Научная статья на тему 'Подготовка технической воды для нужд нефтеперерабатывающего предприятия'

Подготовка технической воды для нужд нефтеперерабатывающего предприятия Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
127
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
НефтеГазоХимия
ВАК
Ключевые слова
артезианская вода / водоподготовка / коагулянт / флокулянт / техническая вода / artesian water / water treatment / coagulant / flocculant / industrial water

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Локшина Евгения Александровна, Кутушев Айбулат Асхатович, Мастобаев Борис Николаевич

В работе рассмотрена возможность умягчения артезианской воды для использования в технических целях на нефтеперерабатывающем предприятии, подобраны реагенты и определены их оптимальные концентрации. Актуальность статьи обоснована большой потребностью нефтеперерабатывающих заводов в качественно подготовленной воде для технологических процессов. Целью работы является подбор реагентов для умягчения и осветления артезианской воды, используемой для технических целей. и определение оптимальных концентраций реагентов с целью получения умягченной воды.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Локшина Евгения Александровна, Кутушев Айбулат Асхатович, Мастобаев Борис Николаевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PREPARATION OF PROCESS WATER FOR THE NEEDS OF AN OIL REFINERY

The paper considers the possibility of softening artesian water for use for technical purposes at an oil refinery, reagents are selected and their optimal concentrations are determined.The relevance of the article is justified by the great need of oil refineries for qualitatively prepared water for technological processes. The aim of the work is to select reagents for softening and clarification of artesian water used for technical purposes and to determine the optimal concentrations of reagents in order to obtain softened water.

Текст научной работы на тему «Подготовка технической воды для нужд нефтеперерабатывающего предприятия»

НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.NEFTEGAZOHIMIYA.RU ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ

£

УДК628.164-92

https://doi.org/10.24412/2310-8266-2023-1-15-21

Подготовка технической воды для нужд нефтеперерабатывающего предприятия

Локшина Е.А., Кутушев А.А., Мастобаев Б.Н.

Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450062, г. Уфа, Россия

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5444-5812, E-mail: ealokshina@mail.ru ORCID:https://orcid.org/0000-0003-3367-2201, E-mail: kutushev999@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5379-9520, E-mail: mastoba@mail.ru Резюме: В работе рассмотрена возможность умягчения артезианской воды для использования в технических целях на нефтеперерабатывающем предприятии, подобраны реагенты и определены их оптимальные концентрации. Актуальность статьи обоснована большой потребностью нефтеперерабатывающих заводов в качественно подготовленной воде для технологических процессов. Целью работы является подбор реагентов для умягчения и осветления артезианской воды, используемой для технических целей. и определение оптимальных концентраций реагентов с целью получения умягченной воды.

Ключевые слова: артезианская вода, водоподготовка, коагулянт, флокулянт, техническая вода.

Для цитирования: Локшина Е.А., Кутушев А.А., Мастобаев Б.Н. Подготовка технической воды для нужд нефтеперерабатывающего предприятия // НефтеГазоХимия. 2023. № 1. С. 15-21.

D0I:10.24412/2310-8266-2023-1-15-21

PREPARATION OF PROCESS WATER FOR THE NEEDS OF AN OIL REFINERY

Lokshina Evgeniya A., Kutushev Aybulat A., Mastobaev Boris N.

Ufa State Petroleum Technological University, 450062, Ufa, Russia ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5444-5812, E-mail: ealokshina@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3367-2201, E-mail: kutushev999@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5379-9520,E-mail: mastoba@mail.ru

Abstract: The paper considers the possibility of softening artesian water for use for technical purposes at an oil refinery, reagents are selected and their optimal concentrations are determined.The relevance of the article is justified by the great need of oil refineries for qualitatively prepared water for technological processes. The aim of the work is to select reagents for softening and clarification of artesian water used for technical purposes and to determine the optimal concentrations of reagents in order to obtain softened water. Keywords: artesian water, water treatment, coagulant, flocculant, industrial water. For citation: Lokshina E.A., Kutushev A.A., Mastobaev B.N. PREPARATION OF PROCESS WATER FOR THE NEEDS OF AN OIL REFINERY. Oil & Gas Chemistry. 2023, no. 1, pp. 15-21. DOI:10.24412/2310-8266-2023-1-15-21

