Разработка безреагентного способа извлечения и безопасной утилизации йода из подземных вод нефтегазовых месторождений

• Автор: Шаповалова, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Тюмень
• Количество страниц: 140 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КОМПЛЕКСНОГО ОСВОЕНИЯ ГИДРОМИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ
1.1. Подземные воды как промышленное ценное сырье
1.1.1. Целесообразность использования природных рассолов
1.1.2. Подземные промышленные воды Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции
1.1.3. Сравнительная оценка качества гидроминерального сырья
1.1.4. Особенности геологического строения и основные характеристики геотермальной воды Ялуторовской скважины
1.2, Обзор известных технологий извлечения йода из пластовых вод
1.2.1. Воздушно-десорбционный способ
1.2.2. Ионообменный способ
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Исходные материалы
2.2. Определение содержания галогенидов в исследуемом растворе
2.3. Описание схемы лабораторной установки и методика работы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОМБИНИРОВАННОЙ БЕЗРЕАГЕНТНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЙОДА ИЗ ПРИРОДНЫХ РАССОЛОВ
3.1. Изучение закономерностей процессов подкисления и окисления йодидов из природных рассолов
3.2. Исследование сорбции йода на органических и неорганических сорбентах
3.3. Математическая модель динамики сорбции йода
3.4. Исследование процессов одновременного безреагентного подкисления, окисления и электросорбции йода на КАУСОРБ-221 в проточном режиме
3.5. Разработка принципиальной технологической схемы извлечения йода безреагентным электросорбционным способом
3.6. Описание работы опытной установки и ее основные технологические показатели

ГЛАВА 4. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОГО И ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ БЕЗРЕАГЕНТНОГО СПОСОБА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЙОДА НА ЧЕРКАШИНСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ
4Л. Перспективы использования подземных вод Черкашинского месторождения
4.2. Планирование производственной мощности
4.3. Планирование ресурсного обеспечения реализации проекта и источников их покрытия
4.4. Обоснование величины текущих затрат
4.5. Оценка коммерческой и финансовой состоятельности проекта
4.6. Оценка экологических рисков и определение мероприятий по их ограничению
ГЛАВА 5. ПРОБЛЕМЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПРИ ОСВОЕНИИ ПОПУТНОЙ ПРОДУКЦИИ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
5.1. Характеристика загрязнителей и оценка воздействия пластовых вод на окружающую среду
5.2. Оценка предотвращенного экологического ущерба в результате очистки пластовых вод и извлечения токсичных неорганических компонентов
5.3. Медико-экологическая оценка йодной недостаточности_на территории Тюменской области
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. При разработке нефтяных месторождений предъявляются определенные требования к комплексному освоению сырья, установленные действующим законом «О недрах». Однако на практике это практически не реализуется. При этом, содержащиеся в попутно добываемой пластовой воде ценные компоненты (йод, бром, магний и др.) остродефицитны. Дефицит кристаллического йода в России (1500 т/год) предопределяют освоение новых сырьевых источников. Необходимыми условиями освоения гидроминерального сырья нефтяных месторождений является достаточная сырьевая база и наличие технологии переработки, реализуемой в непростых условиях нефтепромысла. При этом существует проблема утилизации минерализованных подземных вод из скважин, работающих на самоизлив, а также отработанных пластовых вод нефтегазовых месторождений. По оценке профессора Матусевича В.М., общее количество добываемых пластовых вод в Западно-Сибирском регионе достигает нескольких миллионов кубических метров в сутки. Вышеприведенные данные свидетельствуют о достаточности сырьевой базы по попутному извлечению йода из апт-сеноманских подземных вод на нефтяных месторождениях Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна. При извлечении таких токсичных неорганических компонентов, как йод, бром, бор из пластовых вод необходимо учитывать, что они являются ценным химическим сырьем, и экологическая проблема удаления токсикантов становится важной проблемой освоения гидроминерального сырья нефтяных месторождений.
Следующим составляющим компонентом является наличие технологии. Выполнено большое количество исследований по разработке возможных технологических процессов извлечения йода. Общим для этих способов является использование таких химических реагентов, как серная кислота и хлор на стадиях подкисления и окисления, которые являются основными источниками затрат в производстве йода и загрязнения окружающей среды. Низкие концентрации йода

Ионообменная смола АВ-17-8 - это сополимеризационный сильноосновной монофункциональный анионит гелевой структуры, содержащий четвертичные бензилтриметиламмониевые функциональные группы: [—(СН2СН —) —
Иг(СЯ2А+(СЯз)з)]п. Ионит получается путем хлорметилирования сополимера стирола с 8 % дивинилбензолом с последующим аминированием
триметиламином. Гранулы сферической формы светло-желтого цвета. При 18-20°С устойчив к действию разбавленных кислот, щелочей и окислителей. Сохраняет свойства при хранении под слоем воды или в солевой (хлоридной) форме. Традиционно применяется в гидрометаллургии, при водоочистке, в химической и фарм-промышленности. Характеристика ионообменной смолы АВ-17-8 приведена в таблице 2.1, согласно ГОСТ 20301-74.
Таблица 2.
Характеристика ионообменной смолы анионита АВ
Наименование показателя Нормы для марки
Высший сорт 1 -й сорт
Гранулометрический состав:
- размер зерен, мм 0,315-1,25 0,315-1,
- объемная доля рабочей фракции, % не менее 95
- эффективный размер зерен, мм 0,4-0,6 0,
Массовая доля влаги, % 35-50
Удельный объем в ОН-форме, см3/г 3,0+0,3 3,0+0,
Полная статическая обменная емкость, ммоль/см3 1,15 1,
Равновесная статическая обменная емкость, ммоль/см3 1,0 0,
Динамическая обменная емкость, ммоль/см3 700
Полная обменная емкость, ммоль/см3 3,6 3,