Способ умягчения воды

) Заявитель опольский политехнический институт) СПОСОБ УМЯГЧЕНИЯ 8 способ од пере с цель жет быт мо ски Изобретение относится к амнагрева минералиэованных в дзакачкой в нефтяные пласты юповышения нефтеотдачи и мо ьиспользовано для подогрева р хи плдстовых водеИзвестен способ подготовки горячей воды, включающий предварительнонатрийкатионное умягчение исходнойводы и косвенный нагрев ее в специальных водонагревательных установках за счет тепла сжигаемого топлива 1,Основным недостатком этого способа является необходимость подвергать предварительному катионитномуумягчению всю исходную воду, чтотребует больших капитальных зксплуатационных затрат на обработку ис- .ходной воды и значительно увеличивает расход реагентов,Кроме того большое количествосточных вод и отсутствие дегаэацииводы вызывает коррозию водонагревательной установки, подающих трубопроводов и нефтяных скважин. Причемводонагревательные установки большой производительности имеют большиегабариты, вес и металлоемкость.Укаэанные недостатки способамногократно возрастают в случае использования высокоминерализованнойморской или пластовой воды, обладаю"щей повышенной жесткостью,что дела Оет практически невозможным применение данного способа для подготовкигорячей воды в случае деФицита пресной водЫ.Известен также способ нагрева ми" 1%нерализованных вод перед закачкойих в нефтяные пласты, включающийпредварительный нагрев исходной воды до 30 - 40 С и последующий нагрев ее до 100 С с частичным упариованием в контакте с присадкой кар"боната кальция в выпарном,аппаратес вынесенной зоной кипения и отде"ление упаренной воды от присадки.3 ."29 Образующийся в выпарном аппарате пар используется для подогрева дору- гого потока исходной воды до 100 С в смешивающем конденсаторе, затем оба потока нагретой воды объединяют и направляют в скважину 121.Недостатком этого способа является низкая температура нагрева воды, ограниченная началом кристалли" зации сульФата кальция, опасность образования отложений на поверхности нагрева,так как нагрев и упаривание воды ведутся в условиях выделения карбоната кальция, и сильной коррозии в смешивающем конденсаторе.Наиболее близким к изобретению ,по технической сущности является способ термохим"ческого умягчения морской воды. Этот способ включает обработку воды известью, термоумягчение и натрийкатионитное умягчение воды 131.Однако обработка водц известью ведется до почти полного осаждения не только бикарбонат-иона, но и иона магния, что сопровождается значительнцм расходом реагечта и необходимостью отделения, уплотнения и захоронения осадка гидроокиси маг" ния аВся вода подвергается и термичес" кому,и натрийкатионитному умягчению что увеличивает размеры оборудова" ния и удорожает стоимость процесса.Образующиеся в процессе регенерации натрийкатионитнцх Фильтров сточ ные воды загрязняют окружающую среду и требуют специальных дорогостоя" щих мер для их ликвиаации. снижают ее температуру и отделяютвцделившиеся газы.Новым в способе является то, чтопосле известкования воду подвергают5 магнитной сбработке, нагревают косвенным путем до начала накипеобразования и разделяют на два потока,один из которых в количестве 10Ж от общего направляют на натрий 6 катионитный Фильтр, а затем деаэрируют, упаривают, пар смешивают сдругим потоком воды и сточными водами натрийкатионитных Фильтров инаправляют на термическую обработку.И Упаривание ведут до солесодержания 100 - 150 г/л при давлении на2-3 бар выше давления в термоумягчителе.После известкования исходной во 26 ды и осаждения основной части карбоната кальция декарбонизованная водаоказывается несколько перенасыщенной по этому накипеобразователю, чтоприводит к его осаждению на теплоИ передающих поверхностях при нагреве .декарбонизованной воды.При обработке декарбонизованнойводы магнитным полем избыток карбоната кальция выделяется в объемеЗе воды в виде мелких кристаллов, чтопредотвращает образование отложенийкарбоната кальция в теплообненниках,Это увеличивает допустимый нагревдекарбонизованной воды, обусловленный в этом случае началом кристаллизации сульФата кальция.Величина потока воды, направляемого на натрийкатионитные Фильтры,зависит от разности температур термоумягчения и предварительного подогрева декарбонизованной воды и приизменении этой разности от 50 до210 С составляет 10 - ч 01 от коли, чества исходной воды,Упаривание воды в парогенератореф до 100 - 150 г/л обусловлено тем,что при большем солесодержании возникает опасность кристаллизации натриевых солей, а. при меньшем - ухудЯшаются условия регенерации натрийкатионитных Фильтров продувочнойводой,Цель изобретения - удешевление процесса умягчения минерализованнцх вод. Поставленная цель достигается тем, что воду нагревают до 25 - 10 Со смешивают с известью в количестве, необходимом для осаждения бикарбо" нат"иона, отделяют от выпавшего осад ка, подвергают магнитной обработке, нагревают до начала накипеобразова-. ния и разделяют на два потока один из которых направляют на Фильтрование через натрийкатионнце Фильтры, деаэрируют и упаривают, Полученный пар смешивают с другим потоком воды и сточными водами натрийкатионного фильтра и направляют в термоумягчитель, отделяют умягченную воду,Давление насыщенного пара, вырабатываемого в парогенераторе, зависит от давления воды в термоумягчителе, которое должно быть на 1-2 бар выше давления насыщения при температуре в термоумягчителе с тем,что029604НСО 3,6. Общее солесодержание20 г/кг, начальная температура 10 С.