Эффективность катионных флокулянтов при химической очистке отработанных буровых растворов

Мирошниченко, Дмитрий Аркадьевич

Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему
Эффективность катионных флокулянтов при химической очистке отработанных буровых растворов
ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Эффективность катионных флокулянтов при химической очистке отработанных буровых растворов"

На правах рукописи

Мирошниченко Дмитрий Аркадьевич

? Г Б

ОЙ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ КАТИОННЫХ ФЛОКУЛЯНТОВ ПРИ ХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКЕ ОТРАБОТАННЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Специальность 11.00.11 - Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурс™1

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2000 г.

Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина

Научный руководитель: доцент, кандидат технических наук В.Л. Заворотный

Научный консультант: профессор, доктор химических наук К.Д. Коренев

Официальные оппоненты: профессор, доктор технических наук В.Р. Мкртычан

кандидат технических наук Ю.А. Поддубный

Ведущая организация: Апрелевское отделение Всероссийского научно-исследовательского геологического нефтяного института

Защита состоится « у » ижС^Цр 2000 года в час. на заседании Диссертационного Совета Д 053.27.11 при Российском государственном университете нефти и газа им. И.М. Губкина по адресу: Москва 117917 ГСП-1 Ленинский проспект, 65

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина

Автореферат разослан: « с?

» '¿о^ам^е 2000 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, доцент, к.т.н.

Л.В. Иванова

1/М МП. У. о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Строительство нефте - и газодобывающих скважин сопровождается загрязнением окружающей среды буровыми растворами (БР), отработанными буровыми растворами (ОБР), буровыми сточными водами (БСВ), буровыми шламами (БШ) и т.д. ОБР накапливаются из-за длительности осаждения выбуренной, чаще всего, глинистой породы при отстаивании в шламовых амбарах. Осаждение ОБР резко ускоряется при центрифугировании и одновременной обработке коагулятами и флокулянтами (химическими реагентами - ХР) с разделением глинистых суспензий на водную фазу и твердый остаток. Этот процесс, названный химической очисткой (ХО), реализован на передвижных установках ишюрпгого и отечественного производства, позволяющих уменьшить вредное экологическое влияние ОБР.

При ХО в качестве химреагентов используют композиции различных коагулянтов и флокулянгов (в основном анионных и неиоиогенных полиэлектролитов), научные основы составления которых мало изучены. В го же время известно, что катионные флокулянты с положительно заряженными макромолекулами наиболее эффективны для осаждения глинистых суспензий, несущих отрицательный заряд на своих частицах. Выбор наименее токсичных и наиболее быстро биоразлагаемых отечественных флокулянгов позволил бы уменьшить экологическую опасность содержащей их водной фазы, образующейся при химической очистке БР, ОБР и БСВ.

Цель работы. Изучение флокулирующей способности, токсичности и био-разлагаемости ряда катионных полиэлектролитов при химической очистке глинистых суспензий, составляющих основу БР, ОБР, БСВ, и разработка рекомендаций по применению наилучшего из испытанных флокулянгов.

Для достижения поставленной цели в диссертации решались следующие задачи:

1) Изучение взаимосвязи вязкости и pH водных растворов катионных флокулянгов;

2) Сравнение флокулирующей активности ряда полиэлектролитов и их композиций с коагулянтом (сульфатом алюминия), а также элеиропроводно-

ста, рН среды и окислительно - восстановительного потенциала (ОВП) глинистых суспензий в присутствии и в отсутствие ХР;

3) Оценка эффективности катионных флокулянтов при ХО суспензий сапропеля, а также минеральных и углеводородных примесей из водно-метанольного раствора (в условиях электрокоагуляции) перед его регенерацией с помощью ректификации;

4) Оценка токсичности и биоразлагаемости применяемых реагентов в водной фазе, образующейся при химической очистке глинистых суспензий (по показателям ХПК, БПК и биолюминесценции).

Научная новизна. Оценена флокулирующая способность полиэлектролитов методами седиментации и фильтрования 0,4% водных суспензий сарипохского бентонита в присутствии отечественных, а также большого числа импортных реагентов и их композиций с коагулянтом (сульфатом А1). Показано, что при седиментации активность анионных флокулянтов выше, чем катионных, и уменьшается с добавкой коагулянта. Отделение водной фазы суспензий резко интенсифицируется при фильтровании, которое в большей степени ускоряется катионными полиэлектроли-тамн, чем анионными. Обнаружено, что наиболее эффективен КФ-91, обеспечивающий минимальное время фильтрования суспензии. При фильтровании водной суспензии палыгорскига, как и бентонита, необходима та же эффективная концентрация КФ-91, однако скорость отделения водной фазы в этом случае выше в 1,34 раза.

Измерены рН, ОВП и электропроводность глинистых суспензий до и после фильтрования в присутствии и в отсутствие катионных флокулянтов. Наблюдаемые скачкообразные изменения измеренных величин подтверждают найденные ранее эффективные концентрации флокулянтов.

твора (суспензии), образующегося при сепарации осушаемого метанолом природного сероводородсодержащего газа. При этом содержание указанных примесей уменьшается в 1,2 - 2,7 раза при их осаждении с помощью электрокоагуляции.

Определена токсичность водных растворов катионных полиэлектролитов, с использованием в качестве тсст-объскта биолюминесцентных бактерий. Показано, что интенсивность свечения растворов уменьшается на 33 % при концентрации КФ-91, равной 1 мг/л, при той же концентрации ВПК-402 свечение сокращается на 98 %. Выявлена минимальная концентрация КФ-91 (-0,2 мг/л), при которой он проявляет острую токсичность за 96 ч. в отношении микроорганизмов Daphnia magna.

По измеренным по стандартным методикам показателям ХПК и ВПК; 0,5% растворов флокулянтов вычислен коэффициент диссимиляции (БПК5/ ХПК). Обнаружено, что КФ-91 (коэффициент диссимиляции 0,18) обладает несколько большей скоростью биораспада по сравнению с ВПК-402 (коэффициент диссимиляции 0,14).

Практическая ценность.

Катионный полиэлекгролиг КФ-91 может быть рекомендован в качестве эффективного флокуляпта для ХО глинистых и других видов водных суспензий. Высокая эффективность КФ-91 подтверждена при испытании процесса очистки БР в ПО "Беларусьнефть", а также при опытно-промышленном испытании процесса обезвоживания сапропелей (из оз. Немсга) в АОЗТ "Кондор".

Апробация работы и публикации. Отдельные фрагменты диссертационной работы докладывались на 51 Межвузовской студенческой научной конференции «Нефть и газ - 97» (Москва 1997 г.), на десятой Всероссийской конференции по химическим реактивам «Реактив - 97», на 3-ей научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (Москва 1999 г.). Результаты исследований опубликованы в 4 научных статьях и в 3 тезисах докладов на научных конференциях.

Объем работы. Диссертация изложена на 132 страницах машинописного текста, включая 34 таблицы и 21 рисунок, состоит из общей характеристики работы, введения, четырех глав, выводов и приложения. Библиография включает 97 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 приведен обзор научной литературы обзор научной литературы по теме диссертации. Рассмотрены причины возникновения, состав и свойства основных отходов бурения и промысловой подготовки нефти и газа. Описаны существующие технологии регенерации водно-метанольного раствора (BMP), образующегося при промысловой подготовке природного газа. Проанализированы электрохимические методы очистки стоков от взвешенных веществ и нефтепродуктов. Изложены сведения о наиболее распространенном способе очистки (ОБР) и сделан вывод о необходимости применепия флокулянтов в этом процессе.

Рассмотрены основные виды синтетических флокулянтов и факторы, оказывающие влияние на осаждение коллоидных частиц полимерами. Подчеркнута необходимость определения условий эффективного применения полиэлектролитов при очистке ОБР и недостаточная разработанность электрохимических методов изучения флокуляции.

Глава 2 содержит характеристики объектов исследования и описание методик исследования. В качестве объектов исследования в работе использовались водные суспензии подмосковных суглинков, отобранных с глубины 7,23 и 27 м, а также глинопорошков сарипохского бентонита и черкасского палыгорскита, применяемых для приготовления БР. Кроме того, в работе исследовались сапропелевая суспензия и модельный водно-метанольный раствор (состав: взвешенные вещества - 3 г/л, нефтепродукты - 10 г/л, метанол - 200 г/л, минеральные соли - 200 г/л).

