RU2189362C2 - Method for integrated utilization of oil-field association water - Google Patents
Method for integrated utilization of oil-field association water Download PDFInfo
- Publication number
- RU2189362C2 RU2189362C2 RU2000116192A RU2000116192A RU2189362C2 RU 2189362 C2 RU2189362 C2 RU 2189362C2 RU 2000116192 A RU2000116192 A RU 2000116192A RU 2000116192 A RU2000116192 A RU 2000116192A RU 2189362 C2 RU2189362 C2 RU 2189362C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- iodine
- oil
- bromine
- boron
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 28
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000011630 iodine Substances 0.000 claims abstract description 28
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 31
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 6
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 2
- 239000008398 formation water Substances 0.000 abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 4
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 15
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 8
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 7
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N sodium hypochlorite Chemical compound [Na+].Cl[O-] SUKJFIGYRHOWBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 7
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 6
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 6
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 6
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000005708 Sodium hypochlorite Substances 0.000 description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- -1 iodide ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 2
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 2
- 229960001922 sodium perborate Drugs 0.000 description 2
- YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M sodium;oxidooxy(oxo)borane Chemical compound [Na+].[O-]OB=O YKLJGMBLPUQQOI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N Sulfurous acid Chemical compound OS(O)=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003957 anion exchange resin Substances 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 150000001649 bromium compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hcl hcl Chemical compound Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- GYCHYNMREWYSKH-UHFFFAOYSA-L iron(ii) bromide Chemical compound [Fe+2].[Br-].[Br-] GYCHYNMREWYSKH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002891 organic anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005185 salting out Methods 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам комплексной переработки попутно добываемых вод нефтяных месторождений для извлечения бора, магния, лития, йода и брома в низких промышленных концентрациях. The invention relates to inorganic chemistry, in particular to methods for the integrated processing of simultaneously produced water from oil fields to extract boron, magnesium, lithium, iodine and bromine in low industrial concentrations.
К низким промышленным концентрациям относятся содержание йода, лития, бора больше 10 мг/л, магния - 500 мг/л и больше, брома - 200 мг/л и больше. Low industrial concentrations include iodine, lithium, boron content of more than 10 mg / l, magnesium - 500 mg / l and more, bromine - 200 mg / l and more.
Такие концентрации содержат воды ряда месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции: Западно-Тэбукское, Пашнинское, Джьерское, Мичаюское, Северо-Савиноборское, Нижне-Омринское, Усинское, Баганское, Возейское, Харьягинское. Such concentrations contain water from a number of deposits in the Timan-Pechora oil and gas province: West Tebuk, Pashninskoye, Dzhyerskoye, Michayuskoye, Severo-Savinoborskoye, Nizhne-Omrinskoye, Usinskoye, Baganskoye, Vozeyskoye, Kharyaginskoye.
Подобные воды распространены практически во всех районах нефтедобычи. Так, в Западной Сибири это месторождения Нонг-Егонское, Покачевское, Южно-Балыкское, Тагринское, Локосовское, Мамонтовское и другие. Such waters are common in almost all areas of oil production. So, in Western Siberia these are the Nong-Egonskoye, Pokachevskoye, Yuzhno-Balykskoye, Tagrinskoye, Lokosovskoye, Mamontovskoye and others deposits.
Известен способ извлечения бора из водных растворов экстракцией азотосодержащим органическим реагентом в разбавителе с последующей реэкстракцией бора (см. а.с. СССР 1566662, С 01 В 35/00, 1988). A known method of extracting boron from aqueous solutions by extraction with a nitrogen-containing organic reagent in a diluent, followed by re-extraction of boron (see AS USSR 1566662, 01 01 35/00, 1988).
Известен способ извлечения лития из рассолов, включающий обработку их хлоридом алюминия, осаждение литиевого концентрата из рассола и отделение осадка фильтрацией (см. а.с. СССР 1586055, С 01 D 15/00, 1988г.). A known method of extracting lithium from brines, including processing them with aluminum chloride, the deposition of lithium concentrate from brine and separating the precipitate by filtration (see AS USSR 1586055, C 01 D 15/00, 1988).
