伴随着石化工业的迅速发展趋势,压井液的类型持续提升,添加物日益增加,使其构成极其繁杂,在其中一些成份对人体和条件均具备危害功效。渤海湾做为特别的水域,伴随着环境保护局势的日益不容乐观,将来三年将逐渐贯彻落实零排放现行政策,严格遵守陆上有关三废国家行业标准及行业标准,因而,当场发生的压井液废水务必根据船舶运输至陆地开展解决,很多压井液废水的物流成本极高,减量化解决将是水上压井液废水解决的发展趋向,急待处理海面压井液废水固液分离设备及再运用难点。文中对海面基压井液废水开展固液分离设备,并研究了其猪粪脱水机理,根据对海面压井液废水水相开展再回收利用,大幅度降低钻探废料回收利用量,合理减少压井液废料回收利用成本费,达到环境保护规定和生产制造工作要求。
1、试验原材料及仪器设备
絮凝剂PF-PCF,房间内自做,正离子双子座型聚合硫酸铁(相对分子质量300万,正离子度15%);絮凝剂聚合氯化铝铁、fecl3、聚氯化铝;一部分水解反应聚合硫酸铁、黄原胶、海面、NaOH、NaOH、NaCl、KCl、重晶石粉等。
离心脱水机、搅拌装置、电子分析天平、pH计、Materials Studio2017R2 手机软件。
2、結果与探讨
2.1 海面压井液废水的配置
渤海湾油气田运用的KCl/PHPA海面压井液管理体系,其基本上配制见表1。
由表1由此可见,KCl/PHPA海面压井液系统中关键改性剂为一部分水解反应聚合硫酸铁、低黏聚阴离子纤维、黄原胶、木薯淀粉和钠基膨润土,一部分水解反应聚合硫酸铁是一种阳离子型高聚物,黄原胶、淀粉是一种非无机化合物高聚物,针对以上海面压井液管理体系的斜板沉淀池,采用房间内生成的絮凝剂PF-PCF与其他三种絮凝剂聚合氯化铝铁、fecl3、聚氯化铝开展比照。
2.2 不一样絮凝剂的斜板沉淀池实际效果
取四只量杯,各取60mL仿真模拟海面压井液,添加同样浓度值、不一样种类的絮凝剂开展斜板沉淀池分离出来,絮凝剂的类型为PF-PCF、聚合氯化铝铁、fecl3、聚氯化铝4种,基本上秘方为:60mL仿真模拟海面压井液 4mL浓度值为100000mg/L的絮凝剂饱和溶液,仿真模拟海面压井液废水中添加絮凝剂后,搅拌,管理体系中絮凝剂的含量为6250mg/L。将四组试验离心式,如下图1所显示。
由图1由此可见,当絮凝剂浓度值同样时,PF-PCF可以完成仿真模拟海面压井液废水非均相彻底分离出来,在同样浓度值下其他三种絮凝剂的斜板沉淀池实际效果并不理想化。取下离心式获得的上清液(见图2),各自测量上清液的容积、pH值,测算脱干率,結果见表2。脱干率=(上清液容积-添加饱和溶液容积)/解决的压井液废水容积。
由表2由此可见,立即用絮凝剂开展斜板沉淀池的仿真模拟海面压井液废水,PF-PCF在浓度值为6250mg/L有优良的斜板沉淀池分离出来实际效果,在同样浓度值下,其他絮凝剂可以斜板沉淀池地基沉降压井液废水中的一部分固态,但并不可以使固液彻底分离出来。
2.3 絮凝剂PF-PCF应用浓度值的测量
取4只量杯,各取60mL仿真模拟海面压井液废水,各自添加同样容积、不一样浓度值的PF-PCF饱和溶液,实际秘方如下所示:
60mL压井液废水 4mL浓度值各自为60000、80000、100000、120000mg/L的PF-PCF饱和溶液,搅拌。
这时管理体系1-4号中絮凝剂PF-PCF的含量各自为3750、5000、6250、7500mg/L。将四组试验离心式,如下图3所显示。