В экспериментах применялся коагулянт - сульфат AI в виде кристаллогидрата A12(S04)3 • I8H2O, квалификации х.ч. В качестве флокулянтов испыты-вались: катионный флокулянт КФ-91 (поли-1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфат), катионный полиэлекгролиг ВПК-402 (полиди-метилдиаллиламмонийхлорид), флокулянты фирмы «Cytec» - Superfloc С446, С444, С496, С492Е (катионные); Superfloc AI 10, А120, AI30 (анионные), а также Cyfloc 4000 и Sedypure.

В работе использованы методики определения: рН, ОВП (на приборе рН 340), электропроводности (на кондуктометре ОК-Ю2), химического потребления кислорода (ХПК), перманганатной окисляемости, биохимического потребления кислорода (БПК5), вязкости (на ротационном вискозиметре «Реотест 2»), содержания нефтепродуктов (на приборе ИКАН-1), содержания взвешенных веществ, токсичности, с применением в качестве тест-объекта биолюминесцентных бактерий (на люминометре «Биотоке») и Daphnia magna. Кроме того, приведено описание лабораторной установки электрокоагуляции (рис. 1), а также опытов по седиментации и фильтрованию.

® ®

г*

lb-

Рис. 1 Схема установки электрокоагуляции

1 - механическая мешалка;

2 - емкость с исходным модельным раствором;

3 - вентиль для регулирования расхода воды;

4 - электрокоагулятор;

5 - источник тока;

6 - приемник дня очищенной воды;

Из емкости 2 раствор поступал самотеком в нижнюю часть электрокоагулятора 4, расход жидкости регулировали вентилями 3. Электрокоагулятор состоит из 8 алюминиевых пластин, которые расположены параллельно направлению движения жидкости (пластины изготовлены из сплава Д 16 Т). Ячейка электрокоагулятора питается от сети переменного тока (220В) через блок питания (5), состоящий из ЛАТРа, выпрямителя и переключателя полярности. С помощью ЛАТРа можно менять напряжение, которое из переменного с помощью выпрямителя (собранного по мостовой схеме с фильтром) преобразуется в по-

/- 4

стоянное. Постоянным напряжением питается электрокоагулятор, с изменением при этом полярности с частотой 2 раза в минуту. Обработанный раствор вместе с продуктами коагуляции отбирался из верхней части элекгрокоагулятора и поступал в приемник (6) для последующего отстоя и разделения. Время отстоя фиксировалось до момента осветления раствора.

Методика определения флокулянта КФ-91 в воде. Доверительный интервал значений, полученных по стандартной методике определения КФ-91 в воде (основанной на фотометрическом измерении оптической плотности комплекса флокулянта с индикатором бромфеноловым синим) составил ± 2,7мг/л. Высокая погрешность данной методики явилась предпосылкой разработки другого способа определения КФ-91 в воде. Анализ проводили на УФ-спектрофотометре "Perkin Elmer 402" в 4-х сантиметровой кювете. Установлено, что флокулянт имеет характеристическое поглощение в области 274 нм. Калибровка осуществлялась по раствору мономера (четвертичной соли), полимеризацией которого получают полиэлектролит КФ-91. На рис. 2 представлена зависимость оптической плотности раствора от концентрации мономера.

Концентрация, мг/л Рис. 2. Зависимость оптической плотности раствора от концентрации мономера. Доверительный интервал методики, при концентрациях КФ-91 1-6 мг/л, равен 0,25 мг/л. С помощью УФ-спектрофотометрии было определено содержа-

гаге действующего вещества в различных образцах полимера. Оно составило от 30 (в промышленном образце) до 42% (в чистом лабораторном образце).

Глава 3 состоит из 3 разделов. В ней приведены результаты исследования глинистых суспензий, свойства и токсичность полиэлектролитов, а также результаты сравнительного исследования осаждения суспензий различных глин седиментацией и фильтрацией, при применении различных композиций коагулянта с флокулянтами.

Исследование свойств глинистых суспензий. В процессе исследования измеряли показатели рН, ОВП и электропроводности 0,4% водных суспензий различных глин при их титровании кислотой и щелочью. По полученным данным можно заключить, что все суспензии проявили практически одинаковые свойства. Небольшие изменения контролируемых параметров (по сравнению с дистиллированной водой), по-видимому, обусловлены различиями в природе коллоидпой составляющей глинистых суспензий, участвующей в электрохимических процессах. Результаты измерений рН среды при титровании глинистых суспензий и воды кислотой и щелочью приведены на рисунке 3, из которого следует, что величина рН испытываемых образцов (по сравнению с рН дистиллированной воды) меняется более плавно. Это свидетельствует о снижении в суспензиях концентрации свободных ионов водорода и гидроксильных ионов за счет адсорбции на поверхности коллоидных частиц или их участия в реакциях нейтрализации. Измерения ОВП и электропроводности подтверждают сделанные предположения, причем изменение ионной силы раствора не оказало заметного влияния на изучаемые параметры.

— Овьем, мл — 0,1 н НС1 0,1 н ИаОН

Рис. 3 Изменение рН воды (1) и 0,4% глинистых суспензий бентонита (2), палыгорскита (3), суглинков отобранных с глубины: 7 м (4), 27 м (5), 23 м (6).

Изучение свойств водных растворов катионных флокулянтов.

В д иссертационной работе приведены полученные опытным путем зависимости рН, ОВП и элекгропроводЕЮст от концентрации флокулянтов. Показано, что кривые зависимости элек-тропрсдодЕЮслистконцдпрвдиипшизлекфсвд

симосги, что старее всего связано с увеличением вязкости раствора. Кроме того, получена заии-симость вязкости 0,1% раствора фпокуяяша КФ-91 от рН среды. Она имеет два максимума (при рН « 4 и 10), которые сжидегепьсгвуют о переходе глобул полимера в цепочные структуры.

Проведены измерения показателей ХПК, перманганапюй сжисляемосш и токсичности доя водных растворов КФ-91 и ВПК-402, рассчитан коэффициент диссимиляции (БПК5/ХПК) (табл.1).

Таблица 1

Показатели токсичности водных растворов флокулянтов

Показатели КФ-91 ВПК-402

ХПК, мг 02/л 0,5% раствор 5080 6010

Перманганатная окис-ляемость мг Ог/л 0,5% раствор 795,2 750

БПК5,мг02/л 0,5% раствор 900 850

Коэффициент диссимиляции 0,18 0,14

Токсичность растворов 2 мг/л 98,3 99,6

1 мг/л 32,9 98,5

Изучена острая токсичность КФ-91 на ОарЪгиа гпа§ра в области концентраций 0,025 - 5 мг/л. По полученным данным построен график для расчета минимальной концентрации флокулянта, оказывающей острое токсическое действие за 96 часов (ЛС50.96), представленный на рис. 4.

-1,5

|дС

Рис. 4 График для расчета величины ЛС50-96 флокулянта КФ-91

Таким образом, ЛС5о-9б полиэлектролита КФ-91, составляет 0,19 мг/л. Исследование осаждения глинистых суспензий с помощью коагуляпта. В результате опытов по пробной седиментации выяснено, что сульфат А1 способствует более эффективному и полному осаждению глинистых суспензий. Это видно из примера осаждения суспензии сарипохского бентонита (табл. 2)

Таблица 2

Время седиментации 0,4 % глинистой суспензии бентонита в цилиндре объемом 50 мл в зависимости от дозы коагулянта А^БО^з

Время седиментации, мин. Доза коагулянта, мг/л

0 250 500 750 1000

Осветленная часть, мл

1 - 1** 2** 2**

2 - 2 4 5 5

3 - 3 7 8 7

4 - 4 10 11 10

5 - 5 12 14 15

10 10* 9 20 20 22

15 20 14 23 25 25

20 30 18 23 25 27

Время седиментации, мин. Доза коагулянта, мг/л

0 250 500 750 1000

Осветленная часть, мл

25 35 22 25 26 27

30 36 26 26 27 28

45 37 29 28 29 28

60 38 31 28 30 30

* - осветленная часть остается мутной ** - осветленная часть прозрачная

Осаждение суспензий резко интенсифицируется при их фильтровании. Так, фильтрование суспензии бентонита (при дозе коагулянта 250 мг/л) проходит за 7,5 минут, и при этом отбирается 40 мл фильтрата. Из табл. 2 видно, что время седиментации в 8 раз больше а объем осветленной части составляет 31 мл. Для дальнейших исследований была выбрана (по величинам рН и электропроводности) оптимальная концентрация коагулянта - 375 мг/л. Исследование промесса осаждения глинистых суспензий с помощью коагулянта и флокудянта. Проведены пробные коагуляция и флокуляция 0,4% суспензии бентонита с помощью различных композиций флокуляитов и коагулянта. На рис. 5 показаны характерные для анионных и катионных флокуляитов зависимости объема осветленной части (при седиментации) от времени, при воздействии различных реагентов.