Известен способ извлечения йода из минерализованных хлоросодержащих вод, включающий их подкисление, окисление иодид-ионов хлором, обработку вод водорастворимыми полимерами (см. а.с. СССР 1579000, С 01 В 7/14, 1988). A known method of extracting iodine from mineralized chlorine-containing waters, including their acidification, oxidation of iodide ions with chlorine, water treatment with water-soluble polymers (see AS USSR 1579000, C 01 B 7/14, 1988).
Также известен способ извлечения брома из растворов, включающий окисление бромидов в исходном растворе хлором, десорбцию брома воздухом, очистку бромвоздушной смеси от хлора с последующей абсорбцией брома раствором бромистого железа (см. а.с. СССР 1432000, С 01 В 7/09, 1987г.). Also known is a method for the extraction of bromine from solutions, including the oxidation of bromides in the initial solution with chlorine, desorption of bromine with air, purification of the bromine-air mixture from chlorine, followed by absorption of bromine with an iron bromide solution (see AS USSR 1432000, C 01 B 7/09, 1987 .).
Однако все известные способы предназначены для извлечения из вод только одного компонента, а простое совмещение их не может составить единую технологию по извлечению всего комплекса компонентов. However, all known methods are designed to extract only one component from the waters, and a simple combination of them cannot constitute a single technology for extracting the entire complex of components.
Известен способ выделения магния в виде гидроокиси магния путем добавления в исходный раствор щелочного или щелочноземельного металла с последующим выделением лития путем добавления в раствор гидроокиси алюминия или хлорида алюминия с гидроокисью натрия в количестве, обеспечивающем атомное соотношение Аl:Li=3 (см. пат. США 3306700, НКИ 23-25, оп.28.02.67). There is a method of separating magnesium in the form of magnesium hydroxide by adding an alkali or alkaline earth metal to the initial solution, followed by lithium separation by adding aluminum hydroxide or aluminum chloride with sodium hydroxide to the solution in an amount providing an atomic ratio Al: Li = 3 (see US Pat. 3306700, NKI 23-25, op. 28.02.67).
Недостатком данного способа является низкая степень извлечения лития (20-30%), для растворов с минерализацией меньше 350 г/л и с содержанием лития меньше 50 мг/л. The disadvantage of this method is the low degree of lithium extraction (20-30%), for solutions with a salinity of less than 350 g / l and with a lithium content of less than 50 mg / l.
Наиболее близким по технической сущности, принятым авторами за прототип, является способ комплексной переработки попутных нефтяных месторождений, включающий предварительную очистку воды от механических примесей и нефти с последующим последовательным извлечения магния, лития, бора, йода и брома. Магний и литий извлекают с использованием методов осаждения. Для извлечения брома применяют метод воздушной десорбции, йода - угольной адсорбции, бора - сорбции на органических анионитах с последующей десорбцией соляной кислотой. На последней стадии воду упаривают для извлечения поваренной соли (см. книгу И. А. Клименко. Комплексное освоение ресурсов нефтяных месторождений, М.: Недра, 1991 г., стр.44). The closest in technical essence, adopted by the authors for the prototype, is a method of complex processing of associated oil fields, including preliminary purification of water from mechanical impurities and oil, followed by sequential extraction of magnesium, lithium, boron, iodine and bromine. Magnesium and lithium are recovered using precipitation methods. To extract bromine, the method of air desorption is used, iodine - coal adsorption, boron - sorption on organic anion exchangers followed by desorption of hydrochloric acid. At the last stage, water is evaporated to extract table salt (see the book by I. A. Klimenko. Integrated Development of Oil Field Resources, Moscow: Nedra, 1991, p. 44).
Однако указанный способ работоспособен при наличии бора в пластовых водах больше 50 мг/л. При меньшем его содержании бор будет частично потерян при извлечении других компонентов. However, this method is workable in the presence of boron in formation water greater than 50 mg / L. With its lower content, boron will be partially lost when other components are removed.
При этом следует также отметить снижение эффективности способа из-за низкой степени насыщения сорбента при извлечении йода угольной адсорбцией. It should also be noted that the efficiency of the method is reduced due to the low degree of saturation of the sorbent during the extraction of iodine by carbon adsorption.
Кроме того, известный способ приводит к снижению эффективности процесса нефтедобычи, так как упаривание воды в конце технологического процесса потребует изыскания нового источника водоснабжения на весь период заводнения месторождения. In addition, the known method leads to a decrease in the efficiency of the oil production process, since evaporation of water at the end of the technological process will require finding a new source of water supply for the entire period of waterflooding of the field.
