پودر کاتیونی پم برای تصفیه فاضلاب روغنی در میدان نفتی

در تصفیه فاضلاب‌های نفتی در میادین نفتی، انتخاب بین پودر کاتیونی شاخه‌دار پم و پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی خطی (سی پی ام) باید به طور جامع از ابعاد مختلف، از جمله ویژگی‌های فاضلاب، فرآیندهای تصفیه، اهداف تصفیه و بهره‌وری اقتصادی، مورد قضاوت قرار گیرد. 

نکته‌ی اصلی، ایجاد تعادل بین کیفیت آب، فرآیند، اثر و هزینه است. 

ایده‌ها و مراحل خاص قضاوت به شرح زیر است: 

مرحله ۱: تجزیه و تحلیل ویژگی‌های اصلی فاضلاب روغنی در میادین نفتی

این پیش‌نیاز اصلی برای انتخاب پم برای تصفیه فاضلاب روغنی در میدان نفتی است و شاخص‌های زیر باید شناسایی شوند.

میزان روغن و درجه امولسیون سازی

اگر میزان روغن موجود در فاضلاب زیاد باشد (کمتر از ۵۰۰ میلی‌گرم در لیتر) و نسبت روغن امولسیون شده زیاد باشد (اندازه قطرات روغن کمتر از ۱۰ میکرومتر باشد، مانند امولسیون آب/روغن که جداسازی آن به لایه‌ها پس از ایستادن دشوار است)، پم پودر کاتیونی شاخه‌دار ترجیح داده می‌شود. ساختار شاخه‌دار پم پودر کاتیونی می‌تواند به فیلم امولسیون نفوذ کند، امولسیون‌زدایی و انعقاد قطرات روغن را تقویت کند و میزان حذف روغن ۵ تا ۱۵ درصد بیشتر از پم پودر کاتیونی خطی است. اگر میزان روغن کم باشد (کمتر از ۳۰۰ میلی‌گرم در لیتر) و عمدتاً روغن آزاد باشد (اندازه قطرات روغن کمتر از ۵۰ میکرومتر باشد که به راحتی شناور می‌شود)، پم پودر کاتیونی خطی می‌تواند از طریق خنثی‌سازی بار و ایجاد پل زنجیره‌ای طولانی، با هزینه کمتر، الزامات را برآورده کند. 

۲. شوری (میزان نمک)

در فاضلاب‌های با شوری بالا (کل جامدات محلول کمتر از 30000 میلی‌گرم در لیتر، مانند فاضلاب‌هایی که حاوی مقدار زیادی کلسیم²⁺، میلی گرم²⁺، کلر⁻ هستند)، پودر کاتیونی خطی پم مستعد محافظت از بارها توسط یون‌های نمک است و باعث می‌شود زنجیره مولکولی پیچیده شود و فعالیت لخته‌سازی بیش از 30٪ کاهش یابد. باید پم پودر کاتیونی شاخه‌دار انتخاب شود. ممانعت فضایی شاخه‌های آن می‌تواند در برابر فشرده‌سازی یون‌های نمک مقاومت کند و کشش و فعالیت زنجیره مولکولی را حفظ کند. 

در فاضلاب با شوری کم (کمتر از 10000 میلی‌گرم در لیتر)، توانایی خنثی‌سازی بار پودر کاتیونی خطی پم می‌تواند به طور عادی عمل کند. اگر نیازهای تصفیه زیاد نباشد (مانند حذف مواد جامد معلق)، پودر کاتیونی خطی پم می‌تواند ترجیحاً برای کاهش هزینه‌ها در نظر گرفته شود. 

۳. محتوا و ماهیت جامدات معلق (اس اس)

اگر محتوای اس اس بالا باشد (ههههه1000 میلی‌گرم در لیتر) و عمدتاً از ذرات ریز (<5 میکرومتر، مانند رس، کلوئید) تشکیل شده باشد، قابلیت جذب چند نقطه‌ای پودر کاتیونی شاخه‌دار PAM می‌تواند به سرعت لخته‌های متراکم تشکیل دهد و سرعت رسوب‌گذاری 20 تا 40 درصد سریع‌تر از پودر کاتیونی خطی PAM است که باعث کاهش زمان اقامت در واحد تصفیه می‌شود. 

