Полиаминовая жидкость для сточных вод

Полиамины жидкие – это класс полимеров, содержащих несколько аминогрупп (-Нью-Гэмпшир₂) или иминогрупп (-Нью-Гэмпшир-). Благодаря положительно заряженным группам в молекулярных цепях и регулируемой молекулярной структуре они широко используются для очистки нефтесодержащих сточных вод и канализационных вод на нефтяных месторождениях. 

Нефтесодержащие сточные воды на нефтяных месторождениях имеют сложный состав, содержащий сырую нефть (эмульгированную, диспергированную), взвешенные частицы, соли (высокая соленость), добавки (такие как поверхностно-активные вещества, полимеры) и т. д., что затрудняет их очистку. Жидкие полиамины, обладающие уникальными физико-химическими свойствами, играют решающую роль в таких процессах, как деэмульгирование, флокуляция и очистка. 

1. Характеристики и трудности очистки нефтесодержащих сточных вод на нефтяных месторождениях 

Основные характеристики нефтесодержащих сточных вод на нефтяных месторождениях определяют сложность их очистки, а также формируют целевую основу для применения раствора полиамина: 

Высокая степень эмульгирования: сырая нефть в сточных водах часто образует устойчивую эмульсию типа «масло в воде» (М/В) с поверхностно-активными веществами (например, додецилбензолсульфонатом натрия, используемым для вытеснения нефти). Капли нефти имеют малый размер частиц (обычно < 10 мкм), сильный межфазный заряд и их трудно отделить естественным путём. 

Высокая концентрация соли и соленость: содержит большое количество ионов металлов, таких как Ca²⁺, Мг²⁺ и На⁺, а соленость может достигать 10⁴-10⁵ мг/л, что оказывает существенное влияние на стабильность и эффективность обычных агентов. 

Сложный состав: содержит полимеры (например, полиакриламид, используемый для вытеснения нефти), смолы, асфальтены и т. д., которые дополнительно повышают вязкость и стабильность сточных вод. 

Высокие требования к очистке: сточные воды должны соответствовать стандартам обратной закачки (вода для разработки нефтяных месторождений) или сброса (например, содержание нефти < 10 мг/л), а также предъявляются строгие требования к эффективности очистки. 

2. Механизм действия полиаминовой жидкости в нефтесодержащих сточных водах нефтяных месторождений 

Действие полиаминных жидкостей основано на особенностях их молекулярной структуры (катионный заряд, длинноцепочечная структура), а очистка сточных вод достигается в основном за счет следующих механизмов: 

1). Нейтрализация заряда. Капли нефти и коллоидные частицы (например, глина, органические вещества) в сточных водах нефтепромыслов обычно несут отрицательный заряд из-за адсорбции анионных поверхностно-активных веществ с относительно высоким дзета-потенциалом (обычно тссссс -30 мВ) и высокой стабильностью. Амино/иминогруппы в молекулярной цепи полиамина приобретают положительный заряд после протонирования. Они могут электростатически притягиваться к отрицательно заряженным каплям нефти и коллоидам, нейтрализовать их поверхностный заряд и снизить дзета-потенциал (обычно до <-15 мВ), что нарушает стабильность эмульсии и приводит к потере отталкивающей силы каплями и частицами нефти и их агрегации. 

2). Полиамины, образующие мостики флокуляции, имеют относительно длинную молекулярную цепь (с молекулярной массой обычно от 10⁴ до 10⁶). Несколько активных центров на молекулярной цепи могут одновременно адсорбировать несколько капель или частиц нефти. Благодаря эффекту мостиков ("bridging") диспергированные мелкие частицы объединяются в более крупные хлопья (размером до нескольких сотен микрометров), что ускоряет их осаждение или всплытие. 

3). Усиление эффекта деэмульгирования. Для стабильных эмульсий полиаминовая жидкость может проникать в границу раздела нефть-вода, замещать молекулы поверхностно-активного вещества на границе раздела и разрушать прочность межфазной пленки, в результате чего эмульгированные капли нефти сливаются в более крупные капли нефти и достигается разделение нефти и воды. 

3. Конкретные сценарии применения полиаминовой жидкости В зависимости от стадий очистки (предварительная очистка, глубокая очистка) нефтесодержащих сточных вод на нефтяных месторождениях методы и цели применения полиаминовой жидкости различаются: 

1). Этап предварительной обработки: деэмульсация и первичное удаление нефти 

Применимые сценарии: Для сточных вод с высоким содержанием нефтепродуктов (обычно 100–1000 мг/л), таких как сточные воды с устьев скважин добычи нефти и сточные воды после разделения на центральном пункте сбора. 