Задачей настоящего изобретения является наиболее полное извлечение полезных неорганических компонентов из попутно добываемых пластовых вод нефтяных месторождений с низкими промышленными концентрациям при обеспечении эффективности процесса и сохранении качества пластовой воды, повторно закачиваемой в пласты нефтяных месторождений. The objective of the present invention is the most complete extraction of useful inorganic components from incidentally produced formation water of oil fields with low industrial concentrations while ensuring process efficiency and maintaining the quality of produced water re-pumped into oil field formations.
Сущность способа заключается в следующем. The essence of the method is as follows.
Способ комплексной переработки попутных вод нефтяных месторождений включает предварительную очистку их от мехпримесей и нефти с последующим последовательным извлечением магния, лития, бора, йода и брома, при этом магний и литий извлекают осаждением, а бром - воздушной десорбцией. A method of complex processing of associated water from oil fields involves pre-cleaning them from solids and oil, followed by sequential extraction of magnesium, lithium, boron, iodine and bromine, while magnesium and lithium are recovered by precipitation, and bromine is extracted by air desorption.
Отличительными признаками заявляемого способа являются: первоначально из воды извлекают бор экстракцией, например с помощью ящичного экстрактора с последующим последовательным извлечением магния, лития, йода и брома, при этом йод извлекают ионообменной сорбцией с последующей утилизацией пластовой воды в системе поддержания пластового давления. Distinctive features of the proposed method are: initially, boron is extracted from water by extraction, for example, using a box extractor, followed by sequential extraction of magnesium, lithium, iodine and bromine, while iodine is extracted by ion-exchange sorption with subsequent utilization of formation water in the reservoir pressure maintenance system.
Заявляемая нами последовательность извлечения полезных неорганических компонентов в низких промышленных концентрациях из попутно добываемых вод нефтяных месторождений позволяет наиболее полно извлечь все содержащиеся в воде компоненты. Проведенные исследования на водах Западно-Тэбукского месторождения показали, что бор предпочтительнее всего извлекать способом экстракции, при этом извлечение бора из воды достигает 80% и более. При извлечении бора другими способами, например сорбцией (для вод с низкими промышленными концентрациями неорганических компонентов), извлечение бора составит 40-50%. The sequence of extraction of useful inorganic components in low industrial concentrations from the associated water of oil fields that we have claimed allows us to fully extract all the components contained in the water. Studies on the waters of the West Tebukskoye field showed that boron is most preferably extracted using the extraction method, while boron extraction from water reaches 80% or more. When boron is extracted by other methods, for example, by sorption (for waters with low industrial concentrations of inorganic components), boron recovery will be 40-50%.
Вместе с тем так как магний является эффективным высаливателем бора при экстракции, это обуславливает извлечение бора именно первым во всей технологической цепочке. However, since magnesium is an effective salting out agent of boron during extraction, this makes boron extraction the first in the entire technological chain.
Ограниченность рудных запасов борных соединений и практически неисчерпаемые запасы попутно добываемых вод нефтяных месторождений обуславливают возможность получения боросодержащих товарных продуктов на весь период разработки нефтяных месторождений (20-50 лет) без вложения затрат на добычу воды (минерального сырья). The limited ore reserves of boron compounds and the practically inexhaustible reserves of associated water from oil fields make it possible to obtain boron-containing marketable products for the entire period of oil field development (20-50 years) without investing in the cost of extracting water (mineral raw materials).
Выбор именно ионообменной сорбции при извлечении йода обусловлен обеспечением эффективности процесса за счет существенно большей степени насыщения сорбента - ионообменной смолы при сохранении максимально возможного процента извлечения йода (больше 80%). The choice of ion-exchange sorption during the extraction of iodine is due to the efficiency of the process due to a significantly greater degree of saturation of the sorbent - ion-exchange resin while maintaining the highest possible percentage of iodine extraction (more than 80%).
Вместе с тем, совокупность заявленных признаков позволяет сохранить качество пластовой воды для повторной закачки в пласты нефтяных месторождений, обеспечивая введение в воду минимально необходимого количества ионов кальция (на стадии выделения магния), хлора (при подкислении воды соляной кислотой на стадии извлечения йода и брома) и аммония (на стадии нейтрализации воды перед закачкой в пласт), не влияющих на выпадение осадков при смешении закачиваемых и пластовых вод. At the same time, the totality of the declared features allows preserving the quality of produced water for re-injection of oil fields into the formations, ensuring the introduction of the minimum necessary amount of calcium ions (at the stage of magnesium extraction), chlorine (when acidifying water with hydrochloric acid at the stage of iodine and bromine extraction) and ammonia (at the stage of water neutralization before injection into the reservoir), which do not affect the precipitation during the mixing of injected and produced water.