На нефтеперерабатывающих заводах основная масса воды расходуется на охлаждение оборудования, конденсацию и на собственные нужды. Требования к качеству воды, зависят от ее назначения в производстве и особенностей установленного технологического оборудования. Вода для целей охлаждения не должна приводить к образованию карбонатных отложений и отложениям взвеси, возникновению коррозии труб и теплообменных аппаратов [1].

Достаточно большое количество воды расходуется на теплоэнергетические нужды. Для котлов высокого давления требуется вода с содержанием взвеси не более 3 мг/л,

практически обессоленная, полностью умягченная, обескремненная, деаэрированная и химически обескислороженная (жесткость < 0,0050,003 мг-экв/л, содержание оксидов железа, меди и кремния соответственно 0,01, 0,005 и 0,002 мг/л, нитратов и нитритов < 0,02 мг/л и кислорода до 0,01 мг/л) [2].

Качество воды играет ключевую роль в бесперебойной работе теплотехнического оборудования и сроке его эксплуатации. Одной из главных причин неполадок в работе оборудования являются растворенные в воде вещества, определяющие жесткость и щелочность воды. В основном это связано с образованием отложений накипи. В настоящее время актуальность проблемы водоподготовки очень высока, так как основной причиной отложения накипи является наличие в воде соединений Са2+ и Мд2+. Отложения накипи, известкового налета и коррозии ведут к снижению эффективности процесса теплопередачи и сильному перегреву оборудования, а также к уменьшению КПД котельных установок и увеличению расхода топлива [3].

В данной работе рассмотрена возможность умягчения артезианской воды для использования в технических целях на нефтеперерабатывающем предприятии, подобраны реагенты и определены их оптимальные концентрации [4].

Цель проведения экспериментов: осуществить подбор реагентов для умягчения и осветления артезианской воды, используемой для технических целей, и определение оптимальных концентраций реагентов с целью получения умягченной воды с жесткостью не более 1,6 мг-эквл/л [5]. Исходные данные представлены в табл. 1.

Задачи исследования

1. Определение дозы извести, необходимой для умягчения воды и декарбонизации.

2. Подбор коагулянта и флокулянта для осветления умягченной воды.

3. Определение дозы кислоты для корректировки рН.

Образец артезианской воды предоставлен НПЗ в объеме 100 л.

Расчет дозы извести, необходимой для умягчения исходной воды

1. Расчет дозы извести по СНиП 2.04.02-84* Водоснабжение. Наружные сети и сооружения [6].

При соотношении между концентрацией в воде кальция и карбонатной жесткостью (Са2+)/20<Жк

Ди = 28[(С02)/22 + 2ЖК -- (Са2+)/20 + Дк/ек + 0,5],

где (СО2) - концентрация в воде свободной двуокиси углерода, мг/л; (Са2+) - содержание в воде кальция, мг/л; Дк - доза коагулянта FeCl3 или FeS04 (в расчете на безводные продукты), мг/л; ек - эквивалентная масса активного вещества коагулянта, мг/мг-экв (для FeCl3 - 54, для FeS04 Ц 76). В нашем случае данный коэффициент равен нулю.

Временная (карбонатная) жесткость воды - содержание бикарбонатов кальция и магния Са(НСО3)2 и Мд(НСО3)2, мг-экв/л. Определим карбонатную жесткость по формуле

Жк = (НС0-3)/61,02 = 446/61,02 = 7,31 мг-экв/л;

(Са2+)/20 < Жк, 84,2/20 = 4,21 < 4,75, следовательно, формула выбрана верно.

