоя обогащенной нефтепродуктами жидкой фазы из аэратора - флотатора с возвратом в емкость с подтоварной водой (10). Предусматривают также периодический автономный вывод в шламовый накопитель легкой фазы примесей из фильтра (12) через установленную в верхней его части трубопроводную систему (52) с вентилем (53). Установка также может работать с использованием одновременно обоих видов сырья (сеноманской и подтоварной минерализованных природных вод). По мере снижения пропускной способности фильтра (12) предусматривают его противоточную регенерацию водной фазой, предварительно накопленной в емкости для хранения диализата или обессоленной воды (13). Регенерацию фильтра осуществляют подачей с помощью насоса (14) очищенной от механических примесей и нефтепродуктов воды в коллектор фильтра (56) при закрытой арматуре (65) и (79), арматура (62), (63) и (53) при этом открыта. Регенерационную воду подают мощным импульсом длительностью 2-3 минуты, обеспечивая условия, при которых происходит встряхивание фильтрующего материала. Далее подачу регенерационной воды прекращают и переводят фильтр в режим фильтрации не 2-3 минуты, после чего импульсную регенерацию повторяют. Обычно для полной регенерации требуется не более трех импульсов. При использовании в качестве исходного сырья подтоварной воды для повышения эффективности удаления нефтепродуктов с таких фильтрующих элементов предусматривают возможность противоточной регенерации фильтров горячей водой, подаваемой насосом (57) в емкость (13) из сборника (37). Фильтрующий элемент (49) фильтра (12) представлен на фиг. 2 и в своем составе содержит соосно установленные внутренний (80) и внешний (81) решетчатые цилиндрические каркасы, между которыми по торцу расположены нижние (82) и верхние (83) цилиндрические кольца, прикрепленные внутренними боковыми поверхностями выступов к каркасным элементам внутреннего каркаса с внешней его стороны, а торцами выступов соответственно к верхнему сплошному диску (84) и нижнему диску (85) с соосно закупленным выходным патрубком (86), связывающим коллектор (50) с внутренней полостью вертикального цилиндрического фильтрующего элемента. В свою очередь внутренний каркас выполнен таким образом, что его верхние и нижние части в местах соединения с кольцами расширены по диаметру относительно основной средней части, а между цилиндрическими кольцами и внешним каркасом расположен рукав (87), выполненный из фильтрующего материала. Кроме того соосно внешнему каркасу с внешней его стороны установлен цилиндр (88), выполненный из мелкоячеистой сетки или металлотканного материала и закрепленный вместе с фильтрующим материалом в верхней и нижней частях вертикального цилиндрического фильтрующего элемента с помощью хомутов (89) на уровне верхних и нижних цилиндрических колец. Такая конструкция вертикальных цилиндрических фильтрующих элементов позволяет существенным образом повысить эффективность регенерации фильтрующей ткани, что не трудно обосновать, исходя из следующих рассуждений. При работе фильтра в режиме фильтрации фильтрующий материал обжимает внутренний решетчатый цилиндрический каркас, образуя свободное пространство между собой и внешним решетчатым цилиндрическим каркасом. Последнее обстоятельство приводит к тому, что во время работы фильтра в режиме противоточной регенерации расправленный потоком регенерационной жидкости фильтрующий материал резко ударяет своей внешней поверхностью по внешнему решетчатому цилиндрическому каркасу, способствуя тем самым более эффективному удалению примесей с поверхности фильтрующего материала. Alkalization of the initial produced water is carried out by feeding an alkaline stream from the device for producing acidic and alkaline solutions directly to the aerator - flotator. In this case, continuous drainage of the upper layer of the oil phase enriched in oil products from the aerator - flotator is provided, with return to the container with produced water (10). A periodic autonomous output of impurities from the filter (12) through the pipe system (52) installed in the upper part with a valve (53) to the slurry tank of a light phase is also provided. The installation can also operate using both types of raw materials (Cenomanian and commercial mineralized natural waters) simultaneously. As the filter capacity decreases (12), countercurrent regeneration is provided for by the aqueous phase previously accumulated in the storage tank for dialysate or demineralized water (13). The regeneration of the filter is carried out by supplying, using a pump (14), water purified from mechanical impurities and oil products to the filter manifold (56) with closed fittings (65) and (79), while the fittings (62), (63) and (53) are open. Regenerative water is supplied with a powerful pulse lasting 2-3 minutes, providing the conditions under which the shaking of the filter material occurs. Next, the supply of regeneration water is stopped and the filter is put into filtering mode for not 2-3 minutes, after which the pulse regeneration is repeated. Usually no more than three pulses are required for complete regeneration. When using commercial water as a feedstock to increase the efficiency of oil product removal from such filtering elements, it is possible to countercurrently regenerate the filters with hot water supplied by a pump (57) to a container (13) from a collection (37). The filter element (49) of the filter (12) is shown in FIG. 2 and in its composition contains coaxially mounted inner (80) and outer (81) lattice cylindrical frames, between which lower (82) and upper (83) cylindrical rings are located at the end, attached by the inner side surfaces of the protrusions to the frame elements of the inner frame with the outer its sides, and the ends of the protrusions, respectively, to the upper solid disk (84) and lower disk (85) with a coaxially purchased outlet pipe (86) connecting the collector (50) with the inner cavity of the vertical cylindrical filtering element cient. In turn, the inner frame is made so that its upper and lower parts at the junction with the rings are expanded in diameter relative to the main middle part, and a sleeve (87) made of filter material is located between the cylindrical rings and the outer frame. In addition, a cylinder (88) is installed coaxially with the outer frame from its outer side, made of a fine mesh or metal-cloth material and fixed together with the filter material in the upper and lower parts of the vertical cylindrical filter element with clamps (89) at the level of the upper and lower cylindrical rings . This design of vertical cylindrical filtering elements can significantly improve the efficiency of the regeneration of the filtering fabric, which is not difficult to justify on the basis of the following considerations. When the filter is operating in the filtration mode, the filter material compresses the internal lattice cylindrical frame, forming a free space between itself and the external lattice cylindrical frame. The latter circumstance leads to the fact that during operation of the filter in countercurrent regeneration, the filter material smoothed by the flow of regeneration liquid sharply strikes its outer surface against the external lattice cylindrical frame, thereby contributing to more efficient removal of impurities from the surface of the filter material.