Также следует отметить, что анализ многолетней разработки целого ряда месторождений Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции с применением пресной воды для поддержания пластового давления показал, что существенного уменьшения содержания ценных неорганических компонентов не происходит из-за активного водообмена в пласте. Поэтому при закачке переработанной пластовой воды в систему поддержания пластового давления во вновь добываемой попутно с нефтью пластовой воде не ожидается снижение содержания ценных компонентов. It should also be noted that the analysis of the long-term development of a number of fields in the Timan-Pechora oil and gas province using fresh water to maintain reservoir pressure showed that a significant decrease in the content of valuable inorganic components does not occur due to active water exchange in the reservoir. Therefore, when the treated produced water is injected into the reservoir pressure maintenance system in the newly produced produced water along with oil, a decrease in the content of valuable components is not expected.
На чертеже представлена схема, поясняющая заявленный способ. The drawing shows a diagram explaining the claimed method.
После очистки пластовой воды от эмульгированной нефти и механических примесей в резервуаре 1 до содержания каждого 30-50 мг/л вода поступает в экстрактор 2 непрерывного действия, например ящичный противоточный экстрактор. Ящичные экстракторы обеспечивают за счет циркуляции фазовых потоков в ступенях возможность работы с любым соотношением исходной смеси и экстрагента. Удовлетворительная степень извлечения бора обеспечивается и при соотношении 5-10. After cleaning the produced water from emulsified oil and mechanical impurities in the tank 1 to a content of 30-50 mg / l each, the water enters the continuous extractor 2, for example, a box counterflow extractor. Box extractors provide the possibility of working with any ratio of the initial mixture and extractant due to the circulation of phase flows in the steps. A satisfactory degree of boron recovery is also provided at a ratio of 5-10.
Из емкости 3 в экстрактор 2 на стадию экстракции подается экстрагент, например органический раствор Яррезина - Б. Реэкстракция бора из органической фазы, выходящей из экстрактора 2, проводится в экстракторе 4, куда непрерывно поступает водный раствор едкого натра (NaOH). Органическая фаза после экстрактора 4 непрерывно поступает в экстрактор 5, где водным раствором соляной кислоты проводится нейтрализация остаточной щелочности экстрагента (регенерация экстрагента). Регенерированный экстрагент непрерывно поступает в емкость 3, обеспечивая замкнутость цикла выделения бора из пластовой воды. Водный раствор из экстрактора 4 (боросодержащий концентрат) служит исходным сырьем для получения боросодержащих товарных продуктов, например пербората натрия или борной кислоты. An extractant, for example, an organic solution of Yarrezin-B, is fed from the container 3 to the extractor 2 to the extraction stage. The boron is reextracted from the organic phase exiting the extractor 2, is carried out in the extractor 4, where an aqueous solution of sodium hydroxide (NaOH) is continuously fed. The organic phase after extractor 4 is continuously fed to extractor 5, where an aqueous solution of hydrochloric acid is used to neutralize the residual alkalinity of the extractant (regeneration of the extractant). The regenerated extractant continuously enters the tank 3, providing a closed cycle of the allocation of boron from produced water. An aqueous solution from extractor 4 (boron concentrate) serves as a feedstock for the production of boron-containing commercial products, for example sodium perborate or boric acid.
После извлечения боросодержащего концентрата отделяемая непрерывно из экстрактора 2 пластовая вода поступает в реактор 6 для извлечения магния. Осаждение гидроокиси магния в реакторе 6 производится известковым молоком. После реакции пластовая вода с осадком гидроокиси магния направляется в фильтр 7, где происходит отделение ее от осадка гидроокиси магния; осадок гидроокиси магния подвергают сушке и прокалке в печи 8 до образования товарного магнийсодержащего продукта - жженной магнезии (MgO). Пластовая вода, отделенная в фильтре 7 от осадка гидроокиси магния, поступает на извлечение лития в реактор 9. After the boron-containing concentrate has been extracted, the produced water which is continuously separated from the extractor 2 is fed into the reactor 6 for magnesium extraction. The precipitation of magnesium hydroxide in the reactor 6 is made of milk of lime. After the reaction, produced water with a precipitate of magnesium hydroxide is sent to the filter 7, where it is separated from the precipitate of magnesium hydroxide; The magnesium hydroxide precipitate is dried and calcined in an oven 8 until a commodity magnesium-containing product is formed - burnt magnesia (MgO). Produced water, separated in the filter 7 from the precipitate of magnesium hydroxide, is fed to the extraction of lithium in the reactor 9.
