Способ определения индукционного периода систем,склонных к образованию отложений сульфата кальция Советский патент 1988 года по МПК C02F5/00 C02F5/00 C02F101/20 C02F103/02 

Изобретение относится к области контроля над технологическими вод- Йыми системами, склонными к образованию отложений сульфата кальция, и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения, в процессах дистилляции высокоминерали- Кованных и технологических раство- ,при нейтрализациижелеэосодержа- фих сточных вод, а также в процесса Добычи и переработки нефти и газа. Склонность технологических вод- 11ЫХ систем к образованию отложений Сульфата кальция, может быть сцене- на величиной индукционного периода бремени, в течение которого данная система находится в стабильном сос- гоянии.

Целью изобретения является упро- |цение процесса определения, ) Способ предусматривает определен ля одной из проб технологической оды фактической (Сф)и равновесной |(Ср) концентраций , сульфата кальция при данных гидродинамических и температурных условиях. Дополнительно также определяют наибольшую скорост кристаллизации сульфата кальция (c И время ее достижения ()

Ивдукционкый период, т.е. время, в течение.которого вода не вьщеляет отложений HCJ определяют по уравнению

. 1„{Сф г р J 75)

ст - лСг. „ 2В

.А(Сф - Ср)

.; -

где А - 6э75

с

(Сф- Ср)3

Б 0,5(Сф - Ср) ёх)0,5-А(Сф -Ср)Ч

Значения А и В являются постоянными для- данной технологической системы, поскольку величины С и t. /не зависят от пересыщения и их необходимо определить для данных условий эксплуатации лишь однажды.

Пример . Пересьпценные растворы сульфата кальция готовят смеще- нием эквивалентных количеств сульфата натрия и хлорида кальция. Концентрация сульфата кальция в растворе 3,2-6,, О г/л. Для создания постоянной ионной силы раствора поддерживают постоянную концентрацию NaCl, равную 0,11 М.Дополнительные количества NaCl вводят в виде 10%-ного водного раствора. Процесс осуществляют при

перемешивании (КЕЦ 12500) и температурах 40-70°С. Температуру поддерживают с точностью ±Q,°C. 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 12500 экспериментально по кинетической кривой определяют максимальную скорость кристаллизации (Сц) и время ее достижения t. Определение С можно осуществить, например, по наибольшему углу наклона касательной к кинетической кривой. Далее рассчитывают А н В. значения которых рав

ны для температуры 40 Ci А Н

2.

Ю „, ,, в 6-10 г/щ для

Л

мин

температуры А 1,4-10 -л,

г -мин

В 9 -lO V г/л.

Теоретически рассчитанный индукционный период ( для различных пересыщений сравнивают с экспериментль- ными 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 пересыщения () с кинетическими параметрами процесса кристаллизации сульфата кальция (С иt). ,

Значение параметров А и В, определяемых через С и t, дает возможность установить зависимость изменения концентрации пересьпценного раствора сульфата кальция от времени и рассчитать, например, время отстоя технологической воды перед ее повторным исполызованием, что существенно при проектировании и эксплуатации отстойных сооружений. Кроме того, поскольку параметры А и В не-- посредственно связаны с кинематическими параметрами процесса кристаллизации, можно экспериментально установить их зависимость от гидродинамических температурных и других условий, что, в свою очередь,представляет возможность рассчитывать время

14217

сохранения стабильности воды в известных условиях, определяя лишь фактическую концентрацию сульфата кальция (Сф).

В конечном итоге предложенное техническое решение упрощает определение времени стабильности воды данных технологических условиях и сокращает необходимое для этого время. ю

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 достиже5

144

йия, а индукционный период рассчитывают по уравнению

t

у/С СР ,., А(С - Ср) 2В

с1

где А -6,75 (Сф - С

В 0,5(Сф -Ср),5-А{Сф- Cp)-t,

фактическая концентрация

сульфата кальция в растворе-,

равновесная концентрация

сульфата кальция в растворе-,

наибольшая скорость кристаллизации сульфата кальция;

время достижения наибольшей скорости кристаллизации.

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