RU2724779C1 - Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений - Google Patents
Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724779C1 RU2724779C1 RU2020100726A RU2020100726A RU2724779C1 RU 2724779 C1 RU2724779 C1 RU 2724779C1 RU 2020100726 A RU2020100726 A RU 2020100726A RU 2020100726 A RU2020100726 A RU 2020100726A RU 2724779 C1 RU2724779 C1 RU 2724779C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- magnesium
- iodine
- bromine
- lithium
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 146
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 34
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 102
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 53
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 39
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims abstract description 27
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 24
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 23
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims abstract description 23
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 14
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 150000001649 bromium compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 150000004694 iodide salts Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 claims description 11
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims description 5
- KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N Chlorine Chemical compound ClCl KZBUYRJDOAKODT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 6
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 239000012716 precipitator Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 45
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 18
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 16
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 14
- 239000008398 formation water Substances 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 11
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 10
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 9
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- -1 iodine, bromine compounds Chemical class 0.000 description 7
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 7
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 6
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 6
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 4
- FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M rubidium chloride Chemical compound [Cl-].[Rb+] FGDZQCVHDSGLHJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 4
- JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M sodium bromide Chemical compound [Na+].[Br-] JHJLBTNAGRQEKS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 4
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 3
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940024548 aluminum oxide Drugs 0.000 description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000909 electrodialysis Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M iodide Chemical compound [I-] XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229940006461 iodide ion Drugs 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 229940102127 rubidium chloride Drugs 0.000 description 2
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000051981 Allolepis Species 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical class [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940043430 calcium compound Drugs 0.000 description 1
- 150000001674 calcium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 239000008236 heating water Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L magnesium dichloride hexahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.[Mg+2].[Cl-].[Cl-] DHRRIBDTHFBPNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M perchlorate Inorganic materials [O-]Cl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N perchloric acid Chemical compound OCl(=O)(=O)=O VLTRZXGMWDSKGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 150000003297 rubidium Chemical class 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Water Treatment By Sorption (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам комплексной переработки гидроминерального сырья, например природных рассолов или попутно добываемых вод нефтяных месторождений, с получением соединений лития, рубидия, магния, йода, брома. Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений включает предварительную очистку воды от механических примесей и нефти с последующим последовательным извлечением магния, лития, йода и брома, при этом литий и йод извлекают методом селективной сорбции, магний - осаждением, бром - воздушной десорбцией, с последующим использованием попутно добываемой воды в системе поддержания пластового давления нефтяных месторождений. После предварительной очистки воды от механических примесей и нефти проводят декарбонизацию попутно добываемой воды путем введения в нее католитного раствора гидроксида натрия до рН=9 и фильтрованием образовавшегося карбоната кальция. Затем извлекают литий и рубидий на селективных сорбентах и направляют воду на осаждение магния в виде гидроксида магния, где в качестве осадителя используют католитный раствор гидроксида натрия. После извлечения магния воду направляют на извлечение йода и брома. Часть воды после комплексной переработки подвергают электролизу для получения католитного раствора гидроксида натрия, который направляют на осаждение магния в виде гидроксида, и газообразного хлора, часть которого направляют на регенерацию сорбента рубидия и окисление иодидов и бромидов до молекулярного состояния перед извлечением йода и брома, а оставшуюся часть газообразного хлора и водород после электролиза воды используют для получения соляной кислоты, которую направляют на подкисление воды перед извлечением йода и брома. Изобретение позволяет увеличить степень извлечения полезных неорганических компонентов из природных рассолов или попутно добываемых вод нефтяных месторождений. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 ил.
Description
Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам комплексной переработки гидроминерального сырья, например природных рассолов или попутно добываемых вод нефтяных месторождений, с получением соединений лития, рубидия, магния, йода, брома.
Известен способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений (патент RU №2183202, МПК C02F 9/00, опубл. 10.06.2002), включающий стадию механической фильтрации, стадию адсорбционного выделения кальция, стадию выделения магния путем пропускания фильтрата через карбоксильный катионит в Na+-форме, регенерацию адсорбента концентрированным раствором хлорида натрия с последующей обработкой регенерата до карбонатов, концентрирование отработанной воды путем электродиализа с получением вторичных рассолов и обессоленной воды, стадию селективного выделения кальция, магния и стронция осуществляют в противоточной ионнообменной колонне с разделением потоков умягченной воды и рассола, содержащего соединения стронция и магния, с последующим осаждением магния в виде гидроокиси путем обработки раствором гидроокиси натрия, фильтрации через механический фильтр и обработки фильтрата раствором карбоната натрия, стадию выделения йода путем обработки воды раствором соляной кислоты до рН 2,0-2,5 добавлением в качестве окислителя хлорной воды из расчета 1,1 экв. хлора на 1 экв. йода и пропускания раствора через анионит АВ-17 в Сl-форме.
