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        江苏铭盛环境

        钻井生产废水处理处理技术 威海废水处理公司

        文章出处:未知发表时间:2022-03-10 13:26:08

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          随着石油工业的快速开展,钻井液的品种不时增加,添加剂日益增加,使其组成极为复杂,其中有些成分对人身和环境均具有毒害作用。渤海作为特殊的海域,随着环保形势的日益严峻,将来三年将逐渐落实零排放政策,严厉执行陆地关于三废国度规范及中央规范,因而,现场产生的钻井液废液必需经过船只运送至陆上实施处置,大量钻井液废液的运输本钱极高,减量化处置将是海上钻井液废水处理的开展趋向,亟需处理海水钻井液废液固液别离及再应用难题。本文对海水基钻井液废液实施固液别离,并剖析了其固液别离机理,经过对海水钻井液废液水相实施再回收应用,大幅减少钻井废弃物回收量,有效降低钻井液废弃物回收本钱,满足环保请求和生产作业需求。

         

          1、实验资料及仪器

         

          混凝剂PF-PCF,室内自制,阳离子双子型聚丙烯酰胺(分子量300万,阳离子度15%);混凝剂聚合氯化铝铁、氯化铁、聚合氯化铝;局部水解聚丙烯酰胺、黄原胶、海水、NaOHNaOHNaClKCl、重晶石等。

         

          离心机、搅拌器、剖析天平、pH计、Materials Studio2017R2 软件。

         

          2、结果与讨论

         

          2.1 海水钻井液废液的配制

         

          渤海油田应用的KCl/PHPA海水钻井液体系,其根本配比见表1

         

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          由表1可见,KCl/PHPA海水钻井液体系中主要处置剂为局部水解聚丙烯酰胺、低黏聚阴离子纤维素、黄原胶、淀粉和膨润土,局部水解聚丙烯酰胺是一种阴离子型聚合物,黄原胶、淀粉是一种非离子型聚合物,关于上述海水钻井液体系的絮凝,选用室内合成的混凝剂PF-PCF与其它三种混凝剂聚合氯化铝铁、氯化铁、聚合氯化铝实施比照。

         

          2.2 不同混凝剂的絮凝效果

         

          取四只烧杯,各取60mL模仿海水钻井液,参加相同浓度、不同类型的混凝剂实施絮凝别离,混凝剂的品种为PF-PCF、聚合氯化铝铁、氯化铁、聚合氯化铝4种,根本配方为:60mL模仿海水钻井液+4mL浓度为100000mg/L的混凝剂溶液,模仿海水钻井液废液中参加混凝剂后,搅匀,体系中混凝剂的浓度为6250mg/L。将四组实验离心,如图1所示。

         

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          由图1可见,当混凝剂浓度相同时,PF-PCF能够完成模仿海水钻井液废液固液完整别离,在同等浓度下其他三种混凝剂的絮凝效果并不理想。取出离心得到的上清液(见图2),分别测定上清液的体积、pH值,计算脱水率,结果见表2。脱水率=(上清液体积-参加溶液体积)/处置的钻井液废液体积。

         

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          由表2可见,直接用混凝剂实施絮凝的模仿海水钻井液废液,PF-PCF在浓度为6250mg/L有良好的絮凝别离效果,在同等浓度下,其他混凝剂能够絮凝沉降钻井液废液中的局部固体,但并不能使固液完整别离。

         

          2.3 混凝剂PF-PCF运用浓度的测定

         

          取4只烧杯,各取60mL模仿海水钻井液废液,分别参加相同体积、不同浓度的PF-PCF溶液,详细配方如下:

         

          60mL钻井液废液+4mL浓度分别为6000080000100000120000mg/LPF-PCF溶液,搅匀。

         

          此时体系1-4号中混凝剂PF-PCF的浓度分别为3750500062507500mg/L。将四组实验离心,如图3所示。

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          由图3可见,当PF-PCF的浓度到达6250mg/L时,才干获得较好的絮凝效果。随着浓度升高,絮凝别离得到的上清液愈加明澈。取出离心得到的上清液,测定各项数据,如表3所示。

         

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          由表3可见,当体系中PF-PCF浓度到达6250mg/L时,就能够完成固液别离,且随着浓度升高,固液别离的脱水率也有一定水平的升高。选择运用PF-PCF浓度为7500mg/L,絮凝别离后上清液的pH=6.94,脱水率为55.7%,脱出水较清。

         

          2.4 海水钻井液废液脱稳机理

         

          模仿运用Materials Studio2017R2 软件,经过GeometryOptimization工具对局部水解聚丙烯酰胺单分子模型实施构造优化,选择Compass(Version2.8)力场,静电作用和范德华作用分别采用EwaldAtom-based求和办法,运用SmartMinimization算法使分子到达能量最小化模型。局部水解聚丙烯酰胺单分子模型如图4所示。

         

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          采用Forcite模块中的Dynamics工具对优化好的图层实施计算,选择EnsembleNVT(正则系综)Temperature278KTimeStep1fsTotalSimulationTime500psNumberofSteps5000,在Compass力场下实施分子动力学模仿,对每个模型反复屡次计算,使每组数据的偏向在5%之内。

         

          2个局部水解聚丙烯酰胺分子与100个水分子实施分离,其构象模型如图5所示。

         

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          运用Materials Studio2017R2 软件对上述分子构象中的能量实施模仿,数据如表4所示。

         

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          两个局部水解聚丙烯酰胺分子、一个混凝剂分子与水分子以21100构建模型如图6所示。

         

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          运用Materials Studio2017R2 软件对上述分子构象中的能量实施模仿,数据如表5所示。

         

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          比照表4、表5中能量的变化,在参加混凝剂前,局部水解聚丙烯酰胺与水分子体系的总能量为-937.733kcal/mol,参加混凝剂后,此混合体系的总能量为-390.518kcal/mol,体系中能量的绝对值降落了547.215kcal/mol,降落率为58.4%。体系能量的降落造成两个局部水解聚丙烯酰胺分子互相靠近时,排挤能减小,体系不稳定,发作絮凝。同样可知,当局部水解聚丙烯酰胺吸附混凝剂时,由于局部水解聚丙烯酰胺带负电荷,而混凝剂带正电荷,当二者吸附后,局部正电荷与负电荷发作电性中和,使局部水解聚丙烯酰胺的负电荷减少,ξ电位降低,造成两个局部水解聚丙烯酰胺分子之间的斥力减小。

         

          综合两个局部水解聚丙烯酰胺分子间能量与ξ电位的变化,都呈现出降低的趋向,因而两个局部水解聚丙烯酰胺分子互相靠近,易于汇集,海水钻井液废液的稳定性降落,产生絮凝。

         

          3、结论

         

          (1)经过比照实验,关于海水钻井液废液,优选的混凝剂为PF-PCF,浓度为7500mg/L,絮凝别离后上清液的pH=6.94,脱水率为55.7%,脱出水较清。

         

          (2)Materials Studio2017R2 软件,剖析了参加混凝剂前后,海水钻井液废液体系的能量绝对值由937.733kcal/mol,降至390.518kcal/mol,降落率为58.4%,有利于海水钻井液废液的固液别离。


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