Ди = 28[(С02)/22 + 2Жк - (Са2+)/20 + Дк/ек + 0,5] = = 28[(0/22) + 2-7,31 - (84,2/20) + 0 + 0,5] = 305,48 мг/л.

2. Расчет дозы извести по уравнению реакции.

Необходимая доза извести для умягчения и декарбонизации, рассчитанная по уравнению реакции:

Са(НСО3)2 + Са(ОН)2

Так как 1 моль Са(НСО3)2 вступает в реакцию с 1 молем извести Са(ОН)2, то количество вещества гидрокарбоната кальция, вступающего в реакцию, равно количеству вещества извести:

v(Са(НСО3)2) = v(Са(ОН)2).

т(Са (НСО3 )2)

Таблица 1

Качественные показатели воды артезианской скважины

Наименование показателя Результаты, полученные от НПЗ, мг/л Результаты, полученные от лаборатории в г. Уфа, мг/л

Ph 7,63 8,2

Аммоний (1\Н4) 0,1

Калий(К) 0,00 0,50

Натрий (№) 12 52

Магний (Мд) 12,1 14

Кальций (Са) 93,6 84,2

Железо ^е) 0,58 0,030

Всего катионов 118,38

Хлориды (О) 18,3 19

Нитраты (1\Ю3) 0,2

Фториды 0,25

Сульфаты е04) 36,2 53

Бикарбонаты (НС03) 290,00 446

Всего анионов 344,95

Углекислый газ (С02) 12

Солесодержание 463,33 456

Перманганатная окисляемость 0,72 <0,25

Взвешенные вещества 0,9

Жесткость общая 5,6 0Ж 5,6 0Ж

Марганец <0,01

)2 ^ 2 СаСО3^ + 2 Н2О.

ЧСа(НСО3)2) =

0,442 г 101 г/моль

^(Са (НСО3 )2)

0,004 моль,

где V - количество вещества, моль; m - масса вещества, г; M - молярная масса вещества,

М(Са(НСО3)2) = 40 + (1 + 12 + 16^3)^2 = 162 г/моль.

Следовательно, необходимая доза извести рассчитывается следующим образом:

m(Ca(0H)2) = v(Са(ОН)2) • M(Ca(0H)2) = = 0,004- моль • 74 г/моль = 0,296 г.

Опытные испытания по умягчению исходной воды

Так как необходимо брать дозу извести с избытком, были приготовлены две пробы: проба 1 с добавлением расчетной дозы извести 300 мг/л Са(0Н)2, проба 2 с дозой извести, взятой с избытком - 350 мг/л Са(0Н)2 Обе пробы мутные, имеют белые мелкие взвеси. Визуально проба 2 осветляется лучше, осадка больше. Методом титрометри-ческого анализа измерена жесткость обеих проб, рН и солесодержание измерены рН-метром и кондуктометром соответственно. Проведенные анализы представлены в табл. 2.

По итогам первого эксперимента выбрали для дальнейших исследований пробу 2 с содержанием извести 350 мг.

Далее с уже умягченной водой (с добавлением рассчитанной дозы извести, взятой с избытком 350 мг) проводился подбор коагулянтов и флокулянтов.

В ходе исследования по осветлению и умягчению артезианской воды были проведены эксперименты по подбору дозы извести и по обработке воды различными реагентами. Результаты оценивались визуально. Пробы, показавшие лучший результат, направлялись на лабораторный анализ.

Далее проводились эксперименты по подбору коагулянта. В качестве коагулянтов были выбраны: полиоксихлорид алюминия, алюминат натрия, сульфат железа, Каустамин 15 [7].

Приготовлены 10%-е растворы полиоксихлорида алюминия, алюмината натрия, сульфата трехвалентного железа и 1%-й раствор Каустамина-15. Коагулянты добавлялись после добавления 350 мг/л Са(0Н)2.

Сравнение обработки воды сульфатом трехвалентного железа и Каустамином-15.

Доза по активному веществу сульфата железа - 80 мг/л.

НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.NEFTEGAZOHIMIYA.RU

(ИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ

■о-

Таблица 2

Результаты исследования проб

Наименование показателя Проба 1 Проба 2

рН 8,2 8,4

Жесткость, мг-экв/л 3 2,8

Щелочность, мг-экв/л 4 3,8

Солесодержание, мг/л 350 340

Результаты титрометрического анализа проб воды

Наименование показателя Проба с добавлением Каустамина-15 Проба с добавлением сульфата железа

рН 8,6 8,15

Жесткость, мг-экв/л 2 2,8

Щелочность, мг-экв/л 3,3 3,8

Ca2+, мг/л 0,8 1,6

Mg2+, мг/л 1,2 1,2

Солесодержание, мг/л 267 330

Таблица 4

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Результаты титриметрического анализа проб воды

Наименование показателя Проба 1 (ПОХА] Проба 2 (алюминат натрия] Проба 3 (сульфат железа] Проба 4 (Каустамин-15]

рН 8,1 8,36 8 8,2

Жесткость, мг-экв/л 3,1 2,6 3,8 2,6

Ca2+, мг/л 1,9 1,4 2 1,4

Mg2+, мг/л 1,2 1,2 1,8 1,2

Солесодержание, мг/л 350 315 380 310

1. Вода с добавлением сульфата трехвалентного железа (справа) и вода с добавлением Каустамина-15 (слева)

Доза по активному веществу Каустамин-15 - 3 мг/л (фото 1).

По осветлению обе пробы не дали положительного результата. Хлопка не наблюдалось. Однако с добавлением Каустамина-15 умягчение и декарбонизация проходит лучше. Данные титрометрического анализа представлены в табл. 3.

Полученные пробы были подкислены до рН 7,8. Доза 0,1н HCl составила 4 мл/л для пробы с Каустамином-15 и

2 мл/л для пробы с добавлением сульфата трехвалентного железа.

Сравнение обработки воды полиоксихлоридом алюминия, алюминатом натрия, Каустамином-15 и сульфатом трехвалентного железа.

Дозы по активным веществам полиоксихлорида алюминия - 30 мг/л (проба 1), алюмината натрия - 20 мг/л (проба 2), сульфата железа - 30 мг/л (проба 3), Каустамин-15 -

3 мг/л (проба 4). После дозирования были проведены анализы, результаты которых сведены в табл. 4.

Проба с полиоксихлоридом алюминия осветляется наилучшим образом, мгновенный хлопок. Спустя полчаса отстоя все хлопья выпали в осадок.

Пробы с добавлением алюмината натрия и Каустами-на-15 осветляются одинаково: хлопка не наблюдалось, мелкий белый осадок выпал спустя полчаса, вода осветлилась только за счет отстоя. Алюминат натрия не участвует

2. Слева направо: проба с добавлением

полиоксихлорида алюминия, сульфата железа, алюмината натрия, Каустамина-15

в дальнейших исследованиях. Выбор был сделан в пользу Каустамина-15 (фото 2).

Проба с добавлением сульфата трехвалентного железа наихудшая. На этом этапе данный коагулянт выбывает из последующих экспериментов.

Таблица 5

Результаты анализа жесткости воды

Наименование показателя Проба 1 Проба 2 Проба 3

рН 8,29 8,69 8,2

Жесткость, мг-экв/л 2,4 1,6 2,0

3. Обработка пробы с полиоксихлоридом алюминия флокулянтами: слева катионный, справа - анионный

4. Слева направо: умягченная проба с

добавлением полиоксихлорида алюминия и Русфлока-209, с добавлением Каустамина-15 и Русфлок-209, Каустамина-15 и ВПК-402

Подбор оптимальной дозы коагулянта Каустамин-15

Каустамин-15 показал себя наилучшим для применения после умягчения по результатам титрометрического анализа, поэтому были проведены эксперименты по подбору оптимальной дозировки. Были приготовлены три умягченные пробы (доза извести составляла 350 мг/л). В пробу 1 было добавлено 1,5 мг/л коагулянта, в пробу 2 - 3 мг/л, а в пробу 3 - 4,5 мг/л.