Освобожденный от примесей фильтрат минерализованной воды поступает одновременно в бак рассола (20) и бак диализата (21). Электродиализное концентрационное устройство (17) в основе своей содержит электродиализный аппарат фильтрпрессного типа с рамками из диэлектрического материала, чередующимися катионо- и анионообменными мембранами и электродами, скомпонованными таким образом, что данная система в общей сложности образует два первичных тракта - тракт рассола и тракт диализата (частично обессоленная минерализованная вода). Насосы 18 и 19 служат для обеспечения гидродинамического режима циркуляции рассола и диализата между трактами электродиализного аппарата и баками. По каждому тракту электродиализное концентрационное устройство работает в противоточно-циркуляционном режиме. При этом часть готового концентрата (плотность 1100-1110 кг/м3) постоянно выводится либо в сборник рассола (23), либо на упаривание в выпарной аппарат (33) через регулятор уровня жидкости (34), а часть диализата (остаточное солесодержание 4,0-4,5 кг/м3) также постоянно выводится из системы и может поступать в емкость для хранения диализата (13) с использованием последнего для противоточной регенерации фильтра, в бак концентрата (27) и бак опресненной воды (28)опреснительного диализного устройства (24), в устройство для получения кислого и щелочного растворов (22). При этом полученный в устройстве (22) поток кислого раствора попадает в смеситель (90), где при смешении снижают щелочность исходного диализата и разрушают остаточное количество карбонат- и бикарбонат-ионов в соответствии с процессом, описываемым следующими химическими уравнениями:
OH-+H+-->H2O; (5)
CO3 2-+2H+--->CO2 
HCO3 -+H+--->CO2 
Удаление карбонат- и бикарбонат-ионов из минерализованной воды исключает в дальнейшем образование нерастворимых осадков на мембранах в процессе электродиализного концентрирования. Экспериментально установлено, что разрушение карбонат-ионов в минерализованной воде до остаточного содержания, не приводящего к отложению осадка на мембранах, наблюдается при pH < 6,0.The mineralized water filtrate freed from impurities enters both the brine tank (20) and the dialysate tank (21). The electrodialysis concentration device (17) basically contains a filterpress type electrodialysis apparatus with frames of dielectric material, alternating cation and anion exchange membranes and electrodes arranged in such a way that this system forms a total of two primary paths - the brine path and the dialysate path ( partially desalted mineralized water).
OH - + H + -> H 2 O; (5)
CO 3 2- + 2H + ---> CO 2
HCO 3 - + H + ---> CO 2
The removal of carbonate and bicarbonate ions from mineralized water excludes further the formation of insoluble deposits on the membranes during electrodialysis concentration. It was experimentally established that the destruction of carbonate ions in mineralized water to a residual content that does not lead to sedimentation on the membranes is observed at pH <6.0.
Устройство для получения кислого и щелочного растворов (22) может представлять собой либо трехтрактный электродиализатор с чередующимися мембранами МК-40 (МК-41), МА-40 (МА-41) и биполярными мембранами МБ-1 (МБ-2, МБ-3) фильтрпрессного типа, либо двухтрактный мембранный электродиализатор также фильтрпрессного типа. При использовании в качестве устройства для получения кислого и щелочного растворов электродиализатора с биполярными мембранами кроме кислого и щелочного трактов имеется тракт диализата, раствор которой постоянно выводят из системы и направляют в бак концентрата (27) электродиализного опреснительного устройства (24). В свою очередь в основе опреснительного электродиализного устройства также лежит двухтрактный электродиализный аппарат, отличающийся от электродиализного концентратора конфигурацией рамок и режимом эксплуатации. Данный аппарат работает в потенциостатическом режиме (постоянное напряжение между электродами). A device for producing acidic and alkaline solutions (22) can be either a three-channel electrodialyzer with alternating membranes MK-40 (MK-41), MA-40 (MA-41) and bipolar membranes MB-1 (MB-2, MB-3 ) a filterpress type, or a two-channel membrane electrodialyzer also a filterpress type. When used as a device for producing acidic and alkaline solutions of an electrodialyzer with bipolar membranes, in addition to the acidic and alkaline paths, there is a dialysate pathway, the solution of which is constantly removed from the system and sent to the concentrate tank (27) of the electrodialysis desalination device (24). In turn, the desalination electrodialysis device is also based on a two-channel electrodialysis device, which differs from the electrodialysis concentrator in the configuration of the frames and the operating mode. This unit operates in potentiostatic mode (constant voltage between the electrodes).