Функция: путем деэмульсификации и флокуляции преобразует эмульгированную нефть в свободную нефть, заставляет капли нефти собираться и всплывать, а также удаляет часть взвешенных твердых частиц, снижая нагрузку на последующую очистку. 

Способ применения: Обычно добавляется отдельно или в сочетании с неорганическим деэмульгатором (например, хлоридом кальция) в дозировке 50–200 мг/л. После очистки содержание нефтепродуктов в сточных водах может быть снижено до менее 50 мг/л. 

2). Этап углубленной обработки: очистка и соответствие стандартам 

Применимые сценарии: Сточные воды после предварительной очистки (с содержанием нефтепродуктов 10–50 мг/л) необходимо дополнительно очищать для соответствия стандартам обратной закачки или сброса (содержание нефтепродуктов <10 мг/л). 

Функция: Полиаминовая жидкость усиливает флокуляцию оставшихся мельчайших капель масла и взвешенных частиц, образуя более крупные хлопья. В сочетании с процессами осаждения или фильтрации (такими как осаждение на наклонных пластинах, воздушная флотация) обеспечивается глубокое удаление масла и взвешенных частиц.

 Способ применения: часто в сочетании с коагулянтами (например, полиалюминийхлоридом, ПАУ). Обволакивающий эффект полиаминов используется для укрепления мелких хлопьев, образуемых ПАУ, что повышает эффективность осаждения. После очистки содержание нефтепродуктов в сточных водах может быть снижено до менее 5 мг/л, а содержание взвешенных веществ – до < 20 мг/л, что соответствует требованиям к обратной закачке (например, для месторождений с низкой проницаемостью требуется обратная закачка при содержании нефтепродуктов < 5 мг/л) или требованиям к сбросу. 

3). Особые случаи: очистка сточных вод с высоким содержанием соли/высокой температурой. Сточные воды нефтяных месторождений часто находятся в условиях высокой температуры (40-80 ℃) и высокой солености. Обычные флокулянты (такие как соли алюминия, соли железа) склонны к гидролизу и разрушению. Однако молекулярная цепь полиамина обладает высокой стабильностью (устойчива к воздействию соли и температуры). Он способен сохранять плотность заряда в условиях высокой солености и не подвержен разложению при высоких температурах. Поэтому он подходит для очистки сточных вод в особых условиях, таких как Бохайское нефтяное месторождение (высокая соленость) и месторождения тяжелой нефти (высокая температура). 

 4. Преимущества и меры предосторожности при применении полиаминов в жидком виде 

Преимущества

Высокая эффективность: по сравнению с традиционными агентами (такими как ПАМ, сульфат алюминия) полиаминовая жидкость имеет более высокую плотность заряда, более высокую скорость деэмульгирования и флокуляции, а очищенные сточные воды отличаются высокой прозрачностью. 

Высокая приспособляемость: отличные свойства устойчивости к воздействию солей и температур, которые позволяют адаптироваться к сложным условиям эксплуатации сточных вод нефтяных месторождений. 

Меньше шлама: образующиеся хлопья компактны и обладают хорошей обезвоживающей способностью, что снижает затраты на обработку шлама. 

Хорошая совместимость: может использоваться в сочетании с другими агентами (такими как деэмульгаторы, бактерициды), не влияя на общий процесс обработки. 

Меры предосторожности 

Контроль дозировки: Избыточное добавление приведёт к образованию остаточного полиамина в воде, повышению ХПК или вторичному загрязнению. Оптимальную дозировку необходимо определить путём проведения небольших экспериментов (обычно 50–300 мг/л). 

Выбор типа: Молекулярная масса и содержание аминогрупп полиаминов влияют на эффективность (например, низкомолекулярные полиамины обладают сильными деэмульгирующими свойствами, а высокомолекулярные — хорошими флокулянтами). Выбор подходящего типа необходимо осуществлять в соответствии со свойствами сточных вод (такими как содержание нефтепродуктов, степень эмульгирования). 

Токсичность: Некоторые полиамины (например, немодифицированные алифатические полиамины) могут ингибировать развитие микроорганизмов при последующей биохимической очистке. Если сточные воды требуют биохимической очистки, следует выбрать малотоксичные модифицированные полиамины (например, сополимеры эпихлоргидрина и амина). 

Отраслевые атрибуты

Другие атрибуты

Возможность поставки

Время выполнения

Мастерская синтеза Цзюфан Технологический

Лаборатория Цзюфан