Сильнее всего помутнела проба с добавлением 3 мг/л, наихудший визуальный результат показала проба 1. Хлопка не наблюдалось даже при большем количестве Кауста-мина-15. Через полчаса отстоя проба 3 осветлилась лучше всего, мелкий белый осадок на дне. Далее пробы были проанализированы на жесткость титрометрическим методом. Результаты представлены в табл. 5.

По результатам данного эксперимента была выбрана дозировка Каустамина-15 3 мг/л. Опыт показал, что дозировки 1,5 мг/л недостаточно для достижения оптимального результата, а дозировка 4,5 мг/л излишняя.

Для проведения экспериментов по подбору флокулянта были взяты следующие флокулянты: катионные флокулян-ты Полиэлектролит ВПК-402, Zetag8125, анионный флоку-лянт Русфлок-209.

Дальнейшие эксперименты проводились по выбору фло-кулянта, работающего с выбранными коагулянтами (Кау-стамин-15 и полиоксихлорид алюминия). Флокулянт должен обеспечить эффективное осветление при пониженных дозах коагулянта.

При экспериментах с флокулянтами дозы коагулянтов следующие: 15 мг/л полиоксихлорида алюминия и 2 мг/л Каустамина-15.

Сравнение пробы с коагулянтом полиоксихлорид алюминия и катионного флокулянта Хе!ад 8125, и пробы с коагулянтом полиоксихлорид алюминия анионного и флокулянта Русфлок 209

Доза коагулянта по активному веществу - 15 мг/л полиоксихлорида алюминия;

Доза флокулянтов по активному веществу - 1 мг/л (фото 3);

Наилучшей является проба с добавлением анионного флокулянта Русфлок-209: хлопья более крупные, осадка больше, вода более осветленная. Таким образом, для коагулянта полиоксихлорид алюминия выбран анионный фло-кулянт.

Умягченная проба с добавлением 15 мг/л полиоксихлорида алюминия и 1 мг/л анионного флокулянта Русфлок-209 передана в лабораторию на анализ.

Сравнение обработки пробы с коагулянтом Каустамин-15 и катионного флокулянта ВПК-402 и пробы с коагулянтом Каустамин-15 и анионного флокулянта Русфлок-209

Доза коагулянта по активному веществу - 2 мг/л Кауста-мин-15.

Доза флокулянтов по активному веществу - 1 мг/л.

Для сравнения с действием полиоксихлорида алюминия с анионным флокулянтом Русфлок-209 (выбранный в предыдущем пункте) данная проба тоже была поставлена в ряд (фото 4).

С коагулянтом Каустамин-15 наилучшим себя проявил анионный флокулянт Русфлок-209. Образовались хлопья более плотные, чем с полиоксихлоридом алюминия. Осадка по сравнению с полиоксихлоридом алюминия меньше, осветление хуже, но лучше, чем с добавлением ВПК-402.

По итогам экспериментов наилучшей оказалась проба с добавлением полиоксихлорида алюминия 15 мг/л и Рус-

НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.NEFTEGAZOHIMIYA.RU ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ

£ ■о-

Таблица 6

Анализы отфильтрованных проб воды

Наименование показателя Проба с добавлением 350 мг/л Ca[OH]g 15 мг/л полиоксихлорида алюминия и 1 мг/л Русфлока-209 Проба с добавлением 350 мг/л Ca[OH]2i 2 мг/л Каустамина-15 и 1 мг/л Русфлока-209

рН 8,1 8,1

Жесткость, мг-экв/л 3,6 3,4

Ca2+, мг/л 52,1 44,1

Mg2+, мг/л 9,8 9,8

Полиакриламид, мг/л 2,5 7,9

Гидрокарбонат-ион, мг/л 287 258

Хлорид-ион, мг/л 32,5 20

Сульфат-ион, мг/л 62 39

Взвешенные вещества, мг/л 2,8 1,3

Общая минерализация, мг/л 381 356

Перманганатная окисляемость 1,1 0,5

Натрий, мг/л 53 51

Калий, мг/л 1,3 <1,0

Железо общее, мг/л 0,010 0,030

Марганец, мг/л <0,005 <0,005

Кремний, мг/л 5,9 9,4

С учетом того, что дозу извести необходимо добавлять с избытком, опытным путем была подобрана доза 450 мг/л.