Таким образом, установлено, что при седиментации активность анионных флокуляитов выше, чем катионных и уменьшается при совместном действии коагулянта и флокулянта, что указывает на перезарядку частиц и вторичную стабилизацию суспензий. В диссертационной работе показано, что флокули-рующая способность КФ-91 практически не изменяется при добавке неорганического коагулянта и остается на среднем уровне.

Рис. 5. Зависимость объема осветленной части 0,4% бентонитовой суспензии от времени седиментации при воздействии: 1 - Superfloc AI 30 (25 мг/л), 2 - Superfloc AI 10 (50 мг/л), 3 - Superfloc С496 (25 мг/л), 4 - A12(S04)3 (375 мг/л) + Superfloc AI 10 (50 мг/л), 5 - A12(S04)3 (375 мг/л) + КФ-91 (50 мг/л), 6 - A12(S04)3 (375 мг/л) + "Superfloc С496 (25 мг/л), 7 - A12(S04)3 (375 мг/л) + Superfloc А130 (25 мг/л), 8 -ВПК-402 (50 мг/л).

Процесс разделения твердой и жидкой фазы суспензий резко интенсифицируется с помощью фильтрования под вакуумом. Поскольку этот процесс моделирует центрифугирование, применяемое в практике очистки ОБР, последующая оценка флокулирующей способности проводилась по величине средней объемной скорости фильтрования различных суспензий. Показано, что фильтрование ускоряется в большей степени при воздействии катионных флокулян-тов, чем анионных (табл. 3). Помимо этого, установлено положительное влияние (в процессе фильтрования) коагулянта на анионные полиэлектролиты - скорость возрастает примерно в 17 раз. Воздействие коагулянта не сказывается на эффективности КФ-91, который обеспечил при концентрации 25 мг/л минимальное время фильтрования - 39 с. Тем не менее, сульфат AI оказал отрицательное влияние на флокулирующую способность катионного полиэлектролита Superfloc С496. Для катионных флокулянтов методом подбора были найдены оптимальные концентрации для осаждения бентонитовой суспензии. Для КФ-91 и Superfloc С496 они составили 25 мг/л, а для ВПК-402 - 75 мг/л.

о 10 20 30 40

Время, мин.

Таблица 3

Скорость отделения водной фазы при фильтрации 0,4 % суспензии бентонита, содержащей коагулянт и флокулянты

Действующая композиция Время фильтрации, с Скорость фильтрации мл/с

A12(S04)3 (375 мг/л) + Superfloc С496 (25 мг/л) 257 0,18

Superfloc С496 6,25 мг/л 1560 0,03

12,50 мг/л 1500 0,03

25,00 мг/л 41 1,14

50,00 мг/л 70 0,67

A12(S04)3 (375 мг/л) + КФ-91 (50 мг/л) 40 1,18

КФ-91 6,25 мг/л 1520 0,03

12,50 мг/л 1470 0,03

25,00 мг/л 39 1,20

50,00 мг/л 64 0,74

ВПК-402 25,00 мг/л 783 0,06

50,00 мг/л 124 0,38

75,00 мг/л 43 1,10

100,00 мг/л 58 0,81

A12(S04)3 (375 мг/л) + Superfloc AI 10 (50 мг/л) 96 0,49

Superfloc А110 (50 мг/л) 2350 0,02

A12(S04)3 (375 мг/л) + Superfloc А130 (25 мг/л) 168 0,28

Superfloc А130 (25 мг/л) 1560 0,03

Поскольку было выявлено негативное влияние сульфата А1 на процесс фильтрования при применении катионных полиэлектролитов, в дальнейших исследованиях сравнивались отечественные флокулянты КФ-91 и ВПК-402, а также импортный флокулянт БирегАос С496. Опытным путем были подобраны оптимальные концентрации этих полимеров для осаждения фильтрованием различных глинистых суспензий (табл. 4). Эффективная концентрация КФ-91 и С 496 для осаждения суспензии палыгорскита составила 25 мг/л, причем скорость фильтрования по сравнению с бентонитовой суспензией возросла, соответственно, с 1,20 до 1,62 мл/с и с 1,14 до 1,30 мл/с. Эффективная концентрация

ВПК-402 для палыгорскитовой суспензии в 3 раза ниже, по сравнению с бентонитовой, что может быть связано с некоторым селективным действием флоку-лянта на частицы этой суспензии. Действие данного полиэлектролита на образцы выбуренной породы также различно, в отличие от КФ-91 и БирегАос С496, оптимальная доза которых одинакова и составляет 12,5 мг/л. Уменьшение эффективной концентрации флокулянтов при действии на выбуренную породу свидетельствует о меньшем отрицательном заряде глинистых частиц в этих суспензиях.

Таблица 4

Скорость отделения водной фазы при фильтрации глинистых суспензий

Концентрация флокулянтов, мг/л Средняя объемная скорость фильтрации 0,4% суспензий, мл/с

Суглинок, отобранный с глубины 27 м Суглинок, отобранный с глубины 7 м Суглинок, отобранный с глубины 23 м Черкасский палыгорскит

ВПК-402

6,25 0,66 0,71 0,46 0,61

12,5 0,77 1,15 0,85 0,82

25 1,04 1,31 0,77 1,15

50 0,58 0,48 0,48 0,39

75 0,27 0,35 0,07 0,09

100 0,07 0,06 0,04 0,07

БирегАос С496

6,25 0,72 0,70 0,70 0,90

12,5 1,00 1,20 0,90 1,00

25 0,83 0,90 0,30 1,30

50 0,70 0,40 0,11 1,10

КФ-91

6,25 0,82 0,82 0,84 1Д5

12,5 1,34 1,74 1,04 1,15

25 0,85 1,18 0,44 1,62

50 0,78 0,49 0,19 1,24

На следующем этапе изучались электрохимические показатели при проведении процессов фильтрации. На электропроводность и электрокинетический потенциал оказывает влияние мицеллообразование. Одно из подтверждений этого - наличие в суспензиях суспензионного эффекта ДрНс э. Количественно он

характеризуется разностью между рНс суспензии и рНф фильтрата. По суспензионному эффекту можно судить о наличии заряда частиц и изменении их размеров (укреплению или уменьшению). Соответственно, снижение показателя ДрНс.3. говорит о понижении степени дисперсности системы, т.е. об увеличении размеров частиц. Увеличение размеров частиц также должно отразиться на величине электропроводности, которая, как известно, отражает подвижность частиц суспензии.

Проведены опыты по фильтрации суспензий под действием действием различных флокулянгов с изменением их концентраций. При этом контролировали рН, ОВП потенциал и электропроводность суспензий до и после фильтрации. Для всех суспензий был вычислен суспензионный эффект. Его изменение при воздействии флокулянтов КФ-91 и ВПК-402 в различных концентрациях, отражено на рис. 6.

Рис. 6 Зависимость средней объемной скорости фильтрации (мл/с) 0,4% суспензии сарипохского бентонита от концентрации: КФ-91 (1), ВПК-402 (3) и суспензионного эффекта от концентрации КФ-91 (2), ВПК-402 (4).

Из рис. 6 видно, что кривые зависимости суспензионного эффекта от концентрации полиэлектролитов меняются скачкообразно, причем минимум на кривых соответствует ранее подобранной (в процессе фильтрации) оптимальной дозе флокулянта. Следовательно, можно осуществлять контроль за эффективностью процессов обезвоживания с применением флокулянтов по изменению величины суспензионного эффекта.