Недостатками способа являются чувствительность стадии адсорбционного выделения кальция и стадии выделения магния пропусканием фильтрата через карбоксильный катионит к наличию в исходной воде ионов железа, прочих тяжелых металлов и растворенных нефтепродуктов, содержащихся в попутной воде нефтяных месторождений, которые наравне с кальцием будут сорбироваться на поверхности адсорбента и карбоксильного катионита и снижать их эффективность, регенерация адсорбента и карбоксильного катионита концентрированным раствором хлорида натрия не приведет к отмыву сорбированных ионов железа, прочих тяжелых металлов и растворенных нефтепродуктов. Снижение эффективности адсорбента увеличит периодичность проведения регенераций, эксплуатационные затраты в целом, и в конечном итоге себестоимость производимой продукции.
Другим недостатком способа является концентрирование высокоминерализованной отработанной воды с использованием электродиализа, при котором неминуемо будет происходить концентрационная поляризация, создающая внешнее диффузионное сопротивление, уменьшающее селективность мембран по сравнению с истинной ее селективностью, и приводящая к осаждению солей на поверхности мембран, снижению производительности установки, степени разделения компонентов и срока службы мембран.
Известен способ комплексной переработки природных рассолов хлоридного кальциевого и хлоридного магниевого типов (патент RU №2436732, МПК C01F 5/10, опубл. 20.11.2011), включающий получение оксида и хлорида магния, а также брома и карбоната лития, из рассола сначала проводят совместное осаждение карбоната кальция и гидроксида магния с одновременным получением маточного раствора, содержащего хлорид натрия, который подвергают упариванию до выделения кристаллов хлорида натрия, кристаллы отделяют, растворяют в воде с получением концентрированного раствора хлорида натрия, который подвергают электролизу для получения газообразного хлора и католита-раствора гидроксида натрия; газообразный хлор используют для окисления бромид-ионов, содержащихся в упаренном растворе, с последующей десорбцией элементарного брома; католит после карбонизации углекислым газом и получения раствора карбоната и гидроксида натрия используют для осаждения карбоната кальция и гидроксида магния; осадок репульпируют в растворе хлорида кальция и подвергают карбонизации для получения карбоната кальция и раствора хлорида магния, осадок отделяют, из части раствора хлорида магния раствором карбоната и гидроксида натрия осаждают магнезию углекислую, которую затем прокаливают для получения оксида магния и углекислого газа; другую часть раствора хлорида магния упаривают для кристаллизации бишофита; из раствора после отделения кристаллов хлорида натрия осаждают карбонат лития раствором после карбонизации католита.
Недостатком способа является ограниченность его применения для комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений, используемых после переработки для поддержания пластового давления, поскольку исходный рассол перерабатывается нацело. Другим недостатком способа являются высокие энергетические затраты, связанные с необходимостью упаривать значительные объемы жидкости (так для 1 м3 перерабатываемой воды требуется упарить более 4 м3 маточного раствора) и повышенной потребностью в природном газе. Другим недостатком способа является низкая степень извлечения лития, которая составляет на уровне 80% и, соответственно, потери лития 20%. Вышеуказанные недостатки данного способа, в конечном счете, повышают себестоимость производимых химических соединений.
Известен способ извлечения рубидия из растворов сложного химического состава (патент RU №2040565, МПК C22B 26/10, опубл. 25.07.1995), включающий сорбцию рубидия на ферроцианидном сорбенте и последующую обработку сорбента с извлечением рубидия в раствор с получением хлорида рубидия, обработку ферроцианидного сорбента ведут в две стадии, на первой стадии раствором хлора во фторсодержащем органическом растворителе, на второй концентрированным водным раствором одноатомных спиртов с их последующей отгонкой упариванием и повторным использованием.
Недостатком способа является использование привозного баллонного хлора для регенерации сорбента.
Наиболее близким к заявленному изобретению является способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений (патент RU №2189362, МПК C02F 1/58, опубл. 20.09.2002), включающий предварительную очистку воды от механических примесей и нефти с последующим последовательным извлечением магния, лития, йода и брома, при этом литий и йод извлекают методом селективной сорбции, магний - осаждением, бром - воздушной десорбцией, с последующим использованием попутно добываемой воды в системе поддержания пластового давления нефтяных месторождений. Перед извлечением магния, лития, йода и брома экстрагируют бор.
Недостатками способа являются неполное извлечение полезных неорганических компонентов из природных рассолов или попутно добываемых вод нефтяных месторождений, высокое количество примеси в производимом гидроксиде магния за счет осаждения карбоната кальция при осаждении гидроксида магния, наиболее низкая эффективность осаждения лития в виде гидроалюмината лития при температуре попутно добываемой воды ниже 50°С, что в свою очередь требует высоких энергетических затрат на нагрев воды, а также высокий расход алюминийсодержащего реагента (мольное соотношение LiO2/Al2O3 должно составлять 1:4 для достижения 46,1% степени извлечения лития из пластовых вод, и 1:6 - для достижения степени извлечения лития 91,1% [Ланина, Т.Д. Процессы переработки пластовых вод месторождений углеводородов [Текст]: монография / Т.Д. Ланина, В.И. Литвиненко, Б.Г. Варфоломеев. - Ухта: УГТУ, 2006. - 172 с.: ил.]). Другим недостатком способа является сложность и многостадийность переработки гидроалюмината лития в товарную литиевую соль (хлорид, карбонат), включающую промывку отфильтрованного осадка с образованием сточных вод, репульпацию осадка, применение известкового разложения, термостатирования реакционной смеси при 70°С, фильтрацию осадка трехкальциевого гидроалюмината, очистку раствора хлорида лития от кальция и алюминия осадительными методами, утилизацию отфильтрованного осадка, содержащего соединения кальция и алюминия, концентрирование очищенного раствора, осаждение карбоната лития, его фильтрацию и промывку.