由图3由此可见,当PF-PCF的含量做到6250mg/L时,才可以获得不错的斜板沉淀池实际效果。伴随着浓度值上升,斜板沉淀池分离出来获得的上清液更为清亮。取下离心式获得的上清液,测量各类数据信息,如表3所显示。
由表3由此可见,当管理体系中PF-PCF浓度值做到6250mg/L时,就可以完成固液分离设备,且由于浓度值上升,固液分离设备的脱干率还有一定水平的上升。挑选应用PF-PCF浓度值为7500mg/L,斜板沉淀池分离出来后上清液的pH=6.94,脱干率是55.7%,滑脱水较清。
2.4 海面压井液废水脱稳原理
仿真模拟应用Materials Studio2017R2
手机软件,根据GeometryOptimization专用工具对一部分水解反应聚合硫酸铁单分子模型开展优化结构,挑选Compass(Version2.8)引力场,静电引力和范德华功效各自选用Ewald和Atom-based求合方式,应用SmartMinimization优化算法使分子结构做到动能降到最低实体模型。一部分水解反应聚合硫酸铁单分子模型如下图4所显示。
选用Forcite控制模块中的Dynamics专用工具对提升好的涂层开展测算,挑选Ensemble为NVT(正则系综),Temperature:278K,TimeStep:1fs,TotalSimulationTime:500ps,NumberofSteps:5000,在Compass引力场下开展分子动力学仿真模拟,对各个实体模型反复多次测算,使每一组数据信息的误差在5%以内。
2个一部分水解反应聚合硫酸铁分子结构与100个水分开展融合,其构像实体模型如下图5所显示。
应用Materials Studio2017R2 手机软件对以上分子结构构像中的动能开展仿真模拟,数据信息如表4所显示。
2个一部分水解反应聚合硫酸铁分子结构、一个絮凝剂分子结构与水分以2∶1∶100搭建实体模型如下图6所显示。
应用Materials Studio2017R2 手机软件对以上分子结构构像中的动能开展仿真模拟,数据信息如表5所显示。
比照表4、表5中动能的转变,在添加絮凝剂前,一部分水解反应聚合硫酸铁与水分管理体系的总动能为-937.733kcal/mol,添加絮凝剂后,此混和管理体系的总动能为-390.518kcal/mol,管理体系中动能的平方根降低了547.215kcal/mol,下降率为58.4%。管理体系动能的降低造成2个一部分水解反应聚合硫酸铁分子结构互相挨近时,抵触能减少,管理体系不稳定,产生斜板沉淀池。一样得知,当一部分水解反应聚合硫酸铁吸咐絮凝剂时,因为一部分水解反应聚合硫酸铁带负电,而絮凝剂带正电,当二者吸咐后,一部分正电与负电产生电荷中合,使一部分水解反应聚合氯化铝的负电降低,ξ电位差减少,造成2个一部分水解反应聚合硫酸铁分子结构间的排斥力减少。
综合性2个一部分水解反应聚合硫酸铁分子结构间动能与ξ电位差的转变,都展现出减少的发展趋势,因而2个一部分水解反应聚合硫酸铁分子结构互相挨近,便于集聚,海面压井液废水的可靠性降低,造成斜板沉淀池。
3、结果
(1)根据对比实验,针对海面压井液废水,甄选的絮凝剂为PF-PCF,浓度值为7500mg/L,斜板沉淀池分离出来后上清液的pH=6.94,脱干率是55.7%,滑脱水较清。
(2)Materials Studio2017R2
手机软件,剖析了添加絮凝剂前后左右,海面压井液废水管理体系的动能平方根由937.733kcal/mol,降到390.518kcal/mol,下降率为58.4%,有益于海面压井液废水的固液分离设备。(来源于:中海国际油气田服務有限责任公司,东北石油大学)