Режим работы опреснительного электродиализного устройства - проточно-циркуляционный и реализуется с помощью насосов (25) и (26), обеспечивающих соответственно тракт концентрата (бак 27) и тракт опресненной воды (бак 28). При этом часть концентрированного потока постоянно отводят в рассольный бак (20) электродиализной концентрационной установки, а часть опресненной воды используют в качестве хладагента, подавая ее в трубное пространство конденсатора (35) для конденсации в межтрубном пространстве сокового пара, отходящего от циклонно-пенного выпарного аппарата (33). В циклонно-пенном аппарате производят упаривание рассола, поступающего через регулятор уровня (34) из рассольного тракта концентрационной электродиализной установки, путем прямого контакта с газообразным теплоносителем, выводимым из теплогенератора (31). Газообразный теплоноситель получают путем сжигания в теплогенераторе (31) смеси попутного природного газа, отводимого с помощью компрессора (30) из дегазатора - отстойника (3), и подаваемого с помощью воздуходувки (32) атмосферного воздуха. Предельно упаренный рассол постоянно выводят из нижней части выпарного аппарата в накопитель насыщенного рассола (38), а конденсат сокового пара с остаточной минерализацией 5-10 г/м3 и температурой 70-90oC направляют в сборник конденсата (36) для дальнейшего использования в качестве подпитки в водный контур одной из энергетических установок (котельная, парогенератор и т.д.).The operation mode of the desalination electrodialysis device is flow-circulation and is implemented using pumps (25) and (26), which respectively provide a concentrate path (tank 27) and desalinated water path (tank 28). At the same time, part of the concentrated stream is constantly diverted to the brine tank (20) of the electrodialysis concentration unit, and part of the desalinated water is used as a refrigerant, supplying it to the tube space of the condenser (35) for condensation in the annulus of the steam leaving the cyclone-foam evaporator (33). In a cyclone-foam apparatus, the brine is introduced that enters through the level controller (34) from the brine path of the concentration electrodialysis unit by direct contact with the gaseous heat carrier discharged from the heat generator (31). A gaseous coolant is obtained by burning in a heat generator (31) a mixture of associated natural gas discharged with a compressor (30) from a degasser-settler (3) and supplied with an air blower (32). The maximally stripped brine is constantly removed from the bottom of the evaporator into the saturated brine storage tank (38), and the condensate of juice vapor with a residual mineralization of 5-10 g / m 3 and a temperature of 70-90 o C is sent to the condensate collector (36) for further use in as a feed into the water circuit of one of the power plants (boiler room, steam generator, etc.).
Пример 1. На специальном экспериментальном стенде, представляющем собой круглый фильтрующий элемент (площадь фильтрации 0,055 м2), работающем в режиме "под наливом", изучали влияние толщины фильтрующего слоя материала типа "дорнит" (иглопробивное нетканое лавсановое полотно, используемое традиционно при строительстве дорог в заболоченной местности), на глубину очистки сеноманской воды от железа и дисперсной фазы. Исходная сеноманская вода, содержащая 5,2 мг/л железа, была предварительно аэрирована атмосферным воздухом при температуре 21oC при соотношении объемов Г:Ж = 11:1 для окисления железа Fe2+ в железо Fe3+. Полученные результаты приведены в таблице 1.Example 1. On a special experimental bench, which is a round filter element (filtration area of 0.055 m 2 ), operating in the "under load" mode, the influence of the thickness of the filter layer of the material of the "dornite" type (needle-punched non-woven lavsan fabric traditionally used in road construction) was studied in wetlands), to the depth of the Cenomanian water purification from iron and the dispersed phase. The original Cenomanian water containing 5.2 mg / l of iron was pre-aerated with atmospheric air at a temperature of 21 o C with a volume ratio of G: W = 11: 1 for the oxidation of iron Fe 2+ to iron Fe 3+ . The results are shown in table 1.
Из полученных результатов следует, что при глубокой степени окисления Fe2+ в Fe3+ обеспечивается достаточная степень очистки сеноманской воды от железа и дисперсной фазы (остаточное содержание железа не превышает 0,05 мг/л, остаточное содержание дисперсной фазы < 0,02 мг/л) фильтрацией через многослойный дорнитовый фильтр при удельной нагрузке под наливом 2,2-2,5 м3/м2•ч.From the obtained results it follows that with a deep oxidation state of Fe 2+ in Fe 3+ , a sufficient degree of purification of Cenomanian water from iron and the dispersed phase is ensured (residual iron content does not exceed 0.05 mg / L, residual content of the dispersed phase <0.02 mg / l) by filtration through a multilayer dornite filter at a specific load under a loading of 2.2-2.5 m 3 / m 2 • h.