Была приготовлена проба с пересчитанной дозой извести (450 мг/л), выбор коагулянта и флокулянта остался прежним (Каустамин-15 - 2 мг/л и Русфлок-209 - 1 мг/л). Был проведен титрометрический анализ пробы, данные которого приведены в табл. 7.

Полученную пробу подкислили до рН 8. Доза 0,1н НС1 составила 20 мл/л.

Эксперименты по подбору температурного режима

Таблица 7

Результаты титрометрического анализа пробы

Наименование показателя Результаты анализа

рН 10,06

Жесткость, мг-экв/л 1,4

Ca2+, мг /л 0,3

Mg2+, мг /л 1,1

флока-209 1 мг/л. Данные пробы были отфильтрованы и переданы на анализ в лабораторию. Результаты лабораторных анализов сведены в табл. 6.

Несмотря на худшее осветление, у пробы с добавлением Каустамина-15 2 мг/л и Русфлока-209 (1 мг/л) лучше проходит процесс умягчения и декарбонизации, поэтому она также отфильтрована и передана в лабораторию для анализа.

По результатам экспериментов выбран коагулянт Кауста-мин-15 (2 мг/л), способствующий наилучшему умягчению, в связке с анионным флокулянтом Русфлок-209 (1 мг/л).

Проведенные опыты с рассчитанной дозой извести не показали должного результата. Произведен пересчет необходимой дозы извести с учетом полученных анализов из лаборатории по формулам, представленным ниже:

v(Ca(HC03)2) =

0,5302 г

т(Са (НСО3 )2 ) ^(Са (НСО3 )2 )

= 0,00525 моль;

101 г/моль

m(Ca(OH)2) = v(Ca(OH)2) • M(Ca(OH)2) = 0,00525 моль • 74 г/моль = 0,388 г.

Для выбора наилучшего температурного режима для умягчения и декарбонизации воды из артезианской скважины были проведены эксперименты на двух температурах: 22 °С и 35 °С в связи с зависимостью растворимости гидроксида кальция от температуры (рис. 1).

С ростом температуры растворимость извести падает (согласно таблице растворимости веществ), однако коагулирование при низких температурах проходит хуже.

Данный эксперимент проводился для установления оптимального температурного режима, при котором будет происходить и быстрое растворение извести, и коагулирование.

Время перемешивания пробы после добавления извести - 20 минут.

К двум различным по температурам пробам было добавлено 480 мг/л Са(0Н)2, 3 мг/л коагулянта Каустамин-15 и анионный флокулянт 1 мг/л Русфлок-209. После 20 минут отстоя пробы были отфильтрованы и проанализированы на жесткость методом титриметрического анализа. Результаты сведены в табл. 8. При 22 °С достигаются наилучшие результаты. Следовательно, нет необходимости в подогреве воды выше 25 °С.

Диаграмма растворимости гашеной извести в воде в зависимости от температуры

0,20 —

0,15-

0,10-

0,05

Т 20

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Т 80

Рис. 1

Таблица 8

Результаты титрометрического анализа воды на жесткость

Наименование показателя Проба при t 22 °С Проба при t 35 °С

рН 10,0 9,4

Жесткость, мг-экв/л 1,4 2

Ca2+, мг/л 0,3 0,8

Mg2+, мг/л 1,1 1,2

Солесодержание, мг/л 210 288

5. Осадок при фильтровании умягченной пробы с добавлением коагулянта Каустамин-15 (а) и флокулянта Русфлок 209 (б)

