Способ извлечения микроэлементов из высокоминерализованных вод

Авторы патента:

C02F1/42 - Обработка воды, промышленных и бытовых сточных вод или отстоя сточных вод (разделение вообще B01D; специальные устройства на судах для обработки воды, промышленных и бытовых сточных вод, например для получения питьевой воды B63J; добавление к воде веществ для предотвращения коррозии C23F; обработка жидкостей, загрязненных радиоактивными веществами G21F 9/04)

C01B7/14 - йод

C01B7/09 - бром; бромистый водород

Владельцы патента RU 2746213:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова» (RU)

Изобретение относится к технологии извлечения йода и брома. Способ извлечения йодид- и бромид-ионов из пластовых вод нефтяных месторождений включает применение сорбентов с последующей десорбцией раствором десорбента. В качестве сорбентов используют аниониты АН-31 или АН-2ФН, в качестве десорбента используют раствор хлористого марганца и хлористого натрия. Предложенный способ обеспечивает извлечение йодид-ионов и бромид-ионов, предварительно сорбированных из пластовых вод нефтяных месторождений на анионитах, с сокращением числа стадий и увеличением эффективности извлечения ценных микроэлементов, при использовании более дешевых реагентов для извлечения галогенидов из анионитов. 3 табл.

Область техники. Изобретение относится к технологии извлечения йода и брома после сорбции их из пластовых вод анионитами и может быть использовано для получения йода и брома.

Уровень техники.

Изобретение относится к области переработки отходов производства нефтедобывающей промышленности, а именно применимо к пластовым водам. Технология позволяет извлечь ценные галогены, сорбированные на анионитах из пластовых вод нефтяных месторождений.

Известен способ извлечения йода и брома из кислых растворов, содержащих йодид-, бромид- и хлорид-ионы, с помощью ионитов, включающий сорбцию йода на одной загрузке ионита, окисление бромид-ионов до элементарного брома и сорбцию брома на другой загрузке ионита, десорбцию йода и брома, регенерацию и возврат обеих загрузок ионита на сорбцию, сорбцию йода ведут в виде йодид-ионов частью загрузки ионита, насыщенной элементарным бромом. Недостатком способа является снижение эффективности извлечения за счет уменьшения скорости сорбции при уменьшении концентрации извлекаемого сорбата. (Патент РФ №2094379, 1997 г.) https://findpatent.ru/patent/232/2325469.html/

Ближайшим аналогом является способ извлечения йода и брома из природных вод /Патент РФ №2190700, C25B 1/24, C02F 1/461, 2002 г./. Сначала осуществляют селективное электрохимическое окисление йодида в анодной камере диафрагменного электролизера в присутствии ионов Fe²⁺ при окислительно-восстановительном потенциале анионита 550-850 мВ. После этого его обрабатывают щелочным агентом, соосаждая йод на гидроксиде железа (III). Затем осуществляют селективное электрохимическое окисление бромида в свободной от йода воде с последующим его выделением воздушной десорбцией. Обработку анионита щелочным агентом ведут в диапазоне рН 3,5-5,0. В качестве щелочного агента используют гидроксиды или карбонаты щелочных, или щелочно-земельных металлов. Недостатком способа является снижение эффективности извлечения за счет уменьшения скорости сорбции при уменьшении концентрации извлекаемого сорбата.

Наиболее близким техническим решением предлагаемому изобретению является способ извлечения йода из растворов /Патент РФ №2207976, С01В 7/14, 2003 г./, заключающийся в том, что рассол с содержанием йода 35 г/м³ окисляют до элементарного йода, сорбируют на слабоосновном синтетическом анионите. Используют анионит, имеющий матрицу на основе сополимера нитрила акриловой кислоты и дивинилбензола, и функциональные группы - первичные амины (50%), вторичные амины (20%), третичный ароматический амин имидазолинного типа (30%). Выделяют свободные галогены путем десорбции йода раствором NaOH. Концентрация йода в десорбате в непрерывном противочном режиме - 294 г/л. Изобретение также позволяет уменьшить расход реагентов, объем аппаратуры, трудо- и энергозатраты, снизить износ смолы. Недостатком способа является отсутствие возможности высокоэффективного извлечения йода.http://bd.patent.su/2207000-2207999/pat/servl/servlet1702.html/

Техническим результатом является разработка методики извлечения йодид-ионов и бромид-ионов, предварительно сорбированных из пластовых вод нефтяных месторождений на анионитах, которая позволит снизить ущерб нефтепереработки, сокращением числа стадий, увеличить эффективность извлечения ценных микроэлементов, а также позволит применить более дешевые реагенты для извлечения галогенидов из анионитов.

Способ осуществляется следующим образом.

В качестве десорбента для извлечения микроэлементов из анионитов использовали – растворы хлорида марганца с хлоридом натрия. Для сорбции галогенидов использовали аниониты двух марок - АН-31 и АН-2ФН.

Сорбцию йодид и бромид-ионов проводили в динамических условиях при пропускании пластовых вод через колонку заполненных анионитами до насыщения анионитов по йоду и брому.

После насыщения аниониты из каждой колонки после сорбции подвергали десорбции йодид- и бромид-ионов раствором хлорида двухвалентного марганца 75 г/л и хлорида натрия 150 г/л. Десорбцию проводили в динамических условиях пропусканием через колонку раствора десорбента до отрицательной реакции на выходе из колонки по йодид- и бромид-иону.

В процессе десорбции йодид- и бромид-ионов раствором, хлорида натрия, в присутствии ионов двухвалентного марганца, протекают следующие реакции:

R(J₂Cl)+Mn²⁺+H₂O=R(J+MnO₂)+HCl+HJ+2H⁺

R(J+MnO₂)+NaCl=R(Cl+MnO₂)+NaJ

Аналогично будет протекать и десорбция бромид-ионов. Элементарные йод и бром окисляют ионы двухвалентного марганца непосредственно в фазе ионита до двуокиси марганца, которая осаждается также в фазе ионита, а иодид- и бромид-ионы выделяются в раствор.

Результаты десорбции галогенов растворами с разными соотношениями хлоридов марганца и натрия показали, что степень извлечения микроэлементов для двух марок анионитов (АН-31 и АН-2ФН) в соотношение концентрации хлорида марганца 75 г/л и натрия хлористого 150 г/л наибольшая и составляет 95,0±3 % (Табл.1).

Таблица 1

Степень извлечения микроэлементов с применением десорбента MnCl₂,/NaCl

Аниониты	Ионы	Соотношение концентраций MnCl₂, /NaCl, г/л
50/100	75/150	100/200
АН-31	I^-	81,0	98,5	98,0
Br^-	75,5	95,0	95,0
АН-2ФН	I^-	78,5	91,0	90,0
Br^-	83,0	93,5	94,0

Кинетика процесса десорбции йодид-ионов на ионообменных смолах АН-31 и АН-2ФН раствором хлорида двухвалентного марганца 75 г/л и хлорида натрия 150 г/л представлена в таблице 2.

Таблица 2

Кинетика процесса десорбции йодид-ионов на анионитах раствором MnCl₂и NaCl

Аниониты	Время десорбции, мин
Аниониты	20	40	60	80	100
Степень извлечения (S), %
АН-31	30	60	70	98	98
АН-2ФН	10	30	60	90	91

Результаты исследования показали, что с увеличением времени контакта десорбента с анионитами, повышается степень извлечения йодид-ионов и достигает максимального значения 98 % после 80 минут проведения опыта для марки анионита АН-31, для анионита АН-2ФН степень извлечения йодид-иона достигает 90% после 80 минут проведения опыта. Дальнейшее увеличение времени контакта не приводит к значительному увеличению степени извлечения йодидов из анионитов. Оптимальное время для полного извлечения йодид-иона из анионитов составляет 80 минут для двух марок сорбента.

Таблица 3

Кинетика процесса десорбции бромид-ионов на анионитах раствором MnCl₂и NaCl

Аниониты	Время десорбции, мин
Аниониты	20	40	60	80	100
Степень извлечения (S), %
АН-31	30	50	70	90	91
АН-2ФН	20	45	60	94	94

Изучение кинетических характеристик десорбции бромид-ионов из анионитов показал, что оптимальное время десорбции также как и для йодид-ионов, составляет 80 минут и степень извлечения достигает 91 % для марки анионита АН-31 и 94 % для марки АН-2ФН. Следует отметить, что десорбция бромид-ионов раствором MnCl₂и NaCl протекает лучше в фазе анионита марки АН-2ФН.

Способ извлечения йодид- и бромид-ионов из пластовых вод нефтяных месторождений, включающий применение сорбентов с последующей десорбцией раствором десорбента, отличающийся тем, что в качестве сорбентов используют аниониты АН-31 или АН-2ФН, в качестве десорбента используют раствор хлористого марганца и хлористого натрия.

Группа изобретений относится к области дезинфекции воды. Способ состоит в дезинфекции воды с помощью ультрафиолетового облучения с помощью подключенного к гибкому шлангу устройства (1) для подачи воды, в частности ручного душа (1'), и держателя (2) с гнездом (21) для устройства (1) для подачи воды при его неиспользовании.

Способ комбинированного обезвоживания стойких водонефтяных эмульсий // 2745993

Предложен способ комбинированного обезвоживания стойких водонефтяных эмульсий, включающий ультразвуковое воздействие на водонефтяную эмульсию, где частоту ультразвукового воздействия выбирают в зависимости от размера капель воды в водонефтяной эмульсии: для капель, которые попадают в диапазон размером 15-20 мкм – 50-44 кГц; для капель, которые попадают в диапазон размером 30-40 мкм – 32-22 кГц; для капель, которые попадают в диапазон размером 60-80 мкм – 18-12 кГц, после чего частично обезвоженную водонефтяную эмульсию направляют на вход теплообменного устройства, перед входом в который в водонефтяную эмульсию подают реагент-деэмульгатор, где способ содержит магнитную обработку в направленном перпендикулярно потоку водонефтяной эмульсии пульсирующем неоднородном магнитном поле для разрушения бронирующих оболочек, при которой нагретую до температуры 90-95°С смесь водонефтяной эмульсии с деэмульгатором неионогенного типа направляют в аппарат магнитной обработки, обрабатывая ее магнитным полем оптимальной частоты 0-50 Гц с шагом 5 Гц, при этом, в случае, если прошедшая обработку ультразвуком и магнитным полем смесь ВНЭ с деэмульгатором удовлетворяет критериям качества, объемная доля воды в нефти менее 0,5%, ее направляют в отстойник установки промысловой подготовки нефти (УППН), при этом, если обработанная смесь ВНЭ с деэмульгатором не удовлетворяет требованиям качества сдачи продукции скважин, ее направляют в турбулизатор, в котором производят дополнительное перемешивание, после чего ее направляют обратно в трубопровод входа в установку, после чего процесс комбинированного обезвоживания водонефтяной эмульсии повторяют.

Устройство очистки шахтовой воды // 2745630

Устройство очистки шахтовой воды относится к горной промышленности, и предназначено для работы в системах пылеподавления и орошения в горных выработках шахт, рудников, на обогатительных фабриках, и может быть использовано в отраслях промышленности, характеризующихся интенсивным пылевыделением.

Устройство для получения пресной воды из атмосферного воздуха // 2745593

Изобретение относится к устройствам для получения пресной воды из водяных паров, содержащихся в окружающем атмосферном воздухе, и может быть использовано для получения пресной воды преимущественно в прибрежной с морями местности.

Способ и установка для обработки и/или очистки воды // 2745515

Группа изобретений, состоящая из способа очистки воды и водоочистной установки, относится к очистке воды от следовых количеств органических загрязнений, особенно в случае ограниченных во времени или спонтанно возникающих возрастаний концентрации загрязнений в обрабатываемой очищаемой воде.

Модульная деаэрационная установка // 2745212

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в отопительных системах. Модульная деаэрационная установка, содержащая базовый блок деаэрации, выполненный на основе деаэратора центробежно-вихревого, соединенного посредством патрубков с двумя капельными диспергаторами, сообщающимися с полостью бака капельных диспергаторов, имеющего выходной канал выпара, соединяющийся с выпаром из деаэратора центробежно-вихревого, которая дополнительно содержит блок теплообменников, и/или блок охладителя выпара, и/или блок охладителя выпара и блок газоотделения, и/ блок охладителя выпара, блок газоотделения и блок создания вакуума, включающий эжектор и циркуляционный насос, а также питательный насос, блок управления насосом, блок управления установкой с возможностью их выборочной компоновки в составе модулей с модифицированным исполнением в зависимости от режима эксплуатации установки, причем вход деаэратора центробежно-вихревого соединен с трубопроводом подачи деаэрированной воды или непосредственно с подогревом ее на входе до температуры насыщения, или через теплообменник - подогреватель деаэрируемой воды, на который подается греющая среда, деаэрированная вода поступает потребителю непосредственно из бака капельных диспергаторов или через теплообменник - охладитель деаэрированной воды, а выходной канал выпара имеет свободный выход в атмосферу или соединен с блоком охладителя выпара, на который подается в качестве охлаждающей среды деаэрируемая вода, при этом каждый модуль представляет собой функционально и конструктивно обособленный узел, располагаемый вокруг бака капельных диспергаторов.

Флуоресцентное соединение для обработки воды и способ его применения // 2745061

Изобретение относится к соединениям или полимерам для обработки источника воды, меченной графеновой квантовой точкой, а также способы их изготовления и использования.

Способ синтеза отрицательно заряженного фероксигита марганца для селективного удаления ртути из воды // 2744898

Изобретение относится к области химической инженерии, в частности к технологии очистки воды твердыми адсорбентами. В частности, изобретение относится к способу синтеза абсорбирующего материала, состоящего из фазового четырехвалентного фероксигита марганца δ-Fe(1-x)MnxOOH с отрицательно заряженной поверхностью гранулы, в которой от 0,05 до 25% железа изоморфно замещено атомами марганца.

Способ получения магнитоуправляемого сорбционного материала // 2744806

Изобретение относится к способу получения магнитоуправляемого сорбционного материала, который может найти применение там, где образуются большие количества водных растворов, содержащих тяжелые металлы: в процессах обработки и нейтрализации химических стоков в гальванических производствах, в металлургии, в кожевенном производстве, органическом синтезе, производстве антикоррозионных красок и других.

Смеситель, содержащий узел зажимной муфты // 2744445

Изобретение относится к смесителю для создания потока жидкости. Смеситель для создания потока жидкости содержит неподвижный корпус, ведущий вал, гребной винт и узел зажимной муфты.

Способ извлечения йода // 2717508

Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ, а именно к способу получения йода из природных вод, который может быть использован в фармацевтической и химической промышленности.