Величина электропроводности суспензий также уменьшается (рис. 7) при дозах флокулянтов, отвечающих максимальной скорости фильтрации, с последующим увеличением.

Рис.7 Зависимость удельной электропроводности 0,4% суспензии палыгорскита от концентрации флокулянтов: ВПК-402 (1), КФ-91 (2), Яи-рсгПос С496 (3).

Таким образом, исследование устойчивости систем можно проводить по электрохимическим показателям, определение которых отличается большей экспрессностью. Кроме того, эти показатели можно контролировать постоянно, что особенно важно в процессе бурения, поскольку выбуриваемые породы имеют разные окислительно-восстановительные свойства, влияющие па процессы-процессы бурения и обезвоживания ОБР.

Наилучшим образом себя проявил отечественный катионный флокулянт КФ-91. При его применении отпадает необходимость предварительной коагуляции, что приводит к сокращению сбросов в окружающую среду опасных веществ.

В главе 4 представлены результаты по обезвоживанию сапропелей и осаждению примесей из водно-метанольного раствора с применением флокулянта КФ-91.

Определение возможности использования КФ-91 при обезвоживании илов и сапропелей. Сапропель находился в жидко-пл астичн оге куч ей консистенции (сухой остаток составил ~7 % мае.). Традиционная технология добычи включает в себя: экскавацию сапропелей из-под воды средствами гидромеханизации, гидротранспорт водно-сапропелевой смеси (пульпы) по трубам на стационарные

дренированные поля сгущения и суппси, обезвоживание материала в отстойниках, рыхление верхнего слоя, сушку до 50% относительной влажности, уборку в складочные единицы. Недостатками данной схемы являются низкая производительность в расчете на единицу площади и значительные энергозатраты.

В процессе исследований установлено, что частицы сапропеля несут отрицательный поверхностный заряд и при взаимодействии с ними катионных полиэлектролитов образуются сложные композиции типа «полимер - частица», характеризующиеся устойчивостью и высокой скоростью водоотделения. Са-пропели седиментациопно устойчивы (за три недели седиментации осветленный слой составил 3 мм), при использовании флокулянгов в осветленный слой переходит не более 30% воды в течение суток. Поэтому работы были продолжены с применением фильтрационных технологий.

Объемная скорость фильтрования исходного образца составила 0,02 мл/с, причем с этой скоростью отбирается 58% имевшейся в образце воды. При проведении опыта по фильтрованию с применением флокулянгов оценивали среднюю объемную скорость при отборе 70% воды из сапропеля.

Таблица 5

Средняя скорость скорость фильтрации при обезвоживании сапропелей

Флокуляшы ВПК-402 КФ-91

Концентрация, мг/л 70 280 420 560 840 40 55 65 70 130

Средняя скорость фильтрации, мл/с 0,09 0,32 1,00 0,60 0,20 0,21 0,50 0,62 1,90 0,80

Таким образом, показано, что при применении флокулянта КФ-91 оптимальная дозировка реагента снижается в 6 раз, а скорость обезвоживания возрастает примерно в 2 раза.

Изучение осаждения примесей из водяо-метанольного раствора. Эффективность очистки водно-метанольного раствора (BMP), образующегося при

сепарации ингибированного метанолом природного газа, с помощью коагулянта с последующим отстаиванием, составила в среднем 70% но нефтепродуктам и взвешенным веществам. При этом дозировка коагулянта варьировалась от 20 до 40 мг/л. Степень очистки удалось повысить до 93% введением в раствор хати-онного флокулянта КФ-91 (табл. 6)

Таблица 6

Сравнение эффективности очистки BMP при применении коагулянта и флокулянта КФ-91

Концентрация АЦБО^з, мг/л 20 30 40

Концентрация КФ-91, мг/л 0 2 0 5 0 8

Остаточная концентрация нефтепродуктов, мг/л 2730 630 2570 440 2340 260

Эффективность очистки от нефтепродуктов, % 72,7 93,7 74,3 95,6 76,6 97,4

Остаточная концентрация механических примесей, мг/л 1074 321 969 195 852 150

Эффективность очистки от механических примесей, % 64,2 89,3 67,7 93,5 71,6 95,0

Как видно из табл. 6, эффективность очистки от механических примесей и нефтепродуктов при добавлении КФ-91 увеличивается приблизительно в 1,3 -1,4 раза, а при изменении концентраций сульфата А1 и КФ-91 соответственно с 20 до 40 мг/л и с 0 до 8 мг/л - эффективность возросла в 1,5 раза.

Была сделана попытка повышения степени очистки модельной смсси при совместном применении метода электрокоагуляции и флокулянта КФ-91. Эксперимент проводили при напряжении 10 В (табл. 7).

Таблица 7

Зависимость эффективности очистки от концентрации флокулянта КФ-91 при

элекгрокоагуляции

Показатели Концентрация КФ-91, мг/л

0 5 10 15

Остаточная концентрация нефтепродуктов, мг/л 403 163 50 12

Эффективность очистки от нефтепродуктам, % 95,97 98,37 99,50 99,88

Остаточная концентрация механических примесей, мг/л 218 159 123 111

Эффективность очистки от механическим примесям, % 92,73 94,70 95,90 96,30

Обнаружено, что содержание нефтепродуктов и взвешенных веществ при применении метода элекгрокоагуляции, совместно с флокулянтом КФ-91 (5 мг/л) снижается, соответственно, в 2,7 и в 1,2 раза по сравнению с использованной ранее реагенгаой коагуляцией.

ВЫВОДЫ

1. Изучена флокулирующая способность, токсичность и биоразлагаемость отечественных кагаонных полиэлектролитов КФ-91 (поли-1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфагг) и ВПК-402 (полидиметилдиаллиламмо-нийхлорид) при осаждении глинистых (и других) водных суспензий, которое определяет результативность и экологическую безопасность процесса химической очистки ОБР. КФ-91 более эффективен, легче биораз-лагается и менее токсичен, чем ВПК-402. По флокулирующей способности КФ-91 не уступает, а в ряде случаев превосходит один из лучших импортных катионных полиэлектролитов "8ирегАос С496".

2. Флокулирующая способность полиэлекгролитов оценена седиментацией и фильтрованием 0,4% водных суспензий сарипохского бептонита в присутствии указанных отечественных, а также большого числа импортных реагентов и их композиций с коагулянтом (сульфатом А1). При седиментации активность анионных флокулянтов выше, чем катионных, и

уменьшается с добавкой коагулянта. Отделение водной фазы суспензий резко интенсифицируется при фильтровании, которое в большей степени ускоряется катионными полиэлекгролитами, чем анионными. Наиболее эффективен КФ-91, обеспечивающий в концентрации 25 мг/л минимальное время фильтрования суспензии - 40 с.

3. При фильтровании водной суспензии палыгорскита, как и бентонита, эффективная концентрация КФ-91 также равна 25 мг/л, однако скорость отделения водной фазы в 1,34 раза выше; при фильтровании суспензий различных образцов выбуренной породы эффективная концентрация КФ-91 уменьшается в 2 раза (до 12,5 мг/л), что свидетельствует о меньшей величине отрицательного заряда глинистых частиц этих суспензий.

4. Определены электрохимические свойства (рН, окислительно-восстановительный потенциал, электропроводность и др.) глинистых суспензий до и после фильтрования в присутствии и в отсутствие катионных флокулянтов. Наблюдаемые скачкообразные изменения измеренных величин суспензионного эффекта подтвердили найденные ранее эффективные концентрации флокулянтов. Например, при фильтровании бентонитовой суспензии эффективная концентрация КФ-91 составила 25, а ВПК-402 - 75 мг/л.

5. Показана возможность осаждения водной 7%-ной суспензии сапропеля фильтрованием в присутствии катионных полиэлектролитов. Эффективная концентрация КФ-91 составила 70 мг/л, ВГОС-402 - 420 мг/л. Установлено, что гораздо меньшая концентрация КФ-91 (5мг/л) необходима для осаждения взвешенных минерально-органических примесей в условиях электрокоагуляции из водно-метанольного раствора (суспензии), образующегося при сепарации ингибированного метанолом природного серо-водородсодержащего газа. При этом содержание указанных примесей уменьшается в 1,2 - 2,7 раза при их осаждении с помощью электрокоагуляции.