Технической задачей изобретения является наиболее полное извлечение полезных неорганических компонентов из природных рассолов или попутно добываемых вод нефтяных месторождений при обеспечении эффективности процесса переработки и получение качественного товарного продукта с сохранением качества воды, закачиваемой далее в пласты нефтяных месторождений для поддержания пластового давления.
Техническая задача решается способом комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений, включающим предварительную очистку воды от механических примесей и нефти с последующим последовательным извлечением магния, лития, йода и брома, при этом литий и йод извлекают методом селективной сорбции, магний - осаждением, бром - воздушной десорбцией, с последующим использованием попутно добываемой воды в системе поддержания пластового давления нефтяных месторождений.
Новым является то, что после предварительной очистки воды от механических примесей и нефти проводят декарбонизацию попутно добываемой воды путем введения в нее католитного раствора гидроксида натрия до рН=9 и фильтрованием образовавшегося карбоната кальция, затем извлекают литий и рубидий на селективных сорбентах и направляют воду на осаждение магния в виде гидроксида магния, где в качестве осадителя используют католитный раствор гидроксида натрия, причем гидроксид натрия на осаждение подают в количестве не более 95% от стехиометрии, после извлечения магния воду направляют на извлечение йода и брома, часть воды после комплексной переработки подвергают электролизу для получения католитного раствора гидроксида натрия, который направляют на осаждение магния в виде гидроксида, газообразного хлора, часть которого направляют на регенерацию сорбента рубидия и окисление иодидов и бромидов до молекулярного состояния перед извлечением йода и брома, а оставшуюся часть газообразного хлора и водород после электролиза воды используют для получения соляной кислоты, которую направляют на подкисление воды перед извлечением йода и брома.
Новым также является то, что для декарбонизации используют католитный раствор гидроксида натрия, полученный в результате электролиза пластовой воды после комплексной переработки.
Условно неисчерпаемые запасы попутно добываемых вод нефтяных месторождений дают возможность получения товарной химической продукции на основе извлекаемых ценных неорганических компонентов на весь период разработки нефтяных месторождений (20-50 лет) без вложения затрат на добычу воды (гидроминерального сырья). Заявляемая нами последовательность извлечения ценных неорганических компонентов из попутно добываемых вод нефтяных месторождений позволяет наиболее полно извлечь содержащиеся в воде ценные компоненты.
На чертеже представлена схема, поясняющая заявленный способ.
Сущность способа заключается в следующем. Исходную попутно добываемую воду нефтяных месторождений предварительно очищают от механических примесей и нефти, например, фильтрованием через слой гранулированной загрузки, регенерацию которой производят с помощью обратной промывки (например, по способу RU №2664936, МПК B01D 17/022, опубл. 23.08.2018, бюл. № 24). Далее воду направляют на декарбонизацию для удаления гидрокарбонат-иона. Декарбонизация позволяет избежать осаждения карбоната кальция при осаждении гидроксида магния и, как следствие, сократить количество примеси в производимом гидроксиде магния.
Декарбонизацию проводят введением в очищенную попутно добываемую воду при перемешивании гидроксида натрия до рН=9, выдерживанием образовавшейся суспензии при перемешивании в течение 1 часа для снятия пересыщения по карбонату кальция и фильтрованием образовавшегося карбоната кальция. Причем для декарбонизации используют гидроксид натрия, полученный в результате электролиза части пластовой воды после комплексной переработки.
Далее после декарбонизации воду подают в направлении движения потока снизу вверх на вертикальную колонку, загруженную селективным по отношению к литию гранулированным сорбентом, например, сорбентом на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития, работающим по интеркаляционному механизму. По мере исчерпания сорбционной емкости сорбента и появлению проскока лития, поток воды перенаправляют на аналогичную колонку с сорбентом, а насыщенную колонку переводят на регенерацию. Регенерация сорбента заключается в его отмывке от попутно добываемой воды и десорбции лития путем подачи обессоленной воды через колонку на проток или порциями в направлении движения потока сверху вниз. Полученный в результате десорбции раствор представляет собой первичный литиевый концентрат, который далее направляют на очистку от примесей магния и кальция, концентрирование любым известным способом (например, описанным в патенте RU №2688593). После чего литий осаждается в виде карбоната лития (товарного продукта) путем добавления раствора карбоната натрия и фильтрования выпавшего осадка карбоната лития.
После извлечения лития попутно добываемую воду подают в направлении движения потока снизу вверх на вертикальную колонку, загруженную селективным по отношению к рубидию гранулированным сорбентом, например, ферроцианидным сорбентом. По мере исчерпания сорбционной емкости сорбента и появлению проскока рубидия, поток воды перенаправляют на аналогичную колонку с сорбентом, а насыщенную колонку переводят на регенерацию сорбента путем его обработки раствором хлора во фторсодержащем органическом растворителе и водным раствором одноатомных спиртов с их последующей отгонкой и получением высококонцентрированного раствора соли рубидия. При этом для регенерации сорбента используют хлор, полученный в результате электролиза части пластовой воды после комплексной переработки, а отогнанный спирт вторично используется для десорбции рубидия в следующих циклах работы сорбента.
