Способ определения индукционного периода систем,склонных к образованию отложений сульфата кальция

 

Изобретение касается области контроля над технологическими водными системами, склонными к образованию отложений сульфата кальция, может быть использовано в системах оборотного водоснабжения, в процессах дистилляции высокоминерализованных и технологических растворов, в процессах добычи и переработки нефти и газа и позволяет упростить процесс определения индукционного периода системы - времени, в течение которого система находится в стабильном состоянии. Способ предусматривает определение для одной из проб технологической воды фактической (Сф) и равновесной (Ср концентраций сульфата кальция, а также наибольшей скорости кристаллизации (С) и времени ее достижения (t). Индукционный период рассчитывают по уравнению tcr I/A( С р) ХпЦСф- Ср)/2 В-, 75, .где А -6,75 /(Сф- Ср)Ч D - 0,5(С - Ср) ехр 0,5-А(Сф- Ср) гкЗ. Погрешность g определения не превьшает 2,2%. Знание параметров А и В, определяемых через С It и t, дает взможность установить зависимость изменения концентрации пересыщенного раствора сульфата кальция от времени и рассчитать , например, время отстоя техно-, логической воды перед ее повторным использованием. I табл. W Isd Ч

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН ц11 С 02 F 5/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4073749/31-26 (22) 03.06.86 (46) 07.09.88, Бюл. У 33 (71) Уральский лесотехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В,И. Берлинков, Б.Н. Дрикер, P.Õ. Самакаев, Л.Т. Дытюк и Н.А. Беляева (53) 663.632.7(088.8) (56) Ингибиторы отложений неорганических солей, Обзорная информация.И., ВНИИОЭНГ, 1978, с. 31-32, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДУКЦИОННОГО ПЕРИОДА СИСТЕМ, СКЛОННЫХ К ОБРАЗОВАНИ10 ОТЛОЖЕНИЙ СУЛЬФАТА КАЛЬЦИЯ (.57) Изобретение касается области контроля над технологическими водными системами, склонными к образованию отложений сульфата кальция, может быть использовано в системах оборотного водоснабжения, в процессах дистилляции высокоминерализованных и технологических растворов, в процессах добычи и переработки

„,SU, 1421714 А 1 нефти и газа и позволяет упростить процесс определения индукционного периода системы - времени, в течение которого система находится в стабильном состоянии, Способ предусматривает определение для одной из проб технологической воды фактической {С } и равновесной (С,} концентраций сульфата кальция, а также наибольшей скорости кристаллизации (С ) и времени ее достижения (t „).

Индукционный период рассчитывают по уравнению 1с = I/À{Ñ С р) 1ь({Сф—

С p)/2 В-1,753 где А -6,75 С,",/

/(C Ср)З Р = 0 5,С Cð,) ехр (О, 5-А(С ф — С р) t „). Погрешность определения не превышает 2,27.. Знание параметров А и В, определяемых через С „ и t „, дает взможность уста1 новить зависимость изменения концентрации пересьпценного раствора сульфата кальция от времени и рассчи-тать, например, время отстоя техно-,. логической воды перед ее повторным использованием. 1 табл.

1 1421714 2

Изобретение относится к области контроля над технологическими водными системами, склонными к образованию отложений сульфата кальция, и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения, в процессах дистилляции высокоминерали3ованных и технологических растворов,при нейтрализациижелезосодержаЩих сточных вод, а также в процессах добычи и переработки нефти и газа.

Склонность технологических вод- иых систем к образованию отложений сульфата кальция, может быть оценена величиной индукциоиного периода— времени, в течение которого данная система находится в стабильном состоянии.

Целью изобретения является упро- 20

1цение процесса определения, Способ предусматривает определение для одной из проб технологической воды фактической (С4,}и равновесной (Се) концентРаций .сУльфата кальциЯ 25 при данных гидродинамических и температурных условиях. Дополнительно также определяют наибольшую скорость кристаллизации сульфата кальция (С „) и время ее достижения (t„)

Индукционный период, т. е. время, в течение,KQTopol" вода не выделяет отложений (t ), определяют по уравнению

С - С ст А(С С )7 X (2В

Ф

Ск где А = — 6,75 (С С )з, Ф

Значения А и В являются постоянными для данной технологической системы, поскольку величины С „ и t íå зависят от пересьпцения и их необходимо определить для данных условий эксплуатации лишь однажды.