6. Оценены эколого-токсикологические свойства отечественных флокулян-тов, составлены паспорта безопасности на них. С использованием в качестве тест-объекта биолюминесцентных бактерий определена токсичность водных растворов катионных полиэлектролитов различной концентрации. Интенсивность свечения растворов уменьшается на 33 % при концентрации КФ-91, равной 1 мг/л, при той же концентрации ВПК-402 свечение сокращается на 98 %. Минимальная концентрация КФ-91, при которой он проявляет острую токсичность за 96 ч. в отношении микроорганизмов Daphaia magna, составляет 0,2 мг/л. Показано, что при найденных эффективных концентрациях КФ-91 выделенная из ОБР водная фаза не оказывает отрицательного воздействия на окружающую среду

7. Согласно измеренным по стандартным методикам показателям ХПК и БПК5 0,5% растворов флокулянтов и вычисленному коэффициенту диссимиляции (БПК5/ ХПК), равному 0,18 (КФ-91) и 0,14 (ВГПМ02), первый из них обладает несколько большей скоростью биораспада.

8. На основании вышеизложепного катионный полиэлектролит КФ-91 рекомендован в качестве эффективного флокулянта для химической очистки глинистых и других видов водных суспензий. Высокая эффективность КФ-91 подтверждена при испытании процесса очистки БР в ПО "Бела-русьнефть", а также при опытно-промышленном испытании процесса обезвоживания сапропелей (из оз. Немега) в АОЗТ "Кондор".

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в следующих научных статьях и сообщениях: 1. Заворотный B.JL, Дудыкина Н.В., Мирошниченко Д.А., Мещеряков C.B., Коренев К.Д. Очистка воды из бурового раствора с применением российских реактивов// Экология и промышленность России. - М., 1999. - № 11. -С.44-47.

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Мирошниченко, Дмитрий Аркадьевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Объекты исследования.

2.1.1 .Бентониты.

2.1.2. Палыгорскиты.

2.1.3. Подмосковный суглинок, (отобранный с глубины 7 м).

2.1.4. Подмосковный суглинок, (отобранный с глубины 27 м).

2.1.5. Подмосковный черный суглинок (отобранный с глубины 23 м).

2.1.6. Сапропель.

2.1.7. Водно-метанольный раствор.

2.2. Характеристика применяемых коагулянтов.

2.3. Характеристика флокулянтов.

2.3.1. Катионный флокулянт КФ-91.

2.3.2. Характеристика катионного полиэлектролита ВПК-402.

2.3.3 Флокулянты фирмы «СУТЕС».

2.4 Методики измерений.

2.4.1.Метод определения концентрации флокулянта КФ-91 в воде.

2.4.2. Определение концентраций ВПК-402 и БирегАос С496.

2.4.3. Методика определения величины рН.

2.4.4. Определение окислительно-восстановительного потенциала.

2.4.5. Электропроводность.

2.4.6. Определение химического потребления кислорода (ХПК).

2.4.7. Методика определения перманганатной окисляемости.

2.4.8. Методика определения БПК.

2.4.9. Седиментация.

2.4.10. Фильтрование.

2.4.11. Измерение вязкости растворов флокулянтов.

2.4.12. Биотестирование.

2.4.13. Определение содержания нефтепродуктов.

2.4.14. Определение взвешенных веществ.

2.5. Описание установки электрокоагуляции.

ГЛАВА 3. ОСАЖДЕНИЕ ГЛИНИСТЫХ СУСПЕНЗИЙ ВОДНЫМИ РАСТВОРАМИ КОАГУЛЯНТА И ФЛОКУЛЯНТОВ.

3.1. Исследование свойств глинистых суспензий.

3.2. Изучение свойств водных растворов катионных флокулянтов.

3.3 Исследование осаждения глинистых суспензий с помощью коагулянта.

3.4. Исследование процесса осаждения суспензии бентонита с помощью коагулянта и флокулянтов.

3.5. Исследование процесса осаждения суспензии бентонита с помощью флокулянтов.

3.6 Изучение электрохимических показателей при проведении процессов фильтрации.

ГЛАВА 4 ОБЕЗВОЖИВАНИЕ САПРОПЕЛЕЙ И ОСАЖДЕНИЕ ПРИМЕСЕЙ ИЗ ВОДНО-МЕТАНОЛЬНОГО РАСТВОРА С ПРИМЕНЕНИЕМ ФЛОКУЛЯН

ТАКФ-91.

4.1 Определение возможности использования КФ-91 при обезвоживании илов и сапропелеи.

4.2 Осаждение примесей из водно-метанольного раствора.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по географии, на тему "Эффективность катионных флокулянтов при химической очистке отработанных буровых растворов"

Актуальность работы. Строительство нефте - и газодобывающих скважин сопровождается загрязнением окружающей среды буровыми растворами (БР), отработанными буровыми растворами (ОБР), буровыми сточными водами (БСВ), буровыми шламами (БШ) и т.д. ОБР накапливаются из-за длительности осаждения выбуренной, чаще всего, глинистой породы при отстаивании в шламовых амбарах. Осаждение ОБР резко ускоряется при центрифугировании и одновременной обработке коагулянтами и флокулянтами (химическими реагентами - ХР) с разделением глинистых суспензий на водную фазу и твердый остаток. Этот процесс, названный химической очисткой (ХО), реализован на передвижных установках импортного и отечественного производства, позволяющих уменьшить вредное экологическое влияние ОБР.

При ХО в качестве химреагентов используют композиции различных коагулянтов и флокулянтов (в основном анионных и неионогенных полиэлектролитов), научные основы составления которых мало изучены. В то же время известно, что катионные флокулянты с положительно заряженными макромолекулами наиболее эффективны для осаждения глинистых суспензий, несущих отрицательный заряд на своих частицах. Выбор наименее токсичных и наиболее быстро биоразлагаемых отечественных флокулянтов позволил бы уменьшить экологическую опасность содержащей их водной фазы, образующейся при химической очистке БР, ОБР и БСВ.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1) Изучение взаимосвязи вязкости и рН водных растворов катионных флокулянтов;

2) Сравнение флокулирующей активности ряда полиэлектролитов и их композиций с коагулянтом (сульфатом алюминия), а также электропроводности, рН среды и окислительно - восстановительного потенциала (ОВП) глинистых суспензий в присутствии и в отсутствии ХР;

Научная новизна. Оценена флокулирующая способность полиэлектролитов методами седиментации и фильтрования 0,4% водных суспензий сарипохского бентонита в присутствии отечественных, а также большого числа импортных реагентов и их композиций с коагулянтом (сульфатом А1). Показано, что при седиментации активность анионных флокулянтов выше, чем катионных, и уменьшается с добавкой коагулянта. Отделение водной фазы суспензий резко интенсифицируется при фильтровании, которое в большей степени ускоряется катионными полиэлектролитами, чем анионными. Обнаружено, что наиболее эффективен КФ-91, обеспечивающий минимальное время фильтрования суспензии. При фильтровании водной суспензии палыгорскита, как и бентонита, необходима та же эффективная концентрация КФ-91, однако скорость отделения водной фазы в этом случае выше в 1,34 раза.

Показана возможность осаждения водной 7%-ной суспензии сапропеля фильтрованием в присутствии катионных полиэлектролитов. При этом эффективная концентрация КФ-91 составила 70 мг/л. Установлено, что гораздо меньшая концентрация КФ-91 (5 мг/л) необходима для осаждения взвешенных минерально-органических примесей в условиях электрокоагуляции из водно-метанольного раствора (суспензии), образующегося при сепарации осушаемого метанолом природного сероводородсодержащего газа. При этом содержание указанных примесей уменьшается в 1,2 - 2,7 раза.

Определена токсичность водных растворов катионных полиэлектролитов, с использованием в качестве тест-объекта биолюминесцентных бактерий. Показано, что интенсивность свечения растворов уменьшается на 33 % при концентрации КФ-91, равной 1 мг/л, при той же концентрации ВПК-402 свечение сокращается на 98 %. Выявлена минимальная концентрация КФ-91 (-0,2 мг/л), при которой он проявляет острую токсичность за 96 ч. в отношении микроорганизмов Daphnia magna.