После извлечения лития и рубидия на селективных сорбентах пластовую воду направляют на осаждение магния в виде гидроксида, где в качестве осадителя используют католитный раствор гидроксида натрия, который получен в результате электролиза части пластовой воды после комплексной переработки. Гидроксид натрия, требуемый на осаждение магния, вырабатывается электролизом части пластовой воды после комплексной переработки в количестве не более 95% от стехиометрии в реакции образования гидроксида магния во избежание осаждения соединений кальция и, как следствие, увеличения примесей в осажденном гидроксиде магния. После реакции взаимодействия ионов магния, содержащихся в исходной пластовой воде, и гидроксида натрия пластовая вода с осадком гидроксида магния направляется на отделение осадка гидроксида магния, осадок гидроксида магния подвергают сушке, который далее может использоваться либо как товарный магнийсодержащий продукт, либо как сырье для последующего синтеза прочих магнийсодержащих соединений (хлорид, перхлорат, оксид магния и пр.).
Пластовая вода, отделенная от осадка гидроксида магния, поступает на стадию извлечения йода. Предварительно пластовая вода подкисляется соляной кислотой (НСl). Далее в воду подают хлор для окисления иодид-иона до молекулярного йода. Причем хлор поступает после электролиза части пластовой воды, направляемой после комплексной переработки, а для подкисления воды используют синтетическую соляную кислоту, полученную из растворения в воде хлороводорода, полученного путем сжигания водорода в хлоре, поступающих после электролиза части пластовой воды после комплексной переработки.
Далее воду подают в направлении движения потока снизу вверх на вертикальную колонку, загруженную селективным по отношению к йоду гранулированным сорбентом, например, анионит АВ-17 в Сl--форме. По мере исчерпания сорбционной емкости сорбента и появлению проскока йода, поток воды перенаправляют на аналогичную колонку с сорбентом, а насыщенную колонку переводят на регенерацию сорбента, например, путем его обработки раствором сульфита и хлорида натрия, а йодосодержащий концентрат направляют на переработку в товарный йод. После чего вертикальная колонна с сорбентом вновь готова для сорбции йода из новой порции пластовой воды. Циклы поглощения йода из пластовой воды сорбентом и десорбцию йода из него в вертикальных колоннах чередуют. Время насыщения определяют опытным путем для каждого типа воды.
Выбор именно сорбционного метода извлечения лития, рубидия и йода перед остальными методами (например, осаждением) обусловлен обеспечением высокой эффективности процесса для переработки вод со сравнительно невысокими концентрациями извлекаемых компонентов за счет существенно большей степени насыщения сорбентов при сохранении максимально возможной степени их извлечения.
После извлечения йода вода поступает на стадию извлечения брома. Предварительно в пластовую воду для окисления бромид-ионов до брома подают хлор, который поступает после электролиза части пластовой воды, направляемой после комплексной переработки. Далее вода поступает в вертикальную колонну с насадкой, где бром выдувают из раствора воздухом, подаваемым вентилятором. Бромовоздушную смесь из колонны направляют либо на конденсацию и выделение товарного брома, либо на абсорбцию раствором гидроксида натрия и получения бромида натрия.
Далее пластовую воду после корректировки pH направляют в систему поддержания пластового давления (ППД) для повторной закачки в пласт.
Заявляемая нами последовательность извлечения ценных компонентов из попутно добываемых вод нефтяных месторождений позволяет не только наиболее полно извлечь содержащиеся в воде ценные компоненты, но и позволяет сохранить качество пластовой воды для повторной закачки в пласты нефтяных месторождений, обеспечивая минимальное изменение солевого состава воды, не влияющее на выпадение осадков при смешении закачиваемых и пластовых вод. В противном случае смешение вод, имеющих различный физико-химический состав, может сопровождаться нарушением стабильности смеси и, как следствие, осадкообразованием, формирующим отложения в нефтепромысловом оборудовании и в пластах, выбранных под закачку. Осадкообразование приводит к кольматации призабойной зоны и порового пространства поглощающего или нефтеносного пласта, к износу нефтепромыслового оборудования и к трудоемким ремонтным работам. Для борьбы с выпадением солей проводятся мероприятия по предупреждению их отложений и удаления с внутренней поверхности оборудования и из порового пространства пласта.
Примеры конкретного осуществления способа.
Пример 1. Проверку реализации способа по схеме, представленной на фиг. 1, осуществляли на попутно добываемой воде Ромашкинского месторождения. Состав исходной попутно добываемой пластовой воды и воды после комплексной переработки приведен в таблице 1 в столбце 2.