Пример 2. Сеноманскую воду из скважины общей минерализацией 17,6 г/л, содержащую растворенное железо (5,8 мг/л), дисперсную фазу (3,4 мг/л), подвергали отстаиванию, перемещали в аэрационное устройство, аэрировали атмосферным воздухом, после чего подавали на фильтрацию под наливом с удельной нагрузкой 2,5 м3/м2•ч и контролировали содержание железа в фильтрате. Полученные результаты приведены в таблице 2.Example 2. Cenomanian water from a well with a total mineralization of 17.6 g / l, containing dissolved iron (5.8 mg / l), a dispersed phase (3.4 mg / l), was sedimented, transferred to an aeration device, aerated with atmospheric air then it was fed to the filtration under bulk with a specific load of 2.5 m 3 / m 2 • h and the iron content in the filtrate was controlled. The results are shown in table 2.
Из полученных результатов однозначно следует, что существуют оптимальные параметры времени отстаивания (дегазации) и аэрации сеноманской воды для глубокого окисления Fe-2 в Fe3+ с переводом его в нерастворимый гидроксид. При этом время отстаивания не должно быть менее 40 минут, поскольку содержащийся в сеноманской воде газ (метан) является восстановителем и в его присутствии в дальнейшем требуется значительно больше воздуха для глубокого окисления железа (значительная часть воздуха требуется на отдувку метана). Оптимальное время отстаивания (дегазации) составляет 40-50 минут. Дальнейшее увеличение времени отстаивания не приводит к существенному улучшению результатов. Оптимальным соотношением объема воздуха к объему воды при аэрации является 5-6 объемов воздуха на 1 объем аэрируемой сеноманской воды при времени отстаивания 40-50 минут.It clearly follows from the obtained results that there are optimal parameters for the settling (degassing) time and aeration of Cenomanian water for the deep oxidation of Fe – 2 to Fe 3+ with its conversion to insoluble hydroxide. At the same time, the settling time should not be less than 40 minutes, since the gas (methane) contained in the Cenomanian water is a reducing agent and in its presence thereafter requires significantly more air for deep oxidation of iron (a significant part of the air is required for methane blowing). The optimal settling (degassing) time is 40-50 minutes. A further increase in the settling time does not lead to a significant improvement in the results. The optimal ratio of air volume to water volume during aeration is 5-6 volumes of air per 1 volume of aerated Cenomanian water with a settling time of 40-50 minutes.
Пример 3. Исходную подтоварную воду (общая минерализация 18,4 г/л, содержание железа 35 мг/л, общее содержание нефтепродуктов - 80 мг/л, показатель ХПК = 300) подвигали аэрированию в напорном вертикальном флотаторе атмосферным воздухом при различных соотношениях Г:Ж. В каждом случае верхний слив жидкости из флотатора (пену) удаляли, а вывод аэрированной воды на отстой и дегазацию осуществляли из средней зоны аэратора - флотатора. После отстоя подтоварную воду направляли на фильтрацию (многослойный дорнитовый фильтр) при удельной нагрузке 2,5 м3/м2•ч и анализировали в фильтрате содержание железа, нефтепродуктов и растворенной органической фазы. Полученные результаты представлены в таблице 3.Example 3. The source of commercial water (total mineralization 18.4 g / l,
Из полученных результатов следует, что аэрировать (флотировать) подтоварную воду целесообразно, начиная с соотношения объемов Г:Ж как 25:1. Однако нецелесообразно увеличивать соотношение Г:Ж более чем 30:1. При этом оптимальное время отстаивания (дегазации) составляет 40-50 минут. From the obtained results it follows that it is advisable to aerate (float) commercial water, starting with a ratio of volumes G: W as 25: 1. However, it is impractical to increase the ratio of G: W more than 30: 1. At the same time, the optimal settling (degassing) time is 40-50 minutes.
Пример 4. Исходную сеноманскую воду (общая минерализация 17,6 г/л, содержание железа 5,8 мг/л, содержание дисперсной фазы 3,4 мг/л, содержание бикарбонат-ионов 0,25 г/л, pH 7,2) после аэрирования, отстаивания и фильтрации подвергали электродиализному концентрированию в двухтрактном электродиализном концентраторе фильтрпрессного типа при постоянной плотности тока 175 А/м2 с получением потока рассола плотностью 1110 кг/м3 и потока диализата с остаточным солесодержанием 4,25 г/л. В процессе исследований варьировали показателем pH сеноманской воды на входе в диализный концентратор. Подкисление сеноманской воды проводили соляной кислотой. Контролировали процесс отложения нерастворимых солей (CaCO3) на мембранах в камере концентрирования. Интенсивность солеотложения оценивали по росту электрического сопротивления аппарата во времени и далее визуально, после разборки аппарата.Example 4. The source of Cenomanian water (total mineralization of 17.6 g / l, iron content of 5.8 mg / l, the content of the dispersed phase 3.4 mg / l, the content of bicarbonate ions 0.25 g / l, pH 7.2 ) after aeration, sedimentation and filtration, it was subjected to electrodialysis concentration in a two-channel electrodialysis concentrator of a filterpress type at a constant current density of 175 A / m 2 to obtain a brine stream with a density of 1110 kg / m 3 and a dialysate stream with a residual salt content of 4.25 g / l. In the process of research, the pH of the Cenomanian water at the entrance to the dialysis concentrator was varied. The Cenomanian water was acidified with hydrochloric acid. The process of deposition of insoluble salts (CaCO 3 ) on the membranes in the concentration chamber was controlled. Scale intensity was estimated by the increase in the electrical resistance of the apparatus over time and then visually, after disassembling the apparatus.