По измеренным по стандартным методикам показателям ХПК и БПК5 0,5% растворов флокулянтов вычислен коэффициент диссимиляции (БПК5/ ХПК). Обнаружено, что КФ-91 (коэффициент диссимиляции 0,18) обладает несколько большей скоростью биораспада по сравнению с ВПК-402 (коэффициент диссимиляции 0,14).

Практическая ценность.

Катионный полиэлектролит КФ-91 рекомендован в качестве эффективного флокулянта (без добавки коагулянта) для ХО глинистых и других видов водных суспензий. Высокая эффективность КФ-91 подтверждена при испытании процесса очистки ОБР в ПО "Беларусьнефть", а также при опытно-промышленном испытании процесса обезвоживания сапропелей (из оз. Немега) в АОЗТ "Кондор".

Апробация работы и публикации. Отдельные фрагменты диссертационной работы докладывались на 51 Межвузовской студенческой научной конференции «Нефть и газ - 97» (Москва 1997 г.), на десятой Всероссийской конференции по химическим реактивам «Реактив - 97» и на 3-ей научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (Москва 1999 г.). Результаты исследований опубликованы в 4-х научных статьях и в 3-х тезисах докладов на научных конференциях.

ВВЕДЕНИЕ

По мере ускорения темпов научно - технического прогресса воздействие людей на природу становится все более мощным. И в настоящее время оно уже соизмеримо с действием природных факторов, что приводит к качественному изменению соотношения сил между обществом и природой. На современном этапе человечество поставлено перед фактом возникновения в природе необратимых процессов, новых путей перемещения и превращения энергии и вещества. В природу внедряется все больше и больше новых веществ, чуждых ей, порой сильно токсичных для организмов. Часть из них не включается в естественный круговорот и накапливается в биосфере, что приводит к нежелательным экологическим последствиям. Загрязняющие вещества, попавшие в природную среду, способны перемещаться порой на значительные расстояния. Закономерности этих процессов изучены еще недостаточно.

Эксплуатация предприятий нефтегазового комплекса, особенно нефтегазодобывающих предприятий, неизбежно сопровождается загрязнением окружающей среды. Отмечено постоянное повышение загрязнения нефтью и нефтепродуктами низовьев Волги. В Оби в районе г. Ханты-Мансийска их средняя концентрация составляет до 4,5 ПДК. Малые притоки Оби, протекающие по территории осваиваемых месторождений, загрязняются нефтью в еще большей степени.

При бурении нефтяных и газовых скважин потребляется значительное количество природной воды, в результате чего образуются загрязненные стоки в виде буровых сточных вод. В сточные воды попадают различные химические реагенты, применяемые для регулирования структурно-механических и коллоидно-химических свойств буровых растворов. Некоторые из них токсичны и представляют опасность для природной среды. Кроме того, образуются: отработанные буровые растворы (ОБР) и буровой шлам. ОБР исключается из технологических процессов бурения скважин и подлежит утилизации или захоронению в земляных шламовых амбарах. Исходя из этого, ОБР могут стать основным источником загрязнения недр. При этом зона их проникновения в пласт может 8 быть весьма значительной. Химические реагенты, находящиеся в промывочной жидкости, могут повысить минерализацию и токсичность пресных питьевых и бальнеологических вод; могут быть носителями микроорганизмов, для которых пластовые условия являются благоприятной средой для размножения; в некоторых случаях вызвать необратимые реакции в пласте.

Вследствие несовершенства отдельных технологических процессов и несоответствия их требованиям охраны окружающей среды химические реагенты вместе с отходами бурения могут попадать в водоемы и поглощающие скважины, загрязняя пресные подземные воды и почву. Химические реагенты, применяемые при бурении скважин в случае нарушения правил их хранения и использования, могут стать основным источником комплексного загрязнения почвы, водной среды и атмосферы.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Мирошниченко, Дмитрий Аркадьевич

ВЫВОДЫ

1. Изучена флокулирующая способность, токсичность и биоразлагаемость отечественных катионных полиэлектролитов КФ-91 (поли-1,2-диметил-5-винилпиридинийметилсульфат) и ВПК-402 (полидиметилдиаллиламмонийхло-рид) при осаждении глинистых (и других) водных суспензий, которое определяет результативность и экологическую безопасность процесса химической очистки ОБР. КФ-91 более эффективен, легче биоразлагается и менее токсичен, чем ВПК-402. По флокулирующей способности КФ-91 не уступает, а в ряде случаев превосходит один из лучших импортных катионных полиэлектролитов "Super-floc С496".

2. Флокулирующая способность полиэлектролитов оценена седиментацией и фильтрованием 0,4% водных суспензий сарипохского бентонита в присутствии указанных отечественных, а также большого числа импортных реагентов и их композиций с коагулянтом (сульфатом А1). При седиментации активность анионных флокулянтов выше, чем катионных, и уменьшается с добавкой коагулянта. Отделение водной фазы суспензий резко интенсифицируется при фильтровании, которое в большей степени ускоряется катионными полиэлектролитами, чем анионными. Наиболее эффективен КФ-91, обеспечивающий в концентрации 25 мг/л минимальное время фильтрования суспензии - 40 с.

5. Показана возможность осаждения водной 7%-ной суспензии сапропеля фильтрованием в присутствии катионных полиэлектролитов. Эффективная концентрация КФ-91 составила 70 мг/л, ВПК-402 - 420 мг/л. Установлено, что гораздо меньшая концентрация КФ-91 (5мг/л) необходима для осаждения взвешенных минерально-органических примесей в условиях электрокоагуляции из водно-метанольного раствора (суспензии), образующегося при сепарации ингибиро-ванного метанолом природного сероводородсодержащего газа. При этом содержание указанных примесей уменьшается в 1,2 - 2,7 раза при их осаждении с помощью электрокоагуляции.

6. Оценены эколого-токсикологические свойства отечественных флокулянтов, составлены паспорта безопасности на них. С использованием в качестве тест-объекта биолюминесцентных бактерий определена токсичность водных растворов катионных полиэлектролитов различной концентрации. Интенсивность свечения растворов уменьшается на 33 % при концентрации КФ-91, равной 1 мг/л, при той же концентрации ВПК-402 свечение сокращается на 98 %. Минимальная концентрация КФ-91, при которой он проявляет острую токсичность за 96 ч. в отношении микроорганизмов Daphnia magna, составляет 0,2 мг/л. Показано, что при найденных эффективных концентрациях КФ-91 выделенная из ОБР водная фаза не оказывает отрицательного воздействия на окружающую среду

7. Согласно измеренным по стандартным методикам показателям ХПК и БПК5 0,5% растворов флокулянтов и вычисленному коэффициенту диссимиляции (БПК5/ ХПК), равному 0,18 (КФ-91) и 0,14 (ВПК-402), первый из них обладает несколько большей скоростью биораспада.

8. На основании вышеизложенного катионный полиэлектролит КФ-91 рекомендован в качестве эффективного флокулянта для химической очистки глинистых и других видов водных суспензий. Высокая эффективность КФ-91 подтверждена при испытании процесса очистки БР в ПО "Беларусьнефть", а также при опытно-промышленном испытании процесса обезвоживания сапропелей (из оз. Немега) в АОЗТ "Кондор".

Библиография Диссертация по географии, кандидата технических наук, Мирошниченко, Дмитрий Аркадьевич, Москва

1. Булатов А.И., Левшин В.А., Шеметов В.Ю. Методы и техника очистки и утилизации отходов бурения//Обзор. информ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среды. М.: ВНИИОЭНГ, 1989. - 56 с.

2. Кузьмин Ю.И., Войтенко B.C., Братишко Ю.А. Влияние буровых растворов и их ингредиентов на окружающую среду в условиях Крайнего Севе-ра//Нефтяное хозяйство. 1984. - №2. - С. 43 - 49.

3. Джангиров С.С., Крылов В.И., Сухенко Н.И. О загрязнении пластов, содержащих пресную воду, при бурении и эксплуатации скважин/ТНефтяное хозяйство. 1976. - №6. - С. 17 - 19.