Таблица 1 Состав исходной попутно добываемой пластовой воды и воды после комплексной переработки
| Параметр | Концентрация, г/дм3 | Степень извлечения компонента, % |
|
| в исходной воде | в воде после комплексной переработки | ||
| Общая минерализация | 211,057 | 210,649 | - |
| HCO3 - | 0,04 | 0 | - |
| Cl- | 130,41 | 129,75 | - |
| SO4 2- | 0,005 | 0,01 | - |
| Ca2+ | 16,01 | 15,98 | - |
| Mg2+ | 3,52 | 0,23 | 94 |
| Na2+ + К+ | 59,42 | 64,87 | - |
| Бромид Br - | 0,68 | 0,066 | 90 |
| Иодид I - | 0,012 | 0,001 | 92 |
| Литий | 0,012 | 0,001 | 92 |
| Рубидий | 0,950 | 0,015 | 98 |
Очистку исходной попутно добываемой пластовой воды от механических примесей и нефти выполнили фильтрованием через слой гранулированной загрузки марки «Orelilter», имеющий фракционный состав 0,7-1,7 мм. В результате очистки концентрация механических примесей в воде снизилась с 10,1 до 0,05 мг/дм3, нефти - с 24,3 до 0,1 мг/дм3.
Поскольку попутно добываемая вода содержит гидрокарбонат-ион в концентрации 0,04 г/дм3, то предварительно проводят ее декарбонизацию путем введения в воду при перемешивании гидроксида натрия до рН=9, выдерживанием образовавшейся суспензии при перемешивании в течение 1 часа и фильтрованием образовавшегося карбоната кальция. Для декарбонизации использовали гидроксид натрия, полученный в результате электролиза части пластовой воды после комплексной переработки. После декарбонизации гидрокарбонат-ион в воде полностью отсутствовал.
Извлечение лития. Предварительно очищенную и декарбонизированную попутно добываемую пластовую воду (V=1 м3) подают на одну из двух вертикальных колонок, загруженных гранулированным сорбентом на основе хлорсодержащей разновидности двойного гидроксида алюминия и лития для селективного извлечения лития. Направление подачи воды снизу вверх, объемная скорость - 10 колоночных объемов в час. Концентрация лития в исходной пластовой воде 0,012 г/дм3, в воде после вертикальной колонки - 0,001 г/дм3, степень извлечения - 92 % (фиг. 1). По мере исчерпания сорбционной емкости сорбента по литию и появлению его проскока после вертикальной колонки, поток воды перенаправляли на вторую колонку, а насыщенную колонку переводили на регенерацию обессоленной (дистиллированной) водой. Полученный в результате регенерации раствор представляет собой первичный литиевый концентрат с концентрацией лития - 0,64 г/дм3, магния - 0,015 г/дм3; кальция - 0,034 г/дм3, который далее направляют на дальнейшее концентрирование, очистку от примесей и получение карбоната лития.
Извлечение рубидия. После извлечения лития попутно добываемую воду подают на одну из двух вертикальных колонок, загруженных гранулированным ферроцианидным сорбентом. Направление подачи воды снизу вверх, объемная скорость - 10 колоночных объемов в час. Концентрация рубидия в исходной пластовой воде 0,95·10-3 г/дм3, в воде после вертикальной колонки - 0,015·10-3 г/дм3, степень извлечения - 98 %. По мере исчерпания сорбционной емкости сорбента по рубидию и появлению его проскока после вертикальной колонки, поток воды перенаправляли на вторую колонку, а насыщенную колонку переводили на регенерацию путем его обработки раствором хлора во фторсодержащем органическом растворителе и водным раствором одноатомных спиртов с их последующей отгонкой и получением высококонцентрированного раствора соли рубидия. Для регенерации ферроцианидного сорбента в условиях данного эксперимента используют баллонный хлор. В промышленных условиях для регенерации ферроцианидного сорбента предлагается использовать хлор, полученный в результате электролиза части пластовой воды после комплексной переработки. Полученный в результате регенерации раствор представляет собой первичный рубидиевый концентрат с концентрацией (10-3 г/дм3) рубидия 14,9, магния - 0,5; кальция - 3,6, натрия - 15,4; цезия - 0,1. Далее первичный рубидиевый концентрат направляют на дальнейшее концентрирование и очистку от примесей.
Осаждение магния. После извлечения лития и рубидия попутно добываемую воду направляют на осаждение магния в виде гидроксида, где в качестве осадителя использовался католитный раствор гидроксида натрия, полученный электролизом попутно добываемой воды и имеющий следующий состав: NaOH - 52 кг/м3, NaСl - 76 кг/м3. Гидроксид натрия подавался в попутно добываемую воду в количестве 95 % от стехиометрии в реакции образования гидроксида магния. После 20 минут перемешивания реакционной смеси осадок гидроксида магния отделялся от раствора, промывался обессоленной (дистиллированной) водой, отжимался на фильтре и сушился до постоянного веса. Чистота полученного гидроксида магния продукта - 98,6 %. Концентрация магния в исходной пластовой воде 3,52 г/дм3, в воде после осаждения магния - 0,23 мг/дм3. Таким образом, степень извлечения составила 94 % (фиг. 1).