а | б [

Таблица 8

Оптимальные дозы и расходы реагентов

Реагент Доза Расход, кг/ч

Известь Ca(OH)2 450 мг/л 271,94

Каустамин-15 2 мг/л по активному веществу 1,2 (2,4 кг/ч по товарному 50% раствору по ТУ 2227222-00203312-2002);

Флокулянт анионный Русфлок-209 1 мг/л по активному веществу 0,6

Соляная кислота HCl 72,8 мг/л по активному веществу 44 (125,7 кг/чс по товарной 35% кислоте, синтетическая, марка А по ГОСТ 857-95)

Оценка образовавшегося осадка

В результате фильтрования умягченных проб был собран осадок. Проба с полиоксихлоридом алюминия: объем 250 мл, масса осадка 0,19 г. Проба с Каустамином-15: объем 250 мл, масса осадка 0,18 г.

Осадок пробы полиоксихлорида алюминия 15 мг/л и анионного флокулянта Русфлок-209 1 мг/л представлен крупными хлопьями с плотностью, близкой к плотности воды, вследствие чего осадок получается легким и при температурных или поточных конвекциях может мигрировать (плавать) в толще воды. Осадок пробы Каустамина-15 - 2 мг/л и анионного флокулянта Русфлок-209 - 1 мг/л представлен более твердыми частицами. В осадке присутствуют сиреневые вкрапления марганца (фото 5а), но не во всех пробах (фото 5б).

Фильтрация проб (для отделения от осадка) показала, что осадки не обладают кольматирующими свойствами.

Осадок от пробы с добавлением полиоксихлорида - рыхлый белый, хлопьеобразный. Осадок пробы с добавлением Каустамина-15 - более плотный белый, частицы в виде крупинок, а не хлопьев.

Доза осадка пробы с добавлением полиоксихлорида 15 мг/л и Русфло-ка-209 1мг/л составляет 760 мг/л.

Доза осадка пробы с добавлением Каустамина-15 - 2 мг/л и Русфло-ка-209 - 1 мг/л находится в пределах от 700 до 720 мг/л.

Расчет потребности реагентов

В соответствии с требованиями для НПЗ необходимо получить 604,3 м3/ч умягченной воды. Оптимальные дозы, расходы реагентов, при которых показаны лучшие результаты, занесены в табл. 9.

Выводы

По результатам проведенных исследований и расчетов можно сделать следующие выводы:

- необходимая доза извести для умягчения и декарбонизации воды из артезианской скважины 450 мг/л (корректируется по качеству исходной воды в процессе ПНР);

- температура процессов умягчения и коагулирования - 22 °С;

- в качестве коагулянта и флокулянта выбраны Каустамин-15 в дозировке 2 мг/л и Русфлок-209 в дозировке 1 мг/л соответственно;

- доза кислоты 72,8 мг/л по активному веществу (корректируется по качеству исходной воды и дозе извести в процессе ПНР);

- доза осадка находится в пределах

от 700 до 720 мг/л;

- при проведении экспериментов поддерживались следующие технологические показатели: t 22°С, время контакта извести - 20 мин, время осветления - 30 мин, расходы реагентов: известь Ca(OH)2 - 450 мг/л; Каустамин-15 -2 мг/л по активному веществу; флокулянт анионный Рус-флок-209 - 1 мг/л по активному веществу; соляная кислота HCl - 72,8 мг/л по активному веществу; количество получаемого осадка от 700 до 720 мг/л, плотный белый осадок, частицы в виде крупинок, основная составляющая осадка

3'

СаСО

По итогам экспериментов получена умягченная вода со следующими качественными показателями: жесткость 1,4 мг-экв/л, кальций-ион 0,3 мг/л, магний-ион 1,1 мг/л, со-лесодержание 210 мг/л, рН 8.

