Физико-химические основы извлечения иода из высокоминерализованных растворов Оренбургского газоконденсатного месторождения

• Автор: Строева, Элина Владимировна
• Шифр специальности: 05.17.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Введение

1 Современное состояние вопроса.

1.1 Сырьевые источники.

1.2 Исследования в области технологии извлечения иода

1.3 Экспериментальнотехнологические решения.

1.4 Адсорбционное извлечение иода

1.4.1 Физикохимические свойства применяемых ионообменных

1.5 Кинетика ионного обмена на смолах

1.6 Равновесие при ионном обмене.

1.7 Равновесие процесса сорбции галогенов анионитами.

1.8 Возможность использования ионообменного способа для извлечения иода с минимальной промышленной концентрацией иодида из растворов с высокой минерализацией.
2 Методика исследований и анализов
2.1 Приготовление модельных растворов
2.2 Методика исследований параметров кинетики и лимитирующей стадии сорбции иода.
2.3 Методика исследований равновесия сорбции иода
2.4 Определение концентрации элементного иода в карбонатных растворах
3 Исследование процесса окисления в иодсодержащих водных
растворах
3.1 Теоретические предпосылки к изучению окислительновосстановительных процессов в водных системах
3.2 Теоретические аспекты процесса окисления.
3.3 Термодинамический расчет равновесных систем в условиях реальных концентраций компонентов
3.3.1 Определение полей усзойчивости элементного иода в присутствии комплексообразующей частицы 1з.
3.3.2 Определение полей устойчивости элементного иода
в присутствии хлоридиона
3.3.3 Состояние систем Г 1С Г II Г в присутствии
хлора, брома и окислителя
3.3.4 Равновесная система с участием частицы СГ.
3.3.5 Сводная диаграмма с участием полигалогенидных форм иода
3.3.6 Определение констант равновесия полуреакций.
3.3.7 Сводная диаграмма состояния системы с участием полигалогенидных форм иода при концентрациях потенциалобразующих ионов, соответствующих
реальным растворам.
3.3.8 Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.3.8.1 Методика эксперимента
4 Исследование кинетики сорбции элементного
иода и его полигалогенидных форм.
4.1 Определение лимитирующей стадии кинетики сорбции иода.
4.2 Определение параметров гелевой диффузии.
4.2.1 Влияние размеров зерна на кинетические параметры и
общий механизм обмена
4.2.2 Влияние величины на кинетические параметры и
общий механизм обмена.
4.2.3 Влияние примесей на кинетические параметры и механизм обмена.
5 Исследование равновесия сорбции иодидиона, элементного
иода и его полигалогенидных форм
5.1 Исследование сорбции иодид иона из растворов с
различной степенью минерализации
5.2 Строение и свойства полигалогенидных ионов.
5.3 Исследование равновесия сорбции элементного иода
5.4 Исследование сорбции продуктов диспропорционирования элементного иода и полигалогенидных частиц.
6 Крупнолабораторные испытания метода сорбционного извлечения
иода из пластовых вод
6.1 Характеристика сырья.
6.2 Принципиальная схема извлечения иода из природных растворов
Выводы.
Список использованной литературы


П.Виноградовым, О. В.Шишкиной, Г. А.Павловой и другими, в период с по гг. По данным 3. А.Базилевича и А. И.Муна в озерных илах наряду с иодом накапливаются довольно значительные количества брома. В соляных озерах иловые отложения составляют с раной единую физикохимическую систему, которая находится в динамическом равновесии. Илы с преобладанием глинистых фракций содержат гораздо больше иода, чем песчанистые, что объясняется различной адсорбционной способностью глин и песчаников 7. Изучая распределение иода в илах, А. П.Виноградов пришел к выводу, что они являются материнскими для подземных иодобромных вод. Накопленный морскими илами иод, согласно гипотезе А. П.Виноградова, в процессе погребения осадков и под действием тектонических сдвигов земной коры выдавливался вместе с метаморфизованной иловой водой в пористые песчаники 8. Таким образом, иловые растворы стали источником формирования минерализованных иодсодержащих вод. Наряду с илами важнейшим источником поступления иода в подземные вода может являться нефть 9. Это предположение часто подтверждается и является своего рода критерием наличия нефти в исследуемом горизонте, если пластовые воды содержат иод. Однако нет четкой зависимости между концентрацией иода в водах, их химическим составом и условиями залегания. В хлоридных кальциевых водах почти однородных по химическому составу, взятых из разных водоносных горизонтов, содержание иода, варьируется в довольно широких пределах. Не установлено также строгой закономерности в увеличении концентрации иода в пластовых водах с увеличением их общей минерализации. Накопление иода в гидрокарбонатных водах нефтяных месторождений в значительной мере зависит от физикохимических особенностей этого галогена 1 сильной летучести 2 низкого потенциала окисления 0,1 0,2 в 3 низкого потенциала разложения НЮ 4 малой растворимости в воде 1,3 ммольл при С. Физикохимические особенности иода в равной мере влияют на накопление его в гидрокарбонатных водах нефтяных залежей и в случае поступления в них иода не из нефти, а из горных пород . Было показано 6 повышенное содержание иода в рапе соляных озер. При сравнении значений 1 СОЛСЙ заметно их изменение для разных типов озер. Для хлоридных и сульфатных озер оно составляет 0,2 0,5, а для гидрокарбонатных натриевых рассолов 0, 0,3. Повышенное содержание иода характерно и для подземных гидрокарбонатных вод. Этот факт объясняется большей щелочностью таких вод вследствие чего подавлены реакции восстановления и окисления иодата и иодида до элементного иода. В настоящее время основным источником сырья для получения иода являются минерализованные воды, обычно связанные с нефтяными и газовыми месторождениями. Содержание иода в виде иодидиона в них колеблется в интервале 2 мгл, при этом, минимальной промышленной концентрацией принято считать концентрацию мгл 0, ммольл . Исследования в области технологии извлечения
К настоящему моменту известен широкий круг работ, посвященных исследованию химии и технологии галогенов, в частности, иода. Основная масса работ по данной тематике, прежде всего, связана с исследованиями в области технологии. Так в г. Технология минеральных солей , в котором Г. С.Клебановым были написаны главы по технологии иода и брома. В г. В.И. Ксензенко и Д. С.Стасиневича Технология иода и брома . До г. ГИПХ г. Иодобромная промышленность. Основным цен гром исследований являлся до г. НИИТЭхим и его Черкасский филиал, на долю которых приходилась публикация основной массы как ведомственной информации, так и мировой литературы по технологии иода и брома. В г. В.И. Ксензенко и Д. С.Стасиневича . Кроме перечисленных источников следует упомянуть монографии Б. Я.Розена Геохимия брома и иода г . Б.Г. Коршунова Галогенидные системы , И. В.Никитина Химия кислородных соединений галогенов г. А.Я. Гаева Гидрогеохимия Урала и вопросы охраны подземных вод г. В.Н. Некрасова Физическая химия растворов галогенов в галогенидных расплавах г. После г. В.И. Ксензенко и Д. С.Стасиневича Химия и технология брома, иода и их соединений в г.