Исходную воду подогревают до 30 С,аизвесткуют для осаждения карбоната5 кальция, осветляют от выпавших осадков, подвергают магнитной обработке,нагревают до 65 С в поверхностном поодогревателе и разделяют на два пото"ка. Первый поток в количестве 16от исходной воды подвергают глубокому умягчениюдо жесткости0,05 мг-зкв/л) на натрийкатионитиыхфильтрах, подогревает до 104 С в атомосферном деазраторе, деаэрируют и15 подают в парогенератор, где упариВают в 7 раз при 160 С и давлениио0,62 НПа.Продувку парогенератора с концентрацией солей 140 г/кг после26 охлаждения до 40 используют дляарегенерации Фильтров химводоочистки, а отработаннуе продувку вместе сДругими сбросныыи ВОДами химВОДООчистки смешивают с вторым потоком ис ходной воды в термоумягчителе и нагревают смешиванием с паром из парогенератора при давлении 0,52 ИПадо 153 С. При такой температуре резко уменьшается растворимость суль Фата кальция и часть накипеобразующих солей Выпадает в осадок. Осветленную от осадка горячую воду отводят из верхней части аппарата инаправляют в расширитель, где засчет дросселирования снижают ее дав"ление до 0 48 ИПа а температурудо 150 С. бы не допустить вскипание Воды ваппарате,Поддерживать более Высокое давление пара нецелесообразно ввиду удорожания Оборудования и усложнения эксплуатации парогенератора.На чертеже представлена схемаОсуществления способа,.Исходную воду 1 нагревают В теплообменнике 2 до 25 - 40 С, смешивают с известковым молоком 3 В аппарате 4,отделяют и удаляют Выпавшиеосадки 5,декарбонизованную воду 6обрабатывают в чагнитном аппарате7,подогревают В теппообменнике 8 дотемпературы, обеспечивающей отсут"ствие образования накипи, и разде"ляют на два потока. Первый поток 9В количестве 10 - 403 подвергаютглубокому умягчению на натрийкатионитных Фильтрах 10 до жесткости0,03 - 0,06 мг зкв/кг,деазрируютв атмосферном деазраторе 11 и насосом 12 подают В парогенератор 13,где упаривают до 100 - 150 г/кг взависимости от салесодержания исходной Воды, Второй поток нагретойдекарбонизОВанной Воды 14 нагревают до требуемой температуры в термоконтактном аппарате 15 путем смешения с паром 16 из парогенератора13. Выделившиеся соли кристаллизуютв контактном слое 15 и удаляютпродувкой 17. Горячую воду 18 отделяют от контактного слоя аппарата. 15 и направляют В расшириель 19,где дегазируют путем снижения температуры на 2-3 С. Пар и газы, выделивОшиеся при вскипании, направляют вохладитель выпара 20 дегазатора, адегазированную горячуе воду 21 призаданной температуре отправляютДля закачки В нефтяной пласт.Продувку 22 парогенератора 13направляют в расширитель 23, пар из45которого направляет в дегазатор, аохлажденную продувку 24 используютдля регенерации натрийкатионныхФильтров 10. Сточные воды 25 натрийкатионных Фильтров 10 направляют втрмоконтактный аппарат 15, где смешивают с потоком водыП р и м е р. На установке дляприготовления 150 т/ч горячей водыс температурой 150 С используют неФ- ф 5тепромысловую воду следующего состава жг-зкв/кг: И а =312; Са =7,2;Иф =14,6; СЯ" =267,8; 50 =42,4; Выделившийся пвр и газы из расширителя направляют в охладитель выпара, а дегазированную горячую воду закачивают в нефтянуе скважину.Изобретение позволяет снизить стоимость процесса благодаря тому, что термической обработке подвергают 60 - 903, что снижает размеры оборудования, расход тепла на на" грев. Кроме того, обработку на нат" рийкатионных Фильтрах ведут 10 - 40 от всего количества воды, что также удешевляет процесс. Также в данном способе уменьшен расход извести на обработку воды в 3-4 раза, так как известью осаждают только карбонат кальция.В предлагаемом способе выделяют раздельно карбонат и сульфат кальция, что позволяет использовать их полезно: карбонат кальция может быта исФормула изобретения ИИПИ аказ 3100/30 Тираж 980 Подписное ПП "Патент", г. Ужгород ул. Проектна Филиа,7 92960 пользован для получения извести, а сульФат кальция для получения гипсового вяжущего вещества.Таким образом, образующиеся. в предлагаемом способе твердые осад- % ки легко утилизируются,что предотвоащает загрязнения окружающей среды и дает дополнительный экономический эФФект. Способ умягчения воды, включающий обработку воды известью, тер- и мическую обработку и Фильтрование через натрийкатионные Фильтры, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью удешевления процесса, после известкования воду подвергают маг" ЗО нитной обработке, нагревают до начала накипеобразования и делят на два потока, один из которых в количестве 10 - Оь от общего направляют на Фильтры, а затем деаэрируют, И упаривают, пар смеыивают с другим 8потоком воды и сточными водами натрийкйтионных Фильтров и направляют на термическую обработку,2.Способ по и. 1, о т л и ч а ю " щ и й с я тем, что упаривание ведут до солесодержания 100 - 150 г/л при давлении на 2-3 бар вьве давления в, термоумягчителе. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизеБувайло И.А. Состояние разра"ботки оборудования для тепловых методов воздействия на пласты,Тепловые методы добычи неФти. М.,"Наука", 1975, с, 150-157,2. Борисов Ю.П, и др. Технологияпроцесса нагрева морской воды на.месторождении Узень. Труды ВНИИ нефть.Разработка неФтяных месторож"дений и гидродинамика пласта. Вып.ХИ/б 1/, И "Недра", 1976.лг3, Дыхно Л.Ю, Использование морской воды на тепловыхэлектростанциях. И., "Энергия", 197, , 160166,