Спосіб видалення йоду із мінералізованих пластових вод

Реферат: Спосіб видалення йоду з мінералізованих пластових вод полягає в тому, що пластову воду подають у ємність, у яку додають H2SO4 для підкислення, та пропускають через неї кисень, потім додають розчин NaNO2 доти, поки простір, зайнятий киснем, не забарвиться в бурий колір двоокисом азоту, що утворився в результаті реакції. Після цього при безперервному перемішуванні пропускають струм кисню, який досить добре поглинається рідиною, а коли кисень перестане поглинатися розчином, дають можливість йоду викристалізуватися. Перед процесом безпосереднього вилучення йоду вводять етап екстракції, за яким до пластової води після вилучення механічних домішок додається суміш четвертинних амонієвих солей, а саме (C4H9)4NCl, з органічним розчинником (суміш керосину та 10 % розчину метанолу). При цьому в нижній частині відстійника відбуватиметься збільшення концентрації J удвічі-тричі при тривалому відстоюванні, тому на боковій частині змішувача знаходяться крани для зливання розчину в ємність з найвищою концентрацією йодид-іона; замість кисню застосовують повітря. UA 93268 U (12) UA 93268 U UA 93268 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до нафтогазової галузі, зокрема до способу видалення йоду із мінералізованої пластової води, який базується на застосуванні екстракційної технології. Йод дістав широкого застосування в різноманітних галузях народного господарства і науки. Велика значимість цього компонента потребує ефективних способів вилучення йодиду з мінеральної сировини. Головним джерелом промислового вилучення йоду є природні мінералізовані води родовищ нафти і газу. Відомий спосіб вилучення йоду з пластової води, що ґрунтується на тому, що до води, яка містить галоген-іони (йодид), додають при інтенсивному перемішуванні розчини солей четвертинного амонію в органічному розчиннику, які обмінюються своїм аніоном з йодид-іоном солі, присутньої у водному розчині, з формуванням сполуки R 4NJ. Маса солі четвертинного амонію у використовуваному розчині на 10 % перевищує масу солі, теоретично необхідну для еквівалентного обміну з йодид-іонами, що присутні у водній фазі. Після відділення органічної фази в неї додається розчин хлорної або бромної води, який окисляє J- до елементного йоду, одночасно регенеруючи сіль четвертинного амонію для вилучення нової порції йодид-іонів. Розчин регенерованої солі направляють на нову операцію вилучення йодид-іонів, чим формується замкнутий технологічний цикл. Молекулярний йод, що утворився в органічній фазі піддається дії сорбенту, наприклад, колоїдної міді в органічній фазі з утворенням на виході твердого концентрату йодиду міді. У міру його накопичення мідь регенерується залізним порошком, а утворений йодид заліза окислюється до молекулярного йоду дією будь-якого окислювача (Сl2, NaOCl та ін.) [1]. Недоліком цього способу є одноразове видалення розчину, який містить іони R 4NJ без включення до циклу операції відстоювання, при цьому концентрація йодид-іону залишається незмінною. Відомий спосіб вилучення йоду з пластової води, коли пластову воду подають у ємність, в яку додають H2SO4 для підкислення, нещільно закривають гумовим ущільнювачем, через який проходить трубка, яка доходила майже до дна ємності. Трубопровід через запобіжну посудину з'єднують з джерелом кисню (наприклад, газометр). Після того, як киснем з ємності буде видалено повітря, додають розчин NaNO2 доти, поки простір, зайнятий киснем, не забарвиться в бурий колір двоокисом азоту, що утворився в результаті реакції. Після цього ємність щільно закривають гумовим ущільнювачем і при безперервному перемішуванні пропускають струм кисню, який досить добре поглинається рідиною. Пропускання кисню і перемішування продовжують доти, поки в просторі між розчином і пробкою не зникне буре забарвлення, зумовлено двоокисом азоту. Потім додають деяку кількість нітриту і знову продовжують пропускати кисень. Коли кисень перестане поглинатися розчином, окислення вважається закінченим, тоді припиняють пропускати кисень, відкривають пробку і дають можливість йоду викристалізуватися [2]. Недоліком такого способу є застосування вибухонебезпечного кисню. Запропонований метод заснований на екстракції рідини, переході одного або декількох компонентів розчину з однієї рідкої фази в контактуючу, не змішуваною з нею іншу рідку фазу, яка містить розчинник (екстрагент). На кресленні наведено принципову схему організації технологічного процесу вилучення аніонів J із пластових (бурових) вод (вміст J >10 мг/л). Заявлений спосіб реалізується таким