4. Конюхов A.B., Братишко Ю.А., Кузьмин Ю.С. и др. Охрана окружающей среды при проведении геологоразведочных работ в районах Крайнего Се-вера//Обзор. информ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среды. М.: ВНИИОЭНГ, 1985. - 29 с.

5. Шишов В.А., Рябченко В.И., Шеметов В.Ю. и др. Охрана окружающей среды в территориальном Западно-Сибирском комплексе//Обзор. информ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среды. Вып. 6. М.: ВНИИОЭНГ, 1988.-50 с.

6. Быков И.Ю., Гуменюк A.C., Литвиненко В.И. Охрана окружающей среды при строительстве скважин//Обзор. информ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среды. М.: ВНИИОЭНГ, 1985. - 37 с.

7. Шеметов В.Ю. Ликвидация шламовых амбаров при строительстве скважин// Обзор, информ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среды. М.: ВНИИОЭНГ, 1989. - 33 с.

8. Карелин Я.А., Санин Г.М. Водопотребление и водоотведение на буро-вой//Газовая промышленность. 1984. - №7. - С. 23 - 25.

9. Андресон Р.К., Андресон Б.А.,Бочкарев Г.П. Пути рационального использования водных ресурсов при бурении скважин/Юбзор. информ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среды. М.: ВНИИОЭНГ, 1983.-46 с.

10. Скоморовская Н.И., Страде JI.M., Босов М.Е. и др. Нормирование водопо-требления в нефтедобывающей промышленности один из путей экономии водных ресурсов и охраны окружающей среды//Нефтяное хозяйство. - 1980. - №2. - С. 43-45.

11. Шишов В.А., Шеметов В.Ю. Особенности очистки повторно используемых буровых сточных вод//Нефтяное хозяйство. 1985. - №8. - С. 64-66.

12. Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. Охрана окружающей среды в нефтегазовой промышленности. М.: Недра, 1997. - 482 с.

13. Грещишин В.И., Руди В., Марковский Б.И. Очистка сточных вод на буро-вой//Нефтяник. 1981. - №5. - С. 15-16.

14. Шишов В.А., Шеметов В.Ю., Чивяга A.A. Обезвреживание нефтесодер-жащих шламов//Бурение. 1982. - №2. - С. 35-37.

15. Гусейнов Т.И., Мовсумов A.A., Эфендиев Н.Г. Исследование токсичности химических реагентов, применяемых при бурении, и пути их нейтрализа-ции//Дисперсные системы в бурении. Киев, 1977. - С. 222-224.

16. Квасников Е.И., Клюшникова Т.Н. Микроорганизмы деструкторы нефти в водных объектах. - Киев: Наукова думка, 1981. - 192 с.

17. Голиков С.Н., Саноцкий И.В., Тиунов JI.A. Общие механизмы токсикологического действия. J1.: Медицина, 1986. - 280 с.

18. Гончарук Е.К., Сидоренко Г.И. Гигиеническое нормирование химических веществ в почве. М.: Медицина, 1986. - 320 с.

19. Лазарев Н.В., Грушко Я.М. Введение в геогигиену. М. - JL: Наука, 1966.-194 с.

20. Нейштейн С.Я. Развитие принципов гигиенического нормирования содержания в почве вредных элементов/Гигиена населенных мест: Водоснабжение, охрана водоемов, почвы//Респуб. межвед. сб. Киев, 1980. -Вып. 19.-С. 90-95.

21. Федоров В.Д. Загрязнение водных экосистем (принципы изучения и оценка действия)//Самоочищение и биоиндикация загрязненных вод. Тр. III Всесоюзн. совещ. по сан. гидробиологии. М., 1980.

22. Гусейнов Т.И., Алекперов Р.Э. Охрана природы при освоении морских нефтегазовых месторождений: Справ, пособие. М.: Недра, 1989. - 142 с.

23. Плотников Н.И., Краевский О. Гидрогеологические аспекты охраны окружающей среды. М.: Недра, 1983. 224 с.

24. Бухгалтер Л.Б., Иванов А.И., Бухгалтер Э.Б. Современные методы анализа и способы очистки сточных вод газовых промыслов от метанола и гли-колей.- М.: ВНИИЭгазпром, 1988, 37с. Обз. информ. Сер. Природный газ и защита окружающей реды, вып. 3

25. Кульский JI.A. Теоретические основы и технология кондиционирования воды. Киев: Наукова думка, 1980. - 168 с.

26. Гвоздев В.Д., Ксенофонтов Б.С. Очистка производственных сточных вод и утилизация осадков. М.: Химия, 1988. - 112 с.

27. Жуков А.И., Монгайт М.Л., Родзиллер И.Д. Методы очистки производственных сточных вод. М.: Стройиздат, 1987. - 214 с.

28. Лукиных H.A. Методы доочистки сточных вод. М.: Стройиздат, 1988. -156 с.

29. Пономарев В.Г., Иоакимис Э.Г., Монгайт И.Л. Очистка сточных вод. -М.: Химия, 1985.-256 с.

30. Схема утилизации промстоков в газодобывающей промышленности. ИЛ, Оренбургский ЦНТИ № 3-82 НТД, 1982.

31. Southgate В.A. Tretment and disposal of industrial wast waters. London, 1983.

32. Бухгалтер Э.Б. Метанол и его использование в газовой промышленности. -М.: Недра, 1986.-238 с.

33. Шишов A.A., Шеметов В.Ю., Петросьян M.B. и др. Снижение загрязняющих свойств отработанных буровых растворов/ТНефтяное хозяйство. -1985. №2. - С. 49-52.

34. Бочкарев Г.П., Шарипов А.У., Брахфогель Е.А. Пути утилизации отработанных буровых растворов/ТНефтяное хозяйство. 1982. - №4. - 64с.

35. Мустафаев A.M., Гутман Б.Н., Караев М.А. Очистка буровых сточных вод от механических примесей на гидроциклонной установке//Нефть и газ, 1977.-№2.-С. 37-39.

36. Новые установки для очистки отработанных буровых растворов и сбора загрязняющих веществ//ЭИ Нефтепромысловое строительство, коррозия и защита окружающей среды. Зарубеж. опыт, 1984. №12. - 33с.

37. Мавлютов М.Р., Ягафаров Р.Г. и др. Возможности регенерации и повторного использования отработанных буровых растворов//Проблемы нефти и газа Тюмени, 1981. №51. - С. 26-28.

38. Wojtanowicz А.К., Field S.D., Osterman М.С. Comparison Study of Solid/Liquid Separation Techiques for Oilfield Pit Closures// J. Petrol. Technology. 1987. - № 7. - P. 845-856.

39. Родионов А.И., Клушин B.H., Торочешников H.C. и др. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1989. - 512 с.

40. Гусейнов Т.И. Основные физико-химические методы обезвреживания отходов бурения и нефтедобычи//ЭИ Освоение ресурсов нефти и газа морских месторождений, 1981. №1. - С. 4-10.

41. Проскуряков В.А., Шмидт Л.И. Очистка сточных вод в химической промышленности. Л.: Химия, 1977. - 278 с.

42. Белов П.С., Голубева И.А., Низова С.А. Экология производства химических продуктов из углеводородов нефти и газа. Учебник для вузов.- М.: Химия, 1991, 256 е.; ил.

43. Скобеев И.К., Сименас И.С. Коллоидно-химические явления в процессах гидрометаллургии и обезвоживания. Тр. Иргиредмета, вып. 27, 1972. -С. 95.

44. Степанова Д.И. Исследование некоторых характеристик полиакрилами-дов. Обогащение и брикетирование угля, 1972. - №11. - С. 121.

45. Blazy P. La floculation et les floculants. Industrie minerale - mineralurgie, 1973.-XI, №3, p. 212-224.

46. Flocculation dispersion, and selective flocculation. Fine particle dispersion. Ed. Somasundaran P. v. 2. New York, AIMMPE, 1980.

47. Mackenzie J. M. W. Zeta-potential studies in mineral processing. Mineral Sci. and Engg., 1971. 3, p. 25-43.

48. Кульский J1.A., Когановский A.M., Гороновский И.Т. и др. Физико-химические основы очистки воды коагуляцией. Киев: Изд-во АН УССР, 1950.- 108 с.

49. Бабенков Е.Д. Очистка воды коагулянтами. М.: Наука, 1977. - 356 с.