П р и м е p . Пересыщенные растворы сульфата кальция готовят смеще-50 нием эквивалентных количеств сульфата натрия и хлорида кальция. Концентрация сульфата кальция в растворе

3,2-6„0 г/л. Для создания постоянной ионной силы раствора поддерживают

55 постоянную концентрацию НвС1, равную

О,ll N.Äoïîëíèòåëüíüþ количества

ЫаС1 вводят в вице 10Х-ного водного раствора. Процесс осуществляют при

3 = 0,5(С - СР) 6хр(0,5-А(Сф -С ) 1,Д перемешивании (R, = 12500) и температурах 40-70 С. Температуру поддерживают с точностью +0,1 С. Концентрацию сульфата кальция в растворе определяют по стандартной методике.

Равновесная концентрация сульфата кальция, -найденная экспериментально, для условий опыта составляет 2,96 г/л.

Для раствора концентрацией 3,5 г/л при 40 и 70 С и перемешивании R ец

12500 экспериментально по кинетической кривой определяют максимальI ную скорость кристаллизации (С„) и время ее достижения t,„. Опрецеление

С можно осуществить, например, по наибольшему углу наклона касательной к кинетической кривой. Далее рассчитывают А и В. значения которых рав, ны для температуры 40 С: A=- 1м о л л

-Ъ

10, В = 6.10 г/л; для

r - мин температуры 70ОС: A = 1,4 10

-2 л г - мин

В = 9 -10 г/л.

Теоретически рассчитанный индукционный период (t для различных пере, сьпцений сравнивают с экспериментльными значениями.

В таблице приведены значения А и

В, а также теорически рассчитанные и экспериментально определенные значения равновесной концентрации сульфата кальция в системе 2,96 г/л.

Предложенное уравнение для определения индукционного периода связывает время стабильности воды (t ), величину пересьпцения (С -Ср} с кинетическими параметрами процесса кристаллизации сульфата кальция (С„и 1„), Зна ение параметров А и В, определяемых через С „и 1„, дает воэможность установить зависимость изменения концентрации пересьпценного раствора сульфата кальция от времени и рассчитать, например, время от— стоя технологической воды перед ее повторным использованием, что существенно при проектировании и эксплуатации отстойных сооружений. Кроме того, поскольку параметры А и В непосредственно связаны с кинематическимч параметрамн процесса кристаллизации, можно экспериментально установить их зависимость от гидродинамических температурных и других условий, что, в свою очередь, рредставляет возможность рассчитывать время

4

Йия, а индукционный период рассчитывают по уравнению

1,75) Ск где А = -6,?5 (сф — c 7

1О

В = 0,5(C+ -CP)exp t0,5-А(С - С ) к31

С

С

ФактнчеТемпер:лт

A. г мин

Время достижения максимальНаибольшая

Величина индукционного периода. (ter ) мин

Величина

norpemности,%

В; л скан концентрация

Сь, гlл тура

OC скорость крис аллиаацни, ной скорости крисрассчи-танная найденная экс

IC*1, л мин таллизации

t, „,мин

J теоретиперимен тально чески

3,2

3,5

l 10 6 10

4,5

60 36 l01 67

ll75 ll85

0,9

3,2

450 445 !,1

S5 84 1,1

27 27 0

3,5

I 4,10 з 9 10 з

i0 3

180

4,5

6,0

Составитель А. Стадник

Техред М.Моргентал Корректор В. Бутяга

Редактор Н, Гулько

Тираж 854 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4386/23

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 а

142!71 сохранения стабильности воды в известных условиях, определяя лишь фактическую концентрацию сульфата кальФ)

В конечном итоге предложенное тех5 ническое решение упрощает определение времени стабильности воды,в данных технологических условиях и сокращает необходимое для этого время.

Формула изобретения

Способ определения индукционного периода систем, склонных к образованию отложений сульфата кальция, включающий нахождение фактической и равновесной концентраций сульфата кальция, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса определения, дополнительно определяют наибольшую скорость кристаллизации сульфата кальция и время ее достижефактическая концентрация сульфата кальция в растворе; равновесная концентрация сульфата кальция в растворе; наибольшая скорость кристаллизации сульфата кальция; время достижения наибольшей скорости кристаллизации.

2659 601 2,2

792 784 I 1

137 !39 1,5

42 43. 2 l