Извлечение йода. Пластовая вода после отделения осадка гидроокиси магния предварительно подкисляется соляной кислотой до рН=2,5. Для подкисления воды используют соляную кислоту, полученную путем растворения в воде хлороводорода, синтезированного при сжигании водорода в хлоре, поступающих после электролиза части пластовой воды после комплексной переработки. В подкисленную воду дозируют хлор до достижения значения окислительно-восстановительного потенциала 620-650 мВ для окисления иодид-иона до молекулярного йода. Далее воду подают в направлении движения потока снизу вверх на одну из двух вертикальных колонок, загруженных анионитом АВ-17 в Сl--форме. Концентрация йода в исходной пластовой воде составляла 0,012 г/дм3, в воде после вертикальной колонки с анионитом АВ-17 - 0,001 г/дм3, степень извлечения - 92 % (фиг. 1). По мере исчерпания сорбционной емкости сорбента и появлению проскока йода, поток воды перенаправляют на вторую колонку с сорбентом, а насыщенную колонку переводили на регенерацию сорбента раствором сульфита и хлорида натрия. Массовая концентрация йода в десорбированном растворе составила 356 г/дм3. Йодосодержащий концентрат направляют на переработку в товарный йод.
Извлечение брома. Предварительно в пластовую воду для окисления бромид-ионов до брома подают хлор, который поступает после электролиза части пластовой воды, направляемой после комплексной переработки. Окисление бромид-ионов до брома проводится при значении окислительно-восстановительного потенциала 950-1000 мВ. Далее вода поступает в вертикальную колонну с насадкой, где бром выдувают из раствора воздухом с температурой 35-40°С, подаваемым вентилятором. Бромовоздушную смесь с концентрацией брома 0,31-0,35 г/м3 из колонны направляют на абсорбцию раствором гидроксида натрия. Степень извлечения брома - 90%.
Таким образом, в результате комплексной переработки 1 м3 попутно добываемой воды получено карбоната лития - 57 г, хлорида рубидия - 1,3 г, гидроксида магния - 8 кг, йода - 11 г, бромида натрия - 78 г.
Далее пластовую воду после корректировки pH направляют в систему поддержания пластового давления для повторной закачки в пласт.
Для оценки стабильности исходной попутно добываемой воды и воды после комплексной переработки сравнивали их солевой состав и показатели индекса стабильности Ланжелье и индекса насыщения. Расчет выполняли согласно методическим рекомендациям, приведенным в [Кащавцев В.Е., Мищенко И.Т. Солеобразование при добыче нефти - М.: Орбита-М, 2004. - 432 с.].
В результате комплексной переработки происходит снижение концентрации осадкообразующих ионов Ca2+, Mg2+ и HCO3 - в попутно добываемой воде: иона кальция - с 16,01 до 15,98 г/дм3, ион магния - с 3,52 до 0,23 г/дм3 и гидрокарбонат-ион полностью удаляется в результате декарбонизации. В результате чего на выходе после комплексной переработки попутно добываемой воды индекс стабильности Ланжелье увеличился с 6,2 до 7,6, а индекс насыщения снизился с минус 0,1 до минус 0,8, что свидетельствует о том, что вода стала более стабильная в отношении выпадения карбоната кальция, в отношении выпадения сульфата кальция (гипса) вода осталась без изменений.
Пример 2. Для определения количества гидроксида натрия в виде католитного раствора, необходимого на осаждение магния, была проведена серия экспериментов, в ходе которых определялись следующие показатели: остаточное содержание магния в воде после его осаждения, содержание примеси кальция в промытом дистиллированной водой осадке гидроксида магния в виде весового отношения Mg/Ca и степень осаждения магния. Результаты экспериментов занесены в таблицу 2.
Таблица 2 Количества гидроксида натрия в виде католитного раствора, необходимого на осаждение магния
| Количество введенного гидроксида натрия в виде католитного раствора, % от стехиометрии | рН исходный, ед. | Содержание магния, г/дм3 |
Весовое отношение Mg/Ca |
Степень осаждения магния, % |
||
| в исходной воде | в воде после осаждения магния |
в исходной воде | в воде после осаждения магния |
|||
| 90 | 9,0 | 9,1 | 3,52 | 0,62 | 32 | 82,4 |
| 95 | 9,3 | 0,23 | 30 | 93,5 | ||
| 100 | 9,8 | 0,15 | 24 | 95,7 | ||
| 110 | 10,1 | 0,02 | 17 | 99,4 | ||
Из таблицы видно, что при введении гидроксида натрия в количестве более 95 % от стехиометрии степень осаждения магния увеличивается незначительно (с 93,5 до 95,7 %), однако в выпавшем осадке гидроксида магния существенно возрастает содержание примеси кальция (весовое отношение Mg/Ca снижается с 30 до 24). Поэтому для сохранения высокой чистоты гидроксида магния, производимого по предлагаемому способу, количество введенного гидроксида натрия должно составлять не более 95 % от стехиометрии.
Таким образом, использование предполагаемого изобретения позволяет осуществить комплексную переработку попутно добываемых вод нефтяных месторождений с получением товарных химических соединений лития, рубидия, магния, йода, брома.