Полученные результаты приведены в таблице 4. The results are shown in table 4.
Из полученных результатов однозначно следует, что для предотвращения осадкообразования при электродиализном концентрировании в камерах концентрирования минерализованные воды, содержащие бикарбонат-ионы, должны быть подкислены до pH 5,5- 6,0. From the obtained results it clearly follows that to prevent sedimentation during electrodialysis concentration in the concentration chambers, mineralized waters containing bicarbonate ions should be acidified to a pH of 5.5-6.0.
Пример 5. На специальной пилотной установке, представляющей собой двухтрактный электродиализный концентратор фильтрпрессного типа с площадью мембран 0,43 м2, проводили серию опытов по концентрированию предварительно подготовленных сеноманской (дегазация, аэрирование, очистка от железа и дисперсной фазы фильтрацией) и подтоварной (напорная флотация нефтепродуктов, отстаивание с дегазацией и окислением растворенной органической фазы, очистка от остаточных нефтепродуктов и железа фильтрацией) вод. Предварительно все образцы воды были подкислены до pH 6,0. Скорость подачи воды во всех опытах составляла 0,67 л/ч. Перенос солей оценивали при концентрировании взятой порции воды до перехода ~50% анионов и катионов в концентрат. Контроль солесодержания осуществляли по хлорид-иону. Процесс диализа проводили в гальваностатическом режиме при плотности тока 1,75 А/дм2 (175 А/м2). Содержание железа в исследуемых образцах воды составляло < 0,05 мг/л, содержание твердой дисперсной фазы < 0,01 мг/л, содержание нефтепродуктов во всех образцах подтоварной воды составляло < 0,1 мг/л. Образцы очищенной подтоварной воды содержали различное количество растворенной органической фазы (показатель ХПК). Полученные результаты представлены в виде зависимостей на фиг. 3. Из приведенных зависимостей однозначно следует, что при концентрировании предварительно подготовленной сеноманской воды (а) перенос солей остается постоянным на заданном уровне концентрирования. Данный фактор показывает, что качество исходной воды удовлетворяет необходимым требованиям.Example 5. At a special pilot installation, which is a two-channel electrodialysis concentrator of a filterpress type with a membrane area of 0.43 m 2 , a series of experiments was carried out to concentrate previously prepared Cenomanian (degassing, aeration, purification of iron and dispersed phase by filtration) and commercial (pressure flotation oil products, sedimentation with degassing and oxidation of the dissolved organic phase, purification of residual oil products and iron by filtration) water. Previously, all water samples were acidified to pH 6.0. The water feed rate in all experiments was 0.67 l / h. The salt transfer was evaluated by concentrating a portion of water taken before ~ 50% of anions and cations transferred to the concentrate. The control of salinity was carried out by chloride ion. The dialysis process was carried out in the galvanostatic mode at a current density of 1.75 A / dm 2 (175 A / m 2 ). The iron content in the studied water samples was <0.05 mg / L, the content of the solid dispersed phase <0.01 mg / L, the oil content in all samples of produced water was <0.1 mg / L. Samples of purified bottom water contained a different amount of dissolved organic phase (COD). The results are presented as dependencies in FIG. 3. From the above dependencies it clearly follows that during the concentration of previously prepared Cenomanian water (a), salt transfer remains constant at a given concentration level. This factor shows that the quality of the source water meets the necessary requirements.
Что касается подтоварной воды, то при повышенном содержании растворимой органической фазы (ХПК > 40) перенос солей несколько падает во времени, возможно по причине постепенного отравления мембран органическими примесями. As for produced water, with an increased content of soluble organic phase (COD> 40), salt transport decreases somewhat over time, possibly due to the gradual poisoning of membranes with organic impurities.