чином. Пластову воду зі свердловини подають на фільтр грубого очищення для вилучення механічних домішок - 1, у якому наповнювачем є кварцовий пісок фракцією 1-2 мм для + вилучення механічних домішок. Потім (C4H9)4N Cl у ємності 2 з органічним розчинником (легкою нафтою), що знаходиться у ємності 3, змішується у змішувачах 4 для отримання розчину. + Надалі пластову воду і розчинений (C4H9)4N Cl подають у відстійники 5. При цьому утворюється суспензія (C4H9)4NJ у відпрацьованому мінеральному розсолі, яка буде знаходитись у нижній частині ємності відстійника 5. У відстійнику 5 застосовується гідравлічне перемішування реагентів із пластовою водою та підігрівання для пришвидшення реакції. Промивання здійснюють за допомогою насоса 6. У верхній частині відстійника буде знаходитися пластова вода, яка буде зливатися через крани, що знаходяться в боковій частині змішувача по трубопроводах на регенерацію. У нижній частині змішувача відбуватиметься збільшення концентрації J у двічі-тричі: саме цю пластову воду подають в ємність 7, у яку додають H 2SO4 для підкислення (ємність 8), нещільно закривають ущільнювачем. Трубопровід від ємності 7 з'єднують з компресором 9, через який нагнітають повітря. Далі додають розчин NaNO 2 з ємності 13 до тих пір, поки простір, зайнятий повітрям, що не забарвиться в бурий колір двоокисом азоту, що утворився в результаті реакції. Після цього ємність 7 щільно закривають гумовим ущільнювачем і при безперервному перемішуванні мішалкою пропускають потік повітря, який досить добре поглинається рідиною. Пропускання повітря і перемішування продовжують доти, поки в просторі між розчином і пробкою не зникне буре забарвлення, 1 UA 93268 U 5 10 15 20 зумовлене двоокисом азоту. Потім додають деяку кількість нітриту і знову продовжують пропускати повітря. Після процесу окислення проводять регенерацію органічного розчинника розчином сульфіту натрію в ємності 15. Коли кисень повітря перестане поглинатися розчином, окислення вважається закінченим, тоді припиняють пропускати повітря. Далі елементний йод осідає в адсорберах 10, наповнених аніонітом АВ-17-8. Відпрацьовану воду через самовловлювач спрямовують на скид. Після насичення йодом смолу, не вивантажуючи з адсорбера, обробляють розчином сульфіту, який подається з розчинника 11, пройшовши попередню фільтрацію на фільтрі 12 для відновлення елементного йоду до йодиду. Йодид, що залишився на смолі, доокисляють нітритом з ємностей 13, потім промивають водою [5]. Після адсорбера йодид направляють на випарювання за допомогою випарного апарата 14. Після зливання розчину отриманий йод піддають очищенню. Очищають йод або перегонкою з водяною парою (з подальшим виділенням йоду з води фільтруванням через пористу пластинку). Такий метод є досить дешевим, оскільки використовує промислово доступну сировину (четвертинні амонієві солі й органічний розчинник) і типове обладнання хімічного виробництва (змішувач, випарний апарат). Спосіб вилучення йоду, що заявляється, може бути реалізований пристроєм, принципову схему якого наведено на фіг. 1. Джерела інформації: 1. Способ извлечения йода из минеральных источников: Декларационный патент на изобретение МПК С01В7/14 (2006.01), B01D11/02 (2006.01) Россия / Демахин А.Г., Акчурин С.В. - № 20062481266. - 6 с. 2. Рипан Р., Четянц И. Йод. Практическая химия // Химия и Химики. - № 2. - 2009. - 47 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 35 Спосіб видалення йоду з мінералізованих пластових вод, який полягає в тому, що пластову воду подають у ємність, у яку додають H2SO4 для підкислення, та пропускають через неї кисень, потім додають розчин NaNO2 доти, поки простір, зайнятий киснем, не забарвиться в бурий колір двоокисом азоту, що утворився в результаті реакції, після цього при безперервному перемішуванні пропускають потік кисню, який досить добре поглинається рідиною, а коли кисень перестане поглинатися розчином, дають можливість йоду викристалізуватися, який відрізняється тим, що перед процесом безпосереднього вилучення йоду вводять етап екстракції, за яким до пластової води після вилучення механічних домішок додається суміш четвертинних амонієвих солей, а саме (C4H9)4NCl, з органічним розчинником (суміш керосину та 10 % розчину метанолу), при цьому в нижній частині відстійника відбуватиметься збільшення концентрації J удвічі-тричі при тривалому відстоюванні, зливають розчин з найвищою концентрацією йодид-іона в ємність через крани, розташовані на боковій частині змішувача; замість кисню застосовують повітря. 2 UA 93268 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3