اگر اس اس عمدتاً از ذرات درشت (ههههه50 μm) تشکیل شده باشد، اثر پل‌سازی زنجیره بلند پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی خطی در میدان نفتی می‌تواند بدون تکیه بر جذب کارآمد نوع شاخه‌دار، به ادغام ذرات منجر شود. 

مرحله ۲: الزامات فرآیند درمان را مطابقت دهید

واحدهای تصفیه مختلف (مانند انعقاد، ته‌نشینی، شناورسازی با هوا، آبگیری لجن) الزامات متفاوتی برای ویژگی‌های لخته‌های مواد لخته‌ساز دارند و انتخاب هدفمند مورد نیاز است: 

۱) فرآیند انعقاد، رسوب‌گذاری/شفاف‌سازی

اگر فرآیند نیاز به رسوب‌گذاری سریع داشته باشد (مانند مخزن رسوب‌گذاری با بار زیاد با زمان ماند کمتر از 30 دقیقه)، لخته‌های متراکم و با استحکام بالا (مقاوم در برابر برش جریان آب) که توسط پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی شاخه‌دار در میدان نفتی تشکیل می‌شوند، مناسب‌تر هستند و می‌توانند شکستگی لخته‌ها را کاهش دهند. 

اگر زمان ماند کافی (شش دقیقه) وجود داشته باشد، لخته‌های شل پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی خطی در میدان نفتی می‌توانند به آرامی رسوب کنند و با هزینه کمتر، می‌توانند جایگزین مناسبی باشند. 

2) فرآیند شناورسازی با هوا

شناورسازی با هوا نیازمند ترکیب مؤثر لخته‌ها و حباب‌ها (چسبندگی حباب-لخته) است. ساختار متخلخل لخته پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی شاخه‌دار در میدان نفتی، احتمال بیشتری برای جذب حباب‌ها دارد و سرعت شناوری سریع و راندمان بالاتری در حذف نفت و اس اس دارد. لخته‌های شل پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی خطی در میدان نفتی ممکن است به دلیل نفوذ حباب‌ها بشکنند و در نتیجه اثرات نامطلوبی داشته باشند. 

3) فرآیند آبگیری لجن

اگر از فیلتراسیون صفحه‌ای بعدی، آبگیری گریز از مرکز و غیره استفاده شود، مقاومت ویژه لجن باید کاهش یابد (برای افزایش سرعت فیلتراسیون). لخته‌های لجن تصفیه شده توسط پلی‌اکریل‌آمید کاتیونی شاخه‌دار در پم میدان نفتی فشرده هستند و میزان رطوبت پس از آبگیری می‌تواند 5 تا 10 درصد کاهش یابد و به طور قابل توجهی هزینه دفع لجن را کاهش دهد، بنابراین باید ترجیحاً انتخاب شود. 

اگر فقط از خشک کردن طبیعی استفاده شود (با نیاز کم به رطوبت)، مزیت هزینه پلی آکریل آمید کاتیونی خطی در میدان نفتی می‌تواند ترجیحاً در نظر گرفته شود. 

مرحله ۳: تعریف اهداف تصفیه و استانداردهای کیفیت آب

اگر پساب نیاز به برآورده کردن استاندارد تخلیه (نیاز به محتوای روغن <10 میلی‌گرم در لیتر) یا استفاده مجدد (مانند تزریق مجدد به سازند، با محتوای روغن <5 میلی‌گرم در لیتر) داشته باشد، توانایی بالای حذف روغن و کاهش کدورت تصفیه فاضلاب روغنی PAM شاخه‌ای در میدان نفتی می‌تواند به راحتی استانداردهای سختگیرانه را برآورده کرده و از تصفیه ثانویه جلوگیری کند. 