Пример 6. На промышленной установке, включающей систему очистки сеноманской воды от железа и дисперсной фазы, подкисление воды до pH 6,0 по принципу, раскрытому в описании и представленному на фиг. 1, и электродиализный концентратор, работающий по проточно-циркуляционной схеме, проводили промышленные испытания способа и установки электродиализного получения рассола из сеноманской воды в гальваностатическом режиме. Гидродинамическая производительность электродиализного аппарата по диализному тракту составляла 40 м3/ч, активная площадь мембран - 1 м2, количество камер - 800. Полученные при проведении испытаний результаты представлены на фиг. 4-7.Example 6. In an industrial installation, including a system for purifying Cenomanian water from iron and the dispersed phase, acidification of water to pH 6.0 according to the principle disclosed in the description and presented in FIG. 1, and an electrodialysis concentrator operating according to a flow-circulation circuit, conducted industrial tests of the method and installation of electrodialysis production of brine from Cenomanian water in the galvanostatic mode. The hydrodynamic productivity of the electrodialysis apparatus along the dialysis tract was 40 m 3 / h, the active membrane area was 1 m 2 , the number of chambers was 800. The results obtained during the tests are presented in FIG. 4-7.
Из зависимости, приведенной на фиг. 4, следует, что плотность тока при электродиализном концентрировании должна поддерживаться в пределах 150-200 А/м2 для обеспечения максимального выхода по току. При этом было установлено, что остаточное солесодержание в диализате на выходе из концентратора не должна быть ниже 4,0 г/л, поскольку в условиях электродиализа при повышенных плотностях тока поток солей через мембрану будет превышать общий поток солей, поступающих в аппарат, что в конечном счете приведет к разложению воды, поляризации мембран, повышению расхода электроэнергии и интисификации процессов отложения нерастворимых солей на мембранах вследствие изменения pH. В то же время остаточное солесодержание в диализате нецелесообразно поддерживать более чем 4,5 г/л с целью минимизации расхода сеноманской воды на получение рассола.From the dependence shown in FIG. 4, it follows that the current density during electrodialysis concentration should be maintained in the range of 150-200 A / m 2 to ensure maximum current efficiency. It was found that the residual salt content in the dialysate at the outlet of the concentrator should not be lower than 4.0 g / l, since under electrodialysis conditions at increased current densities, the salt flux through the membrane will exceed the total salt flux entering the apparatus, which ultimately This will lead to the decomposition of water, polarization of the membranes, an increase in the energy consumption and the intactification of the processes of deposition of insoluble salts on the membranes due to changes in pH. At the same time, the residual salinity in the dialysate is impractical to maintain more than 4.5 g / l in order to minimize the flow of Cenomanian water to produce brine.
Как следует из зависимости, представленной на фиг. 5, плотность полученного при минимальных энергозатратах и максимальной производительности рассола находится в пределах 1100-1110 кг/м3.As follows from the dependence shown in FIG. 5, the density obtained at minimum energy consumption and maximum productivity of the brine is in the range of 1100-1110 kg / m 3 .
Согласно зависимости, представленной на фиг. 6, максимальная производительность концентратора по рассолу составляет 0,55-0,65 м3/ч при суммарных энергозатратах на 1 м3 рассола (фиг. 7) 42-62 кВт•ч.According to the relationship of FIG. 6, the maximum productivity of the hub for brine is 0.55-0.65 m 3 / h with a total energy consumption of 1 m 3 of brine (Fig. 7) 42-62 kW • h.
Пример 7. Диализат, полученный при концентрировании сеноманской воды в гальваностатических условиях, с остаточным солесодержанием 4,3 г/л подвергали электродиализному опреснению в потенциостатическом режиме в двухтрактной электродиализной установке ЭДУ (пропускная способность 5 м3/), работающей в проточно-циркуляционном режиме с отбором обессоленной воды и концентрата. Полученные при этом результаты приведены в таблице 5.Example 7. The dialysate obtained by concentrating Cenomanian water under galvanostatic conditions with a residual salt content of 4.3 g / l was subjected to electrodialysis desalination in a potentiostatic mode in a two-channel electrodialysis EDU installation (throughput 5 m 3 /), operating in a flow-circulation mode with selection of demineralized water and concentrate. The results obtained in this case are shown in table 5.
Из полученных результатов следует, что для глубокого обессоливания диализата операции концентрирования сеноманской воды (остаточное солесодержание 40-50 мг/л) нецелесообразно повышать напряжение более чем до 350 В, т.к. это не приводит к заметному улучшению результатов в отношении глубины обессоливания. В то же время напряжение на электродах не должно быть ниже 220 В. Что касается получения воды питьевого качества (остаточное солесодержание 500 мг/л), то для этих целей достаточно поддерживать напряжение 140-150 В. From the obtained results it follows that for deep dialysate desalination, the operation of concentrating Cenomanian water (residual salt content of 40-50 mg / l) is impractical to increase the voltage to more than 350 V, because this does not lead to a noticeable improvement in results regarding the depth of desalination. At the same time, the voltage at the electrodes should not be lower than 220 V. With regard to the production of potable water (residual salt content of 500 mg / l), for these purposes it is sufficient to maintain a voltage of 140-150 V.
Пример 8. Рассол плотностью 1110 кг/м3, полученный на установке электродиализного концентрирования из сеноманской воды, подвергали упариванию на пилотной установке. Пилотная установка упаривания рассола включала теплогенератор, основой которого служила газовая горелка, циклонно-пенный аппарат, устройство для подпитки аппарата исходным рассолом и регулирования уровня и устройство для вывода упаренного рассола и конденсатора сокового пара с воздуходувкой. Температура газообразного теплоносителя составляла 550oC, температура выводимого упаренного рассола - 76oC, температура отходящих паров - 79oC. После охлаждения упаренного рассола до 20oC, измеряли его плотность с помощью ареометра. Кроме того, измеряли солесодержание в конденсате сокового пара. В процессе проведения опытов было установлено, что максимальная плотность упаренного рассола (до начала выпадения кристалликов) составила 1243 кг/м3, а солесодержание в конденсате сокового пара не превышало 12 мг/л.Example 8. The brine with a density of 1110 kg / m 3 obtained on the installation of electrodialysis concentration from Cenomanian water, was subjected to evaporation in a pilot installation. The pilot unit for evaporation of the brine included a heat generator, the basis of which was a gas burner, a cyclone-foam apparatus, a device for feeding the apparatus with the initial brine and level control and a device for outputting one stripped brine and a juice vapor condenser with a blower. The temperature of the gaseous coolant was 550 o C, the temperature of the evaporated one-off brine was 76 o C, the temperature of the exhaust vapor was 79 o C. After the evaporated brine was cooled to 20 o C, its density was measured using a hydrometer. In addition, the salinity in the condensate of the juice vapor was measured. During the experiments, it was found that the maximum density of one stripped off brine (before the precipitation of crystals) was 1243 kg / m 3 , and the salt content in the condensate of the juice vapor did not exceed 12 mg / l.
Промышленная применимость. Industrial applicability.
Предлагаемый способ и установка для его осуществления по сравнению со способом и установкой прототипа позволяет обеспечить промышленное получение тампонажных рассолов в диапазоне плотностей 1100-1240 кг/м3 из природных минерализованных вод с солесодержанием 4 кг/м3 и более. При этом обеспечивается комплексная переработка минерализованных вод с утилизацией попутного газа, получением наряду с рассолами воды питьевого качества и обессоленной воды для водного цикла энергетических установок и систем отопления. Исключается завоз в нефтедобывающие районы большого количества каменных солей для получения тампонажных рассолов и "засоление" недр. Срок окупаемости комплексной установки с полным технологическим циклом производительностью по рассолу (плотность 1110 кг/м3) 25 м3/сутки с одновременным получением обессоленной воды до 20 м3/ч составляет 1,2-1,5 года.The proposed method and installation for its implementation in comparison with the method and installation of the prototype allows for the industrial production of grouting brines in the density range 1100-1240 kg / m 3 from natural mineralized waters with a salinity of 4 kg / m 3 or more. At the same time, the complex processing of mineralized water with the utilization of associated gas is ensured, along with the production of brines of potable water and demineralized water for the water cycle of power plants and heating systems. It excludes the importation into the oil-producing areas of a large amount of rock salts to obtain grouting brines and salinization of the subsoil. The payback period of a complex installation with a full technological cycle with a brine productivity (
Способ и основные узлы установки проверены на пилотных установках и на опытно-промышленной установке в производственных условиях на месторождении Тюменское АО "Черногорнефть" (г. Нижневартовск). The method and main components of the installation are tested on pilot installations and on a pilot industrial installation in a production environment at the Tyumen field of Chernogorneft JSC (Nizhnevartovsk).
Источники информации. Sources of information.
1. Получение тампонажных рассолов растворением в воде каменных солей. Технологическая инструкция N 487 АО "Черногорнефть", г. Нижневартовск. 1. Obtaining grouting brines by dissolving rock salts in water. Technological instruction N 487 of JSC Chernogorneft, Nizhnevartovsk.
2. А.с. СССР N 698632, C 01 D, 1979 (прототип). 2. A.S. USSR N 698632, C 01 D, 1979 (prototype).
3. А.с. СССР N 583099, C 01 D, 1978. 3. A.S. USSR N 583099, C 01 D, 1978.
4. Установки электродиализные опреснительные ЭДУ, Проспект Алма-Атинского электромеханического завода, Алма-Ата, П.К. Заказ 618, 1989. 4. Electrodialysis desalination plants EDU, Prospect of Alma-Ata Electromechanical Plant, Alma-Ata, P.K. Order 618, 1989.
5. B.Б. Коган. Теоретические основы типовых процессов химической технологии, Ленинград, "Химия", 1983, с. 369. 5. B. B. Kogan. Theoretical foundations of typical processes of chemical technology, Leningrad, "Chemistry", 1983, p. 369.
6. А.с. СССР N 1154437, E 21 B 43/28, 1985. 6. A.S. USSR N 1154437, E 21 B 43/28, 1985.
Claims (7)
и арматуры с выпарным аппаратом, конденсатором пара, соединенным посредством газоходов с выпарным аппаратом и атмосферой, а посредством трубопроводов с опреснительным контуром электродиализного опреснительного устройства, сборником конденсата и сборником подогретой опресненной воды.6. Installation for receiving grouting brines from natural mineralized waters, characterized in that it is equipped with a degasser-settler, aerator-flotator with ejectors and an aeration device connected to the blower, a filter, a slurry accumulator, interconnected by pipelines and valves through pumps and directly , a clarifier-reservoir of produced water, connected by a pipeline through a pump to an ejector and directly with an aerator-flotator, a regeneration fluid accumulator, connected by without a pump through pipelines and fittings with a filter, and tanks of an electrodialysis concentrating device, connected via pipelines and fittings with its brine circuit through a level regulator with an evaporator and directly with a saturated brine storage tank, and with its dialysate circuit, directly with a regeneration liquid storage tank, through a pump with a collection of heated desalinated water, directly with a device for producing acidic and alkaline solutions, connected through pipelines and fittings the alkaline path with a degasser-settler and aerator-flotator, the acid path with the tanks of the electrodialysis concentration device, and the dialysate path with the concentrate tank of the electrodialysis desalination device, connected by its concentration circuit to the brine tank of the concentration electrodialysis device, directly with the tanks of the electrodialysis desalination device, the drive desalinated water, connected through pipelines and valves with a desalination circuit of electrodialysis about pressurizing device, a device for producing a high-temperature gaseous coolant, connected by flues, respectively, through a compressor to a degasser-settler, through a blower, to atmospheric air and directly to an evaporator, a saturated brine collector connected by pipelines
and fittings with an evaporator, a steam condenser connected by means of gas ducts to the evaporator and the atmosphere, and through pipelines with a desalination circuit of an electrodialysis desalination device, a condensate collector and a heated desalinated water collector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98118944A RU2157347C2 (en) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | Method of preparation of plugging brines from natural mineralized waters and plant for its embodiment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98118944A RU2157347C2 (en) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | Method of preparation of plugging brines from natural mineralized waters and plant for its embodiment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98118944A RU98118944A (en) | 2000-09-10 |
| RU2157347C2 true RU2157347C2 (en) | 2000-10-10 |
Family
ID=20211406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98118944A RU2157347C2 (en) | 1998-10-19 | 1998-10-19 | Method of preparation of plugging brines from natural mineralized waters and plant for its embodiment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2157347C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107129090A (en) * | 2017-05-26 | 2017-09-05 | 东台银信钢结构工程有限公司 | A kind of oily-water seperating equipment being convenient to clean |
| CN117776220A (en) * | 2024-02-28 | 2024-03-29 | 鸿陆智能科技(山东)有限公司 | Intelligent salt pan salt-burning system |
-
1998
- 1998-10-19 RU RU98118944A patent/RU2157347C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Не имеет аналогов. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107129090A (en) * | 2017-05-26 | 2017-09-05 | 东台银信钢结构工程有限公司 | A kind of oily-water seperating equipment being convenient to clean |
| CN117776220A (en) * | 2024-02-28 | 2024-03-29 | 鸿陆智能科技(山东)有限公司 | Intelligent salt pan salt-burning system |
| CN117776220B (en) * | 2024-02-28 | 2024-05-10 | 鸿陆智能科技(山东)有限公司 | Intelligent salt pan salt-burning system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Mavukkandy et al. | Brine management in desalination industry: From waste to resources generation | |
| Subramani et al. | Treatment technologies for reverse osmosis concentrate volume minimization: A review | |
| Giwa et al. | Brine management methods: Recent innovations and current status | |
| US20210107806A1 (en) | Methods and systems for producing treated brines | |
| Arthur et al. | Technical summary of oil & gas produced water treatment technologies | |
| US20200299805A1 (en) | Method and apparatus for the treatment of water with the recovery of metals | |
| JP5873771B2 (en) | Organic wastewater treatment method and treatment apparatus | |
| CA2894162A1 (en) | Dissolved air flotation, antisolvent crystallisation and membrane separation for separating buoyant materials and salts from water | |
| US20120091061A1 (en) | Apparatus and process for desalination of brackish water using pressure retarded osmosis | |
| CN108275820A (en) | Method for treating water | |
| CN103998381A (en) | Industrial water purification and desalination | |
| CN108996791B (en) | Novel process for seawater desalination and comprehensive utilization | |
| US20140299529A1 (en) | Systems, Apparatus, and Methods for Separating Salts from Water | |
| CN109231632A (en) | The processing method and system of a kind of highly mineralized mine water reuse and resource utilization | |
| US20140091039A1 (en) | System and method for the treatment of hydraulic fracturing backflow water | |
| EA022491B1 (en) | Thermal distillation system and process | |
| Poirier et al. | A comprehensive review of pre-and post-treatment approaches to achieve sustainable desalination for different water streams | |
| US20150083663A1 (en) | System for enhanced reclaimed water recovery | |
| RU2157347C2 (en) | Method of preparation of plugging brines from natural mineralized waters and plant for its embodiment | |
| Gilron et al. | Brine treatment and high recovery desalination | |
| CN209411998U (en) | A kind of processing system of highly mineralized mine water reuse and resource utilization | |
| Kumar et al. | RO Reject Water Management Techniques | |
| Williams et al. | Non-thermal process for recovering reverse osmosis concentrate: process chemistry and kinetics | |
| CN213771708U (en) | Novel membrane treatment system for wastewater hardness removal | |
| Morgante et al. | Pioneering minimum liquid discharge desalination: A pilot study in Lampedusa Island |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091020 |