50. Николадзе Г.И. Технология очистки природных вод. М.: Высшая школа, 1987.-236 с.

51. Шишов В.А., Шеметов В.Ю., Мойса Ю.Н. и др. Сравнительная оценка эффективности коагулянтов, используемых для очистки буровых сточных вод//Нефтяное хозяйство, 1982. №11. - С. 54 - 56.

52. Назаров В.Д. Новые методы в технологии очистки воды. Уфа: УНИ, 1989.-88 с.

53. Шеметов В.Ю. Очистка буровых сточных вод электрокоагуляцией/Обзор, информ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среды. М.: ВНИИОЭНГ, 1989.-35 с.

54. Кульский JI.A., Строкач П.П., Сайгак В.А. Очистка воды электрокоагуляцией. Киев: Будивельник, 1978. - 112 с.

55. Грановский М.Г., Лавров И.С., Смирнов О.В. Электрообработка жидкостей. Л.: Химия, 1976. - 216с.

56. Назаров В.Д. Очистка нефтесодержащих вод методами электрообработки/Обзор. информ. Сер. Борьба с коррозией и защита окружающей среды. М.: ВНИИОЭНГ, 1985. - 54 с.

57. Назаров М.М., Ефимов В.Т. Электрокоагуляторы для очистки промышленных стоков. Харьков: Виша школа, 1983. - 188 с.

58. Вейцер Ю.И., Минц Д.М. Высокомолекулярные флокулянты в процессах очистки природных и сточных вод. М.: Стройиздат, 1984. - 201 с.

59. Khavski N.N, Tokarev V.D., Nevski B.V. at all. Clarification of water and aqueous solutions by floto flocculation method. - Proceed. XI Internat. Mineral Processim Congress, Cagliari, 1975. - P. 1345.

60. Кузькин С.Д., Небера В.П. Синтетические флокулянты в процессах обезвоживания. М.: Стройиздат, 1963. - 260 с.

61. Борц М.А. Применение синтетических флокулянтов в технологических схемах зарубежных углеобогатительных фабрик. М.: ЦНИЭИУголь, 1969.

62. Ахмедов К.С., Арипов Э.А., Вирская Г.М. и др. Водорастворимые полимеры и их взаимодействие с дисперсными системами. — Ташкент, ФАН, 1969.

63. Григоращенко Г.И., Зайцев Ю.В., Кукин В.В. и др. Применение полимеров в добыче нефти. М.: Недра, 1978.

64. Савицкая М.Н., Холодова Ю.Д. Полиакриламид. Киев, Техника, 1969.

65. Байченко Арн.А., Байченко Ал.А, Каминский В.С.//Кокс и химия, 1977. -№9. С. 7-8.

66. Баран A.A., Соломенцева И.М.//Химия и технология воды, 1983. Т. 5. -№2.-С. 120-137.

67. Небера В.П. Флокуляция минеральных суспензий. М.: Недра, 1983. -288с.

68. Бейм A.M., Бресткина JI.M. Эколого-токсикологическая характеристика флокулянтов, применяемых в целлюлозно-бумажной промышленности/Обзор. информ. Целлюлоза, бумага и картон. Вып. 7. - М.: ВНИ-ПИЭИлеспром, 1991. - С. 6-20.

69. Biesinger К.Е., Lemke А.Е., Smitch W.E., Tjo K.M. Comperative toxicity of polielectrolites to aquatic animals//J. Water Pollut. control Fed. 1976. - V.48, 1.-P. 183-187.

70. Резниченко И.Н. Приготовление, обработка и очистка буровых растворов. -М.: Недра, 1982.-306 с.

71. Стрилецкий И.В. Очистка буровых сточных вод в целях их повторного использования//Бурение, 1977. №4. - С.22 - 24.

72. Стрилецкий И.В. Технологические особенности загрязнения и очистки буровых сточных вод//Бурение, 1981. №4. - С. 24-26

73. Литяева З.А., Рябченко В.И. Глинопорошки для буровых растворов М.: Недра, 1992.-183 е.: ил.

74. Дистанов У.Г., Михайлов A.C., Конюхова Т.П. и др. Природные сорбенты СССР М.: Недра, 1990. - 208 е.: ил.

75. Березовская В.А., Зон И.Р., Ковалев Г.И. и др. Смешанослойные минералы, их структурные особенности и влияние на свойства содержащих их керамических глин//Тр. ВИМС. М., 1982. - С.30-44.

76. Крупное Р.А, Базин Е.Т., Попов М.В. Использование торфа и торфяных месторождений в народном хозяйстве. М.: Недра, 1992. - 233 с.

77. Абрамзон A.A., Зайченко Л.П., Файнгольд С.И. Поверхностно-активные вещества. Л.: Химия, 1988.

78. ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97 Определение pH потенциометрическим методом.

79. Серяков A.C., Мухин Л.К., Лубан В.З. и др. Электрическая природа осложнений в скважинах и борьба с ними. М.: Недра, 1980. - 134 с.

80. Гаррел P.M., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы, равновесия. М.: Мир, 1968.-368 с.

81. Васильченко C.B., Потапов А.Г., Гноевых А.Н. Современные методы исследования проблемы неустойчивости глинистых пород при строительстве скважин/Юбзор. информ. Сер. Бурение газовых и газоконденсатных скважин. М.: ИРЦ Газпром, 1998. - 84 с.

82. Гундырев A.A. Руководство к практическим занятиям по электропроводности электролитов. М.: МИНХ и ГП, 1978. - 12 с.

83. РД 118.02.1-85 Методика определения химического потребления кислорода (ХПК) в сточных водах.

84. Булатов А.И., Макаренко П.П., Шеметов В.Ю. Справочник инженера эколога нефтегазодобывающей промышленности по методам анализа загрязнителей окружающей среды: В 3 ч. М.: Недра, 1999. - 4.1. Вода. - 732 с.

85. РД 52.24.74-88 Методика определения биохимического потребления кислорода в поверхностных и нормативно-очищенных сточных водах.

86. Шантарин В.Д., Войтенко B.C. Физико-химия дисперсных систем. М.: Недра, 1990.-315 с.

87. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии/Под ред. Фролова Ю.Г., Гродского A.C. М.: Химия, 1986. - 216 с.

88. Методы биотестирования вод// Под ред. Крайнюкова А.Н., Брагинского Л.П. и др. Черноголовка, 1988. - 128 с.

89. ПНД Ф 14.1:2,5-95 Методика определения массовой концентрации нефтепродуктов в природных и сточных водах методом ИКС.

90. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. М.: Химия, 1981. -400 с.

91. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии (Поверхностные явления и дисперсные системы). М.: Химия, 1982. - 400 с.

92. Токсикологическая оценка флокулянта ВПК-402 для очистки сточных вод//Бумажная промышленность. 1990. - №9. - С. 14.

93. ЗАКЛЮЧЕНИЕ об эффективности флокулянта КФ-91 при обезвоживании буровых растворов пО"Беларусьнефть"

94. В качестве тест—объекта был выбран буровой раствор на сапропелевой основе со скважины й 14 Ветхинь отобранный при бурении интервала ЗООО-ЗООЗ н(соленосные отложения).1. Параметры раствора:р = 1,31 г/ил, УВ = 35 с, В мл. Корка- 1 мм, рН = 9,

95. СНС = 24/48 дП», р 1,2 г/ил, содержание твердой фазы 197.,Ф1. КТК = 5 ;

96. Буровой раствор при бурении обрабатывался кальцинированной содой, ССБ, оксалеи Т-80.

97. Флокулянты использовали в виде 0,25-0,ЗУ.-ных водных раство-ров(или 0,1%-ной концентрации как при обработках но буровой).

98. В результате испытаний установлено:

99. Облегчается контроль за соблюдением требований к ООС.

100. Увеличивается механическая прочность конечной продукции.1. ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

101. Катионный флокулянт КФ-91 может применяться для обезвоживания илов и сапропелей и, по имеющимся данным, является наиболее эффективным флокулянтом.110

Информация о работе

Мирошниченко, Дмитрий Аркадьевич
кандидата технических наук
Москва, 2000
ВАК 11.00.11

Диссертация

Эффективность катионных флокулянтов при химической очистке отработанных буровых растворов - тема диссертации по географии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы