נוזל פוליאמין לביוב

פוליאמין נוזלי הוא סוג של פולימרים המכילים מספר קבוצות אמינו (-NH₂) או קבוצות אימינו (-NH-). בשל הקבוצות המטעונות החיוביות בשרשראות המולקולריות שלהם והמבנה המולקולרי המתכוונן, הם נמצאים בשימוש נרחב בטיפול בשפכים שמניים וביוב באמצעות פוליאמין בשדות נפט. 

למי השפכים השמנוניים בשדות נפט יש הרכב מורכב, המכילים נפט גולמי (נפט מתחלב, נפט מפוזר), מוצקים מרחפים, מלחים (מליחות גבוהה), תוספים (כגון חומרים פעילי שטח, פולימרים) וכו', מה שמקשה על הטיפול בהם. נוזלי פוליאמין, עם תכונותיהם הפיזיקליות והכימיות הייחודיות, ממלאים תפקיד מכריע בתהליכים כגון פירוק האמולסיה, פלוקולציה וטיהור. 

1. מאפיינים וקשיי טיפול בשפכים שמניים בשדות נפט 

המאפיינים המרכזיים של שפכים שמניים בשדות נפט קובעים את קושי הטיפול בהם וגם מהווים את הרקע הממוקד ליישום תמיסת פוליאמין: 

אמולסיה גבוהה: הנפט הגולמי במי השפכים יוצר לעיתים קרובות אמולסיה יציבה של שמן במים (O/W) עם חומרים פעילי שטח (כגון נתרן דודצילבנזן סולפונט המשמש לעקירת שמן). לטיפות השמן גודל חלקיקים קטן (בדרך כלל < 10 מיקרומטר), מטען פנים חזק, וקשה להפריד ביניהן באופן טבעי. 

מלח גבוה ומליחות גבוהה: הוא מכיל כמות גדולה של יוני מתכת כגון קא²⁺, מג²⁺ ו-נא⁺, והמליחות יכולה להגיע ל-10⁴-10⁵ מ"ג/ליטר, דבר שיש לו השפעה משמעותית על יציבותם ויעילותם של חומרים נפוצים. 

הרכב מורכב: הוא מכיל פולימרים (כגון פוליאקרילאמיד המשמש לעקירת שמן), שרפים, אספלטנים וכו', אשר מגבירים עוד יותר את הצמיגות והיציבות של מי השפכים. 

דרישות טיפול גבוהות: על השפכים לעמוד בתקני הזרקה חוזרת (מים לפיתוח שדות נפט) או פריקה (כגון תכולת נפט < 10 מ"ג/ליטר), וישנן דרישות מחמירות ליעילות הטיפול. 

2. מנגנון הפעולה של נוזל פוליאמין בשפכים שמניים בשדות נפט 

פעולת נוזל הפוליאמין מבוססת על מאפייני המבנה המולקולרי שלהם (מטען קטיוני, מבנה שרשרת ארוך), וטיהור השפכים מושג בעיקר באמצעות המנגנונים הבאים: 

1). ניטרול מטען. טיפות השמן והחלקיקים הקולואידיים (כגון חימר, חומר אורגני) במי שפכים משדות נפט נושאים בדרך כלל מטען שלילי עקב ספיחה של חומרים פעילי שטח אניוניים, עם פוטנציאל זטה גבוה יחסית (בדרך כלל שששש - 30 מיליוולט) ויציבות חזקה. קבוצות האמינו/אימינו בשרשרת המולקולרית של פוליאמין נוזלי הופכות למטענות חיוביות לאחר פרוטונציה. הן יכולות להימשך אלקטרוסטטית לטיפות השמן והקולואידים המטענים השליליים, לנטרל את מטעניהם על פני השטח ולהפחית את פוטנציאל הזטה (בדרך כלל ל-<-15 mV), מה שפוגע ביציבות האמולסיה ולגרום לטיפות השמן והחלקיקים לאבד את כוח הדחייה שלהם ולהצטבר. 

2). גישור הפתות לפוליאמין נוזלי יש שרשרת מולקולרית ארוכה יחסית (עם משקל מולקולרי שנע בדרך כלל בין 10⁴ ל-10⁶). אתרים פעילים מרובים על שרשרת המולקולרית יכולים לספוג בו זמנית מספר טיפות שמן או חלקיקים. באמצעות אפקט הגישור דדדההה, החלקיקים העדינים המפוזרים מחוברים לגושים גדולים יותר (עם גודל חלקיקים המגיע לכמה מאות מיקרון), מה שמאיץ את שקיעתם או ציפתם. 

3). שיפור אפקט הדה-אמולסיפיקציה עבור אמולסיות יציבות, נוזל פוליאמין יכול לחדור לממשק שמן-מים, להחליף את מולקולות החומר הפעיל שטח בממשק ולהרוס את חוזק שכבת הפנים, ולגרום לטיפות השמן שעברו אמולסיה להתמזג לטיפות שמן גדולות ולהשיג הפרדת שמן-מים. 

3. תרחישי יישום ספציפיים של נוזל פוליאמין בהתאם לשלבי הטיפול (טיפול מקדים, טיפול מתקדם) בשפכים שמניים בשדות נפט, שיטות היישום והמטרות של נוזל פוליאמין שונות: 

1). שלב טיפול מקדים: דה-מולסיפיקציה והסרת שמן ראשונית 

תרחישים רלוונטיים: עבור שפכים בעלי תכולת שמן גבוהה (בדרך כלל 100-1000 מ"ג/ליטר), כגון שפכים מראשי בארות הפקת נפט ושפכים לאחר הפרדה בתחנת האיסוף המרכזית. 