НАШ САЙТ В ИНТЕРНЕТЕ: WWW.NEFTEGAZOHIMIYA.RU ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ И ПРОДУКТЫ

£

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамов Н.Н. Водоснабжение: учеб. для вузов. М.: Стройиздат, 1974. 480 с

2. ГОСТ17.1.1.04-80 Классификация подземных вод по целям водопользования.

3. Рябчиков Б.Е. Современные методы подготовки воды для промышленного и бытового использования. М.: ДеЛипринт, 2004. 328 с.

4. Колчин А.В., Локшина Е.А., Л окшин А.А., Мастобаев Б.Н. Оценка возможности использования высокоминерализованных подземных вод на объектах транспорта и хранения нефти и газа на примере Республики Башкортостан // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2020. № 3. С. 40-43.

5. Иванов А.И., Локшина Е.А., Локшин А.А. Получение низкоминерализован-

ной технической воды для эксплуатации объектов подготовки и транспорта нефти // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2018. № 1. С. 15-18.

6. СП 31.13330.2012 Водоснабжение. Наружные сети и сооружения.

7. ГОСТ Р 51642-2000 Коагулянты для хозяйственно-питьевого водоснабжения. Общие требования и метод определения эффективности

8. Копылов А.С., Лавыгин В.М., Очков В.Ф. Водоподготовка в энергетике: учеб. пособие для вузов. М.: Изд-во МЭИ, 2003. 309 с.

9. Клячко В.А., Апвалицин И.Э. Очистка природных вод. М.: Стройиздат, 1971.

REFERENCES

1. Abramov N.N. Vodosnabzheniye [Water supply]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1974. 480 p.

2. GOST 17.1.1.04-80 Klassifikatsiya podzemnykh vod po tselyam vodopol'zovaniya [State Standard 17.1.1.04-80. Underground waters classification according to water usage].

3. Ryabchikov, B.YE. Sovremennyye metodypodgotovki vodydlya promyshlenno-go ibytovogo ispol'zovaniya [Modern methods of water treatment for industrial and domestic use]. Moscow, DeLiprint Publ., 2004. 328 p.

4. Kolchin A.V., Lokshina YE.A., Lokshin A.A., Mastobayev B.N. Evaluation of the possibility of using highly mineralized groundwater at the objects of transport and storage of oil and gas on the example of the Republic of Bashkortostan. Transport i khraneniye nefteproduktov i uglevodorodnogo syr'ya, 2020, no. 3, pp. 40-43 (In Russian).

5. Ivanov A.I., Lokshina YE.A., Lokshin A.A. Obtaining low-mineralized technical

water for the operation of oil preparation and transport facilities. Transport i khraneniye nefteproduktov i uglevodorodnogo syr'ya, 2018, no. 1, pp. 15-18 (In Russian).

6. SP 31.13330.2012 Vodosnabzheniye. Naruzhnyye seti i sooruzheniya [SP 31.13330.2012 Water supply. External networks and structures].

7. GOST R 51642-2000 Koagulyanty dlya khozyaystvenno-pityevogo vo-dosnabzheniya. Obshchiye trebovaniya i metod opredeleniya effektivnosti [State Standard R 51642-2000. Coagulants for potable water supply. General requirements and method of efficiency determination]

8. Kopylov A.S., Lavygin V.M., Ochkov V.F. Vodopodgotovka v energetike [Water treatment in the energy sector]. Moscow, MEI Publ., 2003. 309 p.

9. Klyachko V.A., Apvalitsin I.E. Ochistka prirodnykh vod [Purification of natural waters]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1971.

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ / INFORMATION ABOUT THE AUTHOR

Локшина Евгения Александровна, ассистент кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет. Кутушев Айбулат Асхатович, магистр кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет. Мастобаев Борис Николаевич, д.т.н., профессор, завкафедрой транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет.

Evgeniya A. Lokshina, Assistant of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University. Aybulat A. Kutushev, Master of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University.

Boris N. Mastobaev, Dr. Sci. (Tech.), Prof., Head of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.