Осаждение лития в виде гидроалюмината лития проводится любым алюминийсодержащим реагентом, например раствором хлорида алюминия. Образовавшийся гидроалюминат отделяется от пластовой воды на фильтре 10, литийсодержащий осадок направляется на переработку на товарный продукт, например карбонат лития; пластовая вода направляется на извлечение йода. The deposition of lithium in the form of lithium hydroaluminate is carried out by any aluminum-containing reagent, for example, aluminum chloride solution. The resulting hydroaluminate is separated from the produced water on the filter 10, the lithium-containing precipitate is sent for processing to a marketable product, for example lithium carbonate; formation water is sent to extract iodine.
Перед извлечением йода вода в емкости 11 подкисляется, например, соляной кислотой (НСl) и одновременно окисляется, например, гипохлоритом натрия (NaClO). Далее окисленная вода поступает на сорбцию йода в насадочную колонну 12, заполненную ионообменной смолой. После насыщения ионообменной смолы йодом пластовую воду направляют в аналогичную насадочную колонну 13. Время насыщения определяют опытным путем для каждого типа воды. Десорбцию йода из ионообменной смолы в колонне 12 проводят раствором сернистой кислоты (Н2SO3) и йодосодержащий концентрат отводят на переработку на товарный йод. После этого колонна 12 вновь готова для сорбции йода ионообменной смолой из новой порции пластовой воды. Циклы поглощения йода из пластовой воды ионообменной смолой и десорбцию йода из смолы в колоннах 12 и 13 чередуют.Before extracting iodine, the water in the tank 11 is acidified, for example, with hydrochloric acid (HCl) and simultaneously oxidized, for example, with sodium hypochlorite (NaClO). Further, the oxidized water enters the sorption of iodine in a packed column 12 filled with an ion-exchange resin. After saturation of the ion exchange resin with iodine, the produced water is sent to a similar packed column 13. The saturation time is determined empirically for each type of water. The desorption of iodine from the ion exchange resin in the column 12 is carried out with a solution of sulphurous acid (H 2 SO 3 ) and the iodine-containing concentrate is diverted to commercial iodine for processing. After this, the column 12 is again ready for sorption of iodine by an ion exchange resin from a new portion of produced water. The cycles of absorption of iodine from produced water by an ion-exchange resin and the desorption of iodine from the resin in columns 12 and 13 are alternated.
Вода из насадочной колонны далее поступает для извлечения брома в емкость 14. Предварительно воду для окисления бромид-ионов до брома смешивают с окислителем, например гипохлоритом натрия (NaClO). Далее вода поступает в колонну 15 с насадкой, где бром выдувают из раствора воздухом, подаваемым вентилятором 16. Бромовоздушную смесь из колонны 15 направляют на конденсацию и выделение товарного брома. Пластовая вода после нейтрализации кислотности в емкости 17 аммиачной водой (р-р NH4OH) утилизируется в системе поддержания пластового давления (ППД) для повторной закачки в пласт.Water from the packed column then enters to remove the bromine into the tank 14. Previously, water for oxidizing bromide ions to bromine is mixed with an oxidizing agent, for example sodium hypochlorite (NaClO). Next, the water enters the column 15 with the nozzle, where the bromine is blown out of the solution by the air supplied by the fan 16. The air-bromine mixture from the column 15 is directed to the condensation and separation of marketable bromine. Formation water after neutralizing the acidity in reservoir 17 with ammonia water (NH 4 OH solution) is disposed of in the reservoir pressure maintenance system (RPM) for re-injection into the reservoir.
Пример конкретного осуществления. An example of a specific implementation.
Переработка попутно добываемой пластовой воды Западно-Тэбукского нефтяного месторождения. Исходное содержание извлекаемых компонентов (в мг/л): бор - 20; магний - 1884; литий - 9,5; йод - 5,6; бром - 337. Расход пластовой воды 285,4 м3/ч.Processing of produced stratal water from the West Tebukskoye oil field. The initial content of the extracted components (in mg / l): boron - 20; magnesium - 1884; lithium - 9.5; iodine - 5.6; bromine - 337. The flow rate of produced water is 285.4 m 3 / h.
Экстракция бора. Концентрации бора (в мг/л): конечная в пластовой воде - 4; начальная концентрация в оборотном экстрагенте - 35; конечная концентрация в экстрагенте после экстракции - 76. Соотношение расходов экстрагента и пластовой воды составляет 1:5. Степень извлечения бора 80%. Extraction of boron. Boron concentration (in mg / l): final in formation water - 4; the initial concentration in the circulating extractant is 35; the final concentration in the extractant after extraction is 76. The ratio of the costs of the extractant and produced water is 1: 5. The degree of extraction of boron is 80%.
Реэкстракция проводится 0,5 н. раствором NaOH (47,5 м3/ч). Конечное содержание бора в реэкстракте 96 мг/л. Далее раствор выпаривается, после охлаждения по стехиометрии добавляется H2O2 для образования NaBO3. После сушки перборат натрия - товарный продукт.Reextraction is carried out 0.5 N. NaOH solution (47.5 m 3 / h). The final boron content in the reextract is 96 mg / L. Then the solution is evaporated, after cooling according to stoichiometry, H 2 O 2 is added to form NaBO 3 . After drying, sodium perborate is a commercial product.
Осаждение магния. Дозируется известковое молоко с концентрацией по СаО 10-10,3 мас. %. Расход известкового молока 11,3 м3/ч. Степень извлечения магния 99,9%. После отделения гидроксида магния фильтрацией продукт прокаливается во вращающейся печи (сжигается попутный нефтяной газ) при t=1300-1700oС. Содержание оксида магния в товарном продукте 96,1%.Precipitation of magnesium. Dosed milk of lime with a concentration of CaO 10-10.3 wt. % The consumption of milk of lime is 11.3 m 3 / h. The degree of extraction of magnesium is 99.9%. After separation of magnesium hydroxide by filtration, the product is calcined in a rotary kiln (associated petroleum gas is burned) at t = 1300-1700 o С. The content of magnesium oxide in the marketable product is 96.1%.
Осаждение лития. Конечное содержание лития 0,8 мг/л, степень извлечения - 91,5%. Дозируется реагент, содержащий алюминий в пересчете на Аl(ОН)3 110 г/л (1,3-1,4 м3/ч) из расчета 5 молей Al2O3 на 1 моль Li2O.The deposition of lithium. The final lithium content of 0.8 mg / l, the degree of extraction of 91.5%. A reagent containing aluminum is dosed in terms of Al (OH) 3 110 g / l (1.3-1.4 m 3 / h) at the rate of 5 moles of Al 2 O 3 per 1 mol of Li 2 O.
После фильтрации осадок гидроалюмината лития поступает на выщелачивание лития. Литийсодержащий раствор выпаривается с концентрации LiCl 0,234 г/л до 85 г/л. After filtration, the precipitate of lithium hydroaluminate enters the leaching of lithium. The lithium-containing solution is evaporated from a LiCl concentration of 0.234 g / l to 85 g / l.
Насыщенным раствором Na2CO3 осаждается карбонат лития Li2СО3 - товарный продукт.A saturated solution of Na 2 CO 3 precipitates lithium carbonate Li 2 CO 3 - commercial product.
Извлечение йода. Расход 27,5% НСl для подкисления воды с рН 7,5 до 2,2 составляет 0,1258 м3/ч. Дозировка раствора гипохлорита натрия с массовой концентрацией активного хлора 19,0 г/л составляет 6,8 л/ч. Выход йода - 80%. Массовая концентрация йода в анионите после сорбции 420 г/л. Десорбция на 99% производится раствором сернистой кислоты H2SO3. После окисления йодид-ионов в концентрате гипохлоритом натрия йод кристаллизируется в товарный продукт.Extraction of iodine. The consumption of 27.5% Hcl for acidification of water with a pH of 7.5 to 2.2 is 0.1258 m 3 / h. The dosage of sodium hypochlorite solution with a mass concentration of active chlorine of 19.0 g / l is 6.8 l / h. The output of iodine is 80%. Mass concentration of iodine in anion exchange resin after sorption 420 g / l. 99% desorption is carried out with a solution of sulfuric acid H 2 SO 3 . After oxidation of iodide ions in the concentrate with sodium hypochlorite, iodine crystallizes into a commercial product.