اگر فقط برای پیش‌تصفیه اولیه (مانند کاهش میزان روغن به کمتر از 300 میلی‌گرم در لیتر و سپس ورود به تصفیه بیوشیمیایی) باشد، پم خطی برای تصفیه فاضلاب روغنی در میدان نفتی می‌تواند نیازهای اساسی را با هزینه کمتری برآورده کند. 

مرحله ۴: تأیید اقتصادی و عملیاتی

۱) مقایسه هزینه. به دلیل فرآیند سنتز پیچیده آن (مانند معرفی مونومرهای شاخه‌دار و تنظیم درجه شاخه‌دار شدن)، قیمت واحد پم شاخه‌دار برای تصفیه فاضلاب روغنی در میدان نفتی معمولاً ۲۰٪ تا ۵۰٪ بیشتر از پم خطی برای تصفیه فاضلاب روغنی در میدان نفتی است. با این حال، دوز مصرفی آن ۱۰٪ تا ۳۰٪ کمتر است و هزینه دفع لجن نیز کمتر است. لازم است به جای مقایسه ساده قیمت‌های واحد، هزینه تصفیه حجم آب (هزینه معرف + هزینه دفع لجن) محاسبه شود. به عنوان مثال، در تصفیه فاضلاب با نمک و روغن بالا، دوز کم پم شاخه‌دار برای تصفیه فاضلاب روغنی در میدان نفتی می‌تواند اختلاف قیمت را جبران کند و هزینه کل در واقع کمتر است. پم خطی برای تصفیه فاضلاب روغنی در میدان نفتی فقط در صورت غلظت کم و کیفیت آب ساده، ممکن است هزینه واحد بهتری داشته باشد. 

2) تأیید عملیاتی

ساختار شاخه‌ای محصول کاتیونی پم شاخه‌دار برای تصفیه آب ممکن است بر سرعت انحلال تأثیر بگذارد (نیاز به زمان هم زدن طولانی‌تر یا انحلال با غلظت بالاتر دارد) و لازم است بررسی شود که آیا تجهیزات انحلال در محل سازگار است یا خیر. محصول کاتیونی پم خطی برای تصفیه آب، انحلال آسان‌تری دارد و برای مکان‌هایی با درجه اتوماسیون پایین مناسب است. 

۱. اگر فاضلاب نمک بالایی (۳۰۰۰۰ میلی‌گرم در لیتر)، روغن امولسیونی بالایی (۵۰۰ میلی‌گرم در لیتر) و ذرات معلق بسیار ریز داشته باشد،

و هدف درمان دقیق است (مانند استفاده مجدد) → سی پی ام شاخه‌دار**؛ 

۲. اگر فاضلاب کم نمک (<10000 میلی‌گرم در لیتر)، کم روغن آزاد (<300 میلی‌گرم در لیتر)، دانه‌های جامد درشت باشد و فقط پیش‌تصفیه لازم باشد، → CPAM خطی؛ 

۳. در این بین → ترجیح داده می‌شود که آزمایش‌ها را مقایسه کرده و نوعی را انتخاب کنید که هزینه تصفیه واحد پایین‌تر + اثر پایدارتری داشته باشد. 

در نهایت، محصول کاتیونی پم شاخه‌دار برای تصفیه آب، برای تصفیه فاضلاب‌های نفتی پیچیده و دقیق در میادین نفتی مناسب‌تر است، در حالی که محصول کاتیونی پم خطی برای تصفیه آب برای سناریوهای تقاضای ساده و کم‌هزینه مناسب است. داده‌های تجربی مبنای نهایی تصمیم‌گیری هستند.

ویژگی‌های خاص صنعت:

سایر ویژگی‌ها:

توانایی تامین:

زمان سرب:

کارگاه سنتز جیوفانگ فنی

آزمایشگاه جیوفانگ