Несомненными преимуществами заявленного способа являются:
- сохранение качества пластовой воды после комплексной переработки, что дает возможность использовать ее для повторной закачки в пласты нефтяных месторождений, обеспечивая минимальное изменение солевого состава воды, не влияющее на выпадение осадков при смешении закачиваемых и пластовых вод;
- высокая степень извлечения индивидуальных компонентов (более 90 %);
- высокая чистота получаемых химических соединений лития, рубидия, магния, йода, брома;
- минимизация количества и ассортимента привозных химических реагентов, поскольку необходимые для реализации способа химические реагенты, в частности хлор, растворы гидроокиси натрия и соляной кислоты, получают путем электролиза части попутно добываемой воды после комплексной переработки;
- минимизация сточных вод и твердого осадка и газовых выбросов, и, соответственно, необходимости их утилизации.
Claims (2)
1. Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений, включающий предварительную очистку воды от механических примесей и нефти с последующим последовательным извлечением магния, лития, йода и брома, при этом литий и йод извлекают методом селективной сорбции, магний - осаждением, бром - воздушной десорбцией, с последующим использованием попутно добываемой воды в системе поддержания пластового давления нефтяных месторождений, отличающийся тем, что после предварительной очистки воды от механических примесей и нефти проводят декарбонизацию попутно добываемой воды путем введения в нее католитного раствора гидроксида натрия до рН = 9 и фильтрованием образовавшегося карбоната кальция, затем извлекают литий и рубидий на селективных сорбентах и направляют воду на осаждение магния в виде гидроксида магния, где в качестве осадителя используют католитный раствор гидроксида натрия, причем гидроксид натрия на осаждение подают в количестве не более 95% от стехиометрии, после извлечения магния воду направляют на извлечение йода и брома, часть воды после комплексной переработки подвергают электролизу для получения католитного раствора гидроксида натрия, который направляют на осаждение магния в виде гидроксида, газообразного хлора, часть которого направляют на регенерацию сорбента рубидия и окисление иодидов и бромидов до молекулярного состояния перед извлечением йода и брома, а оставшуюся часть газообразного хлора и водород после электролиза воды используют для получения соляной кислоты, которую направляют на подкисление воды перед извлечением йода и брома.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что для декарбонизации используют католитный раствор гидроксида натрия, полученный в результате электролиза пластовой воды после комплексной переработки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020100726A RU2724779C1 (ru) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020100726A RU2724779C1 (ru) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2724779C1 true RU2724779C1 (ru) | 2020-06-25 |
Family
ID=71135731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020100726A RU2724779C1 (ru) | 2020-01-14 | 2020-01-14 | Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2724779C1 (ru) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112723395A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-04-30 | 苏州聚智同创环保科技有限公司 | 一种页岩气压返液锂离子资源化处理工艺 |
| RU2758878C1 (ru) * | 2021-03-13 | 2021-11-02 | Общество с ограниченной ответственностью «Воронежпеностекло» | Способ очистки воды от взвешенных частиц |
| WO2022129973A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | Totalenergies Onetech | Installation for the treatment of an aqueous stream of produced water from an oil or gas field |
| RU2780216C2 (ru) * | 2021-09-08 | 2022-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" | Способ получения бромидных солей при комплексной переработке бромоносных поликомпонентных промысловых рассолов нефтегазодобывающих предприятий (варианты) |
| WO2022197212A1 (ru) * | 2021-03-13 | 2022-09-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" | Способ фильтрации воды через слой гранул |
| WO2023038541A1 (ru) * | 2021-09-08 | 2023-03-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" | Способ получения бромидных солей |
| CN116395805A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-07-07 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种盐湖有价资源锂、铷、铯、溴和碘的分离提取方法 |
| WO2023167612A1 (ru) * | 2022-03-03 | 2023-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" | Способ получения карбоната кальция из сред, содержащих кальций |
| CN117101291A (zh) * | 2022-05-13 | 2023-11-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种页岩气压裂返排液的处理工艺、处理系统及应用 |
| WO2024191951A1 (en) * | 2023-03-10 | 2024-09-19 | Element3, A Dba Of Lithos Industries, Inc. | Sorbent-based systems and methods for reducing a concentration of a metal from a fluid |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2040565C1 (ru) * | 1991-02-19 | 1995-07-25 | Пермский государственный технический университет | Способ извлечения рубидия из растворов сложного химического состава |
| RU2183202C2 (ru) * | 2000-08-21 | 2002-06-10 | Михайлов Михаил Михайлович | Способ комплексной переработки природных минерализованных вод |
| RU2189362C2 (ru) * | 2000-06-19 | 2002-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Коми" | Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений |
| RU2190700C1 (ru) * | 2001-01-09 | 2002-10-10 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ извлечения иода и брома из природных вод |