פונקציה: באמצעות דה-אמולסיפיקציה והפתתה, הופכים שמן אמולסי לשמן חופשי, גורמים לטיפות השמן להצטבר ולצוף, ובמקביל מסירים כמה מוצקים מרחפים, ומפחיתים את עומס הטיפול שלאחר מכן. 

שיטת יישום: בדרך כלל מוסיפים לבד או בשילוב עם חומר מפרק אמולסיה אנאורגני (כגון סידן כלורי), במינון שבדרך כלל עומד על 50-200 מ"ג/ליטר. לאחר הטיפול, ניתן להפחית את תכולת השמן במי השפכים לפחות מ-50 מ"ג/ליטר. 

2). שלב טיפול מתקדם: טיהור ועמידה בתקנים 

תרחישים רלוונטיים: יש צורך לטהר את השפכים לאחר טיפול מקדים (עם תכולת שמן של 10-50 מ"ג/ליטר) כדי לעמוד בתקני הזרקה חוזרת או פריקה (תכולת שמן <10 מ"ג/ליטר). 

פונקציה: עבור טיפות השמן הזעירות והמוצקים המרחפים הנותרות, נוזל פוליאמין מחזק את הפתתה ליצירת פתות גדולות יותר. בשילוב עם תהליכי משקעים או סינון (כגון שקיעת פלטות משופעות, ציפה באוויר), השמן והמוצקים המרחפים מוסרים לעומק.

 שיטת יישום: משולב לעיתים קרובות עם חומרי קרישה (כגון פוליאלומיניום כלוריד, PAC). אפקט הגישור של פוליאמינים משמש לחיזוק הגושים הקטנים הנוצרים על ידי PAC, ובכך לשפר את יעילות השיקוע. לאחר הטיפול, ניתן להפחית את תכולת השמן במי השפכים לפחות מ-5 מ"ג/ליטר, ותכולת המוצקים המרחפים היא <20 מ"ג/ליטר, ועומדת בדרישות ההזרקה החוזרת (כגון דרישת ההזרקה החוזרת עבור שדות נפט בעלי חדירות נמוכה כאשר תכולת הנפט היא <5 מ"ג/ליטר) או דרישות הפליטה. 

3). תרחישים מיוחדים: טיפול בשפכים בעלי מלח גבוה/טמפרטורה גבוהה שפכי שדות נפט נמצאים לרוב בסביבה בעלת טמפרטורה גבוהה (40-80 מעלות צלזיוס) ומליחות גבוהה. חומרי פלוקולנט רגילים (כגון מלחי אלומיניום, מלחי ברזל) נוטים להידרוליזה ולכשל. עם זאת, לשרשרת המולקולרית של נוזל הפוליאמין יש יציבות חזקה (עמידה במלחים, עמידה בטמפרטורה). הוא יכול לשמור על צפיפות המטען בתנאי מלח גבוהים ואינו מתפרק בקלות בטמפרטורות גבוהות. לכן, הוא מתאים לטיפול בשפכים בתרחישים מיוחדים כמו שדה הנפט בוהאי (מליחות גבוהה) ושדות נפט כבדים (טמפרטורה גבוהה). 

 4. יתרונות ואמצעי זהירות של יישום נוזלי פוליאמין 

יתרונות

יעילות גבוהה: בהשוואה לחומרים מסורתיים (כגון PAM, אלומיניום סולפט), לנוזל פוליאמין יש צפיפות מטען גבוהה יותר, מהירויות פירוק והפתתה מהירות יותר, ולמי השפכים המטופלים יש צלילות גבוהה. 

יכולת הסתגלות חזקה: תכונות עמידות מצוינות למלח ולטמפרטורה, שיכולות להסתגל לתנאי העבודה המורכבים של שפכי נפט. 

פחות בוצה: הגושים הנוצרים הם קומפקטיים ובעלי ביצועי סחיטה טובים, מה שמפחית את עלות הטיפול בבוצה. 

תאימות טובה: ניתן להשתמש בשילוב עם חומרים אחרים (כגון חומרים מפחיתים אמולסיה, קוטלי חיידקים) מבלי להשפיע על תהליך הטיפול הכולל. 

אמצעי זהירות 

בקרת מינון: הוספה מוגזמת תוביל לשאריות של פוליאמין נוזלי במים, שתגביר את ה-בַּקָלָה או תגרום לזיהום משני. יש לקבוע את המינון האופטימלי באמצעות ניסויים בקנה מידה קטן (בדרך כלל 50-300 מ"ג/ליטר). 

סינון סוגים: המשקל המולקולרי ותכולת קבוצות האמינו של פוליאמינים משפיעים על ההשפעה (לדוגמה, נוזל פוליאמין בעל משקל מולקולרי נמוך בעל תכונות דה-אמולסיפיקציה חזקות, ונוזל פוליאמין בעל משקל מולקולרי גבוה בעל תכונות פלוקולציה טובות). יש לבחור את הסוג המתאים בהתאם לתכונות מי השפכים (כגון תכולת שמן, מידת האמולסיפיקציה). 

השפעה על רעילות: נוזלי פוליאמין מסוימים (כגון פוליאמינים אליפטיים לא שעברו שינוי) עלולים לעכב את המיקרואורגניזמים בטיפול ביוכימי לאחר מכן. אם השפכים זקוקים לטיפול ביוכימי, יש לבחור נוזל פוליאמין מעובד בעל רעילות נמוכה (כגון קופולימרים של אפיכלורוהידרין-אמין). 

מאפיינים ספציפיים לתעשייה

תכונות אחרות

יכולת אספקה

זמן אספקה

סדנת הסינתזה של Jiufang טק

מעבדת Jiufang