Извлечение брома. Окисление бромид-ионов до брома проводится гипохлоритом натрия до значения окислительно-восстановительного потенциала еН=993 - 1002 мВ. Расход воздуха на десорбции 45000 м3/ч. На абсорбцию брома поступает бромовоздушная смесь с концентрацией брома 0,288 - 0,318 г/м3. Абсорбция проводится раствором NaOH. После окисления бромида и паровой десорбции бром конденсируется в товарный продукт. Степень извлечения брома - 92%.Extraction of bromine. The oxidation of bromide ions to bromine is carried out by sodium hypochlorite to a value of the redox potential eH = 993 - 1002 mV. Desorption air flow 45,000 m 3 / h. The bromine-air mixture with a bromine concentration of 0.288 - 0.318 g / m 3 enters the bromine absorption. Absorption is carried out with a NaOH solution. After the oxidation of bromide and steam desorption, the bromine condenses into a marketable product. The degree of bromine recovery is 92%.
Исследования, проведенные на водах Западно-Тэбукского месторождения позволили разработать все параметры технологического процесса и аппаратурное оформление способа. Research conducted on the waters of the West Tebukskoye field allowed us to develop all the parameters of the process and the hardware design of the method.
Годовая прибыль от извлечения ценных неорганических компонентов из попутных вод только Западно-Тэбукского месторождения составит 107 млн.руб. The annual profit from the extraction of valuable inorganic components from associated waters of the West Tebuk field alone will amount to 107 million rubles.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000116192A RU2189362C2 (en) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | Method for integrated utilization of oil-field association water |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000116192A RU2189362C2 (en) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | Method for integrated utilization of oil-field association water |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000116192A RU2000116192A (en) | 2002-06-20 |
| RU2189362C2 true RU2189362C2 (en) | 2002-09-20 |
Family
ID=20236560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000116192A RU2189362C2 (en) | 2000-06-19 | 2000-06-19 | Method for integrated utilization of oil-field association water |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2189362C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2333894C2 (en) * | 2006-09-04 | 2008-09-20 | Олег Аркадьевич Бессонов | Method of purification of accompanying waters of oil-gas fields |
| RU2724779C1 (en) * | 2020-01-14 | 2020-06-25 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method for integrated processing of produced water of oil fields |
| RU2746213C2 (en) * | 2019-07-23 | 2021-04-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова» | Method of extraction of microelements from highly mineralized water |
| WO2022129973A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | Totalenergies Onetech | Installation for the treatment of an aqueous stream of produced water from an oil or gas field |
| RU2780216C2 (en) * | 2021-09-08 | 2022-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" | Method for producing bromide salts during comprehensive processing of polycomponent commercial bromide brines of petroleum and gas producing facilities (variants) |
| WO2023038541A1 (en) * | 2021-09-08 | 2023-03-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" | Method of obtaining bromide salts |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4557913A (en) * | 1984-08-13 | 1985-12-10 | Kerr-Mcgee Chemical Corporation | Borax recovery using sodium metaborate and boric acid intermediates |
| RU2010006C1 (en) * | 1989-10-25 | 1994-03-30 | Валерий Иванович Ивашов | Method of extracting and concentrating matters from the solutions |
| RU2078023C1 (en) * | 1994-07-04 | 1997-04-27 | Институт общей и неорганической химии им.Н.С.Курнакова РАН | Method for isolation bromine from salines |
| RU2089511C1 (en) * | 1995-02-22 | 1997-09-10 | Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского РАН | Method for system processing of sea water |
| RU2094378C1 (en) * | 1996-09-18 | 1997-10-27 | Акционерное общество открытого типа "Дирекция Межправительственной Инновационной рудной программы" | Method of extraction of iodine and bromine from solutions |
-
2000
- 2000-06-19 RU RU2000116192A patent/RU2189362C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4557913A (en) * | 1984-08-13 | 1985-12-10 | Kerr-Mcgee Chemical Corporation | Borax recovery using sodium metaborate and boric acid intermediates |
| RU2010006C1 (en) * | 1989-10-25 | 1994-03-30 | Валерий Иванович Ивашов | Method of extracting and concentrating matters from the solutions |
| RU2078023C1 (en) * | 1994-07-04 | 1997-04-27 | Институт общей и неорганической химии им.Н.С.Курнакова РАН | Method for isolation bromine from salines |
| RU2089511C1 (en) * | 1995-02-22 | 1997-09-10 | Институт геохимии и аналитической химии им.В.И.Вернадского РАН | Method for system processing of sea water |
| RU2094378C1 (en) * | 1996-09-18 | 1997-10-27 | Акционерное общество открытого типа "Дирекция Межправительственной Инновационной рудной программы" | Method of extraction of iodine and bromine from solutions |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КЛИМЕНКО И.А. Комплексное освоение ресурсов нефтяных месторождений. - М.: Недра,. 1991, с.44. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2333894C2 (en) * | 2006-09-04 | 2008-09-20 | Олег Аркадьевич Бессонов | Method of purification of accompanying waters of oil-gas fields |
| RU2746213C2 (en) * | 2019-07-23 | 2021-04-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова» | Method of extraction of microelements from highly mineralized water |
| RU2724779C1 (en) * | 2020-01-14 | 2020-06-25 | Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина | Method for integrated processing of produced water of oil fields |
| WO2022129973A1 (en) * | 2020-12-18 | 2022-06-23 | Totalenergies Onetech | Installation for the treatment of an aqueous stream of produced water from an oil or gas field |
| RU2780216C2 (en) * | 2021-09-08 | 2022-09-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ИРКУТСКАЯ НЕФТЯНАЯ КОМПАНИЯ" | Method for producing bromide salts during comprehensive processing of polycomponent commercial bromide brines of petroleum and gas producing facilities (variants) |
| WO2023038541A1 (en) * | 2021-09-08 | 2023-03-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Экостар-Наутех" | Method of obtaining bromide salts |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20250162894A1 (en) | Process for recovery of lithium from a geothermal brine | |
| US11396452B2 (en) | Method for preparing lithium concentrate from lithium-bearing natural brines and processing thereof into lithium chloride or lithium carbonate | |
| US20230058065A1 (en) | Buffer-free process cycle for co2 sequestration and carbonate production from brine waste streams with high salinity | |
| US20130193074A1 (en) | Water treatment process | |
| RU2724779C1 (en) | Method for integrated processing of produced water of oil fields | |
| EA019279B1 (en) | Method for purifying lithium bicarbonate | |
| WO2007003013A1 (en) | Preparation and use of cationic halides, sequestration of carbon dioxide | |
| AU2014203695B2 (en) | Process for Manufacture of Sodium Hydroxide and Sodium Chloride Products from Waste Brine | |
| CN107572554A (en) | A kind of clean energy-saving type produces salt producing craft | |
| RU2660864C2 (en) | Method for preparing lithium carbonate from lithium-containing natural brines | |
| CN116888079B (en) | Method for processing water-soluble mineral lithium-containing raw material | |
| CN102701465B (en) | Method for decalcifying sea water by using flue gas | |
| RU2189362C2 (en) | Method for integrated utilization of oil-field association water | |
| US10577257B1 (en) | De-scaling: the way to economical desalination | |
| CN100478278C (en) | Preparation method of lithium carbonate by using brine of oil field | |
| US20240166543A1 (en) | Methods of seawater softening for desalination and mineral extraction | |
| RU2552602C2 (en) | Method of phosphite processing | |
| RU2780216C2 (en) | Method for producing bromide salts during comprehensive processing of polycomponent commercial bromide brines of petroleum and gas producing facilities (variants) | |
| RU2839216C1 (en) | Method of producing lithium concentrate from lithium-bearing natural brines | |
| Ryabtsev et al. | Prospective of complex processing of lithium-bearing raw brines of sodium chloride and mixed types | |
| RU2777082C1 (en) | Method for obtaining magnesium oxide from natural brines and simultaneously extracted waters of oil fields | |
| CN102557084A (en) | Method for preparing high-purity lithium carbonate from lithium chloride stock solution | |
| WO2023038541A1 (en) | Method of obtaining bromide salts | |
| RU2774763C1 (en) | Method for preparation of sodium bromide | |
| US20250002361A1 (en) | Process for producing sodium bromide |