| US9719179B2 (en) * | 2012-05-23 | 2017-08-01 | High Sierra Energy, LP | System and method for treatment of produced waters |
| EA031635B1 (ru) * | 2013-09-13 | 2019-01-31 | Дженерал Электрик Компани | Обработка попутно добываемой воды для создания сверхкритической плотнофазной текучей среды и ее закачивания в геологические формации с целью добычи углеводородов |
-
2020
- 2020-01-14 RU RU2020100726A patent/RU2724779C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2040565C1 (ru) * | 1991-02-19 | 1995-07-25 | Пермский государственный технический университет | Способ извлечения рубидия из растворов сложного химического состава |
| RU2189362C2 (ru) * | 2000-06-19 | 2002-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-Коми" | Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений |
| RU2183202C2 (ru) * | 2000-08-21 | 2002-06-10 | Михайлов Михаил Михайлович | Способ комплексной переработки природных минерализованных вод |
| RU2190700C1 (ru) * | 2001-01-09 | 2002-10-10 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Способ извлечения иода и брома из природных вод |
| US9719179B2 (en) * | 2012-05-23 | 2017-08-01 | High Sierra Energy, LP | System and method for treatment of produced waters |
| EA031635B1 (ru) * | 2013-09-13 | 2019-01-31 | Дженерал Электрик Компани | Обработка попутно добываемой воды для создания сверхкритической плотнофазной текучей среды и ее закачивания в геологические формации с целью добычи углеводородов |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022129973A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | Totalenergies Onetech | Installation for the treatment of an aqueous stream of produced water from an oil or gas field |
| CN112723395A (zh) * | 2020-12-26 | 2021-04-30 | 苏州聚智同创环保科技有限公司 | 一种页岩气压返液锂离子资源化处理工艺 |
| RU2758878C1 (ru) * | 2021-03-13 | 2021-11-02 | Общество с ограниченной ответственностью «Воронежпеностекло» | Способ очистки воды от взвешенных частиц |
| WO2022197212A1 (ru) * | 2021-03-13 | 2022-09-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" | Способ фильтрации воды через слой гранул |
| RU2780216C2 (ru) * | 2021-09-08 | 2022-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" | Способ получения бромидных солей при комплексной переработке бромоносных поликомпонентных промысловых рассолов нефтегазодобывающих предприятий (варианты) |
| WO2023038541A1 (ru) * | 2021-09-08 | 2023-03-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" | Способ получения бромидных солей |
| RU2799367C2 (ru) * | 2022-03-03 | 2023-07-05 | Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" | Способ получения карбоната кальция из сред, содержащих кальций |
| WO2023167612A1 (ru) * | 2022-03-03 | 2023-09-07 | Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" | Способ получения карбоната кальция из сред, содержащих кальций |
| CN117101291A (zh) * | 2022-05-13 | 2023-11-24 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种页岩气压裂返排液的处理工艺、处理系统及应用 |
| WO2024191951A1 (en) * | 2023-03-10 | 2024-09-19 | Element3, A Dba Of Lithos Industries, Inc. | Sorbent-based systems and methods for reducing a concentration of a metal from a fluid |
| CN116395805A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-07-07 | 中国科学院青海盐湖研究所 | 一种盐湖有价资源锂、铷、铯、溴和碘的分离提取方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2724779C1 (ru) | Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений | |
| JP7083875B2 (ja) | 鹹水からの水酸化リチウム一水和物の製造方法 | |
| US20230087180A1 (en) | Preparation of lithium carbonate from lithium chloride containing brines | |
| US9719179B2 (en) | System and method for treatment of produced waters | |
| JP5910732B2 (ja) | 坑井からの随伴水処理方法および装置 | |
| KR102612121B1 (ko) | 염의 회수를 위한 방법 및 설비 | |
| US20130193074A1 (en) | Water treatment process | |
| RU2720420C1 (ru) | Способ сорбционного извлечения лития из литийсодержащих рассолов | |
| CN109734238A (zh) | 一种含盐废水的盐回收系统和方法、以及处理系统和方法 | |
| US12570537B2 (en) | Processes for recovering lithium values from lithium-containing brines | |
| US3842002A (en) | Method for removing sulfate and bicarbonate ions from sea water or brackish water through the use of weak anionic exchange resins containing amino groups of the primary and secondary type | |
| CN115521011B (zh) | 一种页岩气采出水零排放及资源化利用处理系统和方法 | |
| GB2394678A (en) | A solution rich in magnesium chloride (MgCl2) produced from seawater. | |
| CN105481160B (zh) | 一种浓盐水零排放制取工业盐的方法及装置 | |
| JPH1085791A (ja) | 海水の複合処理用の方法 | |
| AU2017246245B2 (en) | Mineral recovery and method for treatment of water having carbonate alkalinity | |
| RU2006476C1 (ru) | Способ получения минеральных веществ из морской воды | |
| RU2456239C1 (ru) | Способ получения бромистого кальция из природных бромсодержащих рассолов хлоридного кальциевого типа | |
| RU2477256C2 (ru) | Способ получения технического рассола | |
| SU1678771A1 (ru) | Способ получени минеральных веществ из морской воды | |
| EP4660137A1 (en) | Recycling effluents from sodium carbonate and calcium sulfate production | |
| EP4660139A1 (en) | Recycling effluents from sodium carbonate and calcium sulfate production | |
| RU2834791C1 (ru) | Способ получения моногидрата гидроксида лития биполярным электродиализом из рассолов хлоркальциевого типа и установка для его осуществления | |
| RU2780216C2 (ru) | Способ получения бромидных солей при комплексной переработке бромоносных поликомпонентных промысловых рассолов нефтегазодобывающих предприятий (варианты) | |
| EP4660138A1 (en) | Recycling of the nacl solution from the "gypsum workshop" to dissolve the na2so4 |