способ получения комплексного микроудобрения

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО МИКРОУДОБРЕНИЯ, включающий смешение исходного микроэлементсодержащего сырья с фосфорной составляющей с последующим отделением твердой фазы, отличающийся тем, что в качестве микроэлементсодержащего сырья используют пластовую воду, образующуюся при добыче нефти, а в качестве фосфорной составляющей водные растворы гексаметафосфата натрия, или триполифосфата натрия, или фосфорнокислого натрия с плотностью 1,13 1,15 г/см³, а смешение ведут при объемном соотношении фосфат пластовая вода 1 3 5.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения минеральных веществ, содержащих элементы питания растений из минерализованных пластовых вод, добываемых попутно при добыче нефти из нефтяных месторождений.

Известны способы получения минеральных веществ, содержащих элементы питания растений [1] получаемых из отходов различных производств.

Основные недостатки этих способов трудоемкость и энергоемкость операций.

Известен наиболее близкий способ получения удобрения путем утилизации отходов сточных вод производства фосфорных минеральных удобрений [2]

Недостатки способа необходимость добычи, подготовки и ввода сульфата кальция (борогипса) при повышенных значениях рН (до 10) к сточным водам минеральных удобрений, большой объем жидкой фазы при отделении твердой фазы от сточной воды, а также недостаточное разнообразие элементов минеральных веществ в конечном продукте, нужных для питания растений.

Цель изобретения получение минеральных веществ, содержащих элементы питания растений, из пластовых вод, добываемых попутно при добыче нефти из нефтяных месторождений, а также улучшение антикоррозионных свойств пластовых вод для обратной закачки в продуктивный пласт.

Сущность способа заключается в смешивании исходного микроэлементсодержащего материала с фосфорной составляющей с последующим отделением твердой фазы. В качестве исходного микроэлементсодержащего материала используется пластовая вода, образующаяся при добыче нефти, а в качестве фосфорной составляющей водные растворы гексаметафосфат натрия или триполифосфат натрия, или натрий фосфатнокислый с плотностью 1,13-1,15 г/см³, а смешивание ведут при объемном соотношении фосфата и пластовой воды 1:(3 5).

Известно, что в пластовых водах, добываемых попутно при добыче нефти, присутствуют почти все известные элементы, но главными компонентами их химического состава являются хлориды, сульфаты и карбонаты щелочных и щелочно-земельных металлов, которые диссоциируя в воде, образуют ионы Na^l, K^l, Ca^ll, Mg^ll, Cl^l, SO₄^ll, HCO₃^l, CO₃^ll.

Так, например, химический состав девонской воды Туймазинского месторождения (Башкортостан) в основном состоит из следующих элементов:

MCO₃ 0,003 г на 100 г жидкости

Cl^ll 13,735 г на 100 г

Са^ll 1,977 г на 100 г

Mg 0,358 г на 100 г

Na^l, K^l 5,967 г на 100 г

SO₄ 0,006 г на 100 г

Fe 324,2 мг/л

Br 830,0 мг/л

I 6,5 мг/л

NH₄ 160,2 мг/л

В 3,5 мг/л

Sr^ll 348 мг/л

Ba^ll 17 мг/л

При смешивании пластовой воды с водными растворами фосфатов (гексаметафосфата, триполифосфата, мононатрийфосфата и др.) в результате химической реакции между катионами (кальция, магния и других поливалентных металлов) и анионами солей фосфатов образуются труднорастворимые комплексные соединения кальция гидросиликаты соответствующих металлов, фосфаты и фосфиды магния и другие соединения поливалентных металлов.

Таким образом, способ получения минеральных веществ из пластовой воды, содержащей элементы питания растений, заключается в связывании ионов кальция, магния и других поливалентных металлов (содержащихся в пластовой воде) с анионами солей фосфатов, содержащихся в рабочей жидкости для получения малорастворимых и легкоудаляемых осаждением и фильтрованием соединений.

Малорастворимые осадки, полученные при смешивании рабочего раствора с пластовой жидкостью по предлагаемому способу, отличаются более высокими объемами образующегося осадка и меньшими энергозатратами для их получения.

Способ является безотходным производством, а отфильтрованная вода без осадка защищает от коррозии водопроводы и насосно-компрессорные трубы на 80% по сравнению с пластовой жидкостью.

Результаты лабораторных исследований приведены в табл.1.

Как видно из табл.1, наиболее рациональной является рабочая смесь водного раствора фосфата максимальной концентрации (плотность 1,13-1,15 г/см³).

Применение рабочей смеси малой плотности не желательно, т.к. привело бы к большему расходу энергозатрат на приготовление раствора, фильтрации и сушке для получения сухих минеральных веществ.

Лабораторными исследованиями установлено, что при смешивании рабочей смеси водного раствора фосфатов с пластовой водой в соотношении 1:4 образуется рыхлый подвижный осадок.

Рабочая смесь приготавливается в следующей последовательности: к 1 м³ технической воды при ее смешивании добавляется гексаметафосфат натрия (NaPO₃)₆ (ГОСТ 20291-74) до получения удельного веса 1,15 г/см³ или триполифосфата (Na₅P₃O₁₀) (ГОСТ 13493-77) до получения удельного веса 1,13 г/см³, или фосфорнокислого натрия (Na₃PO₄) 12 Н₂О (ГОСТ 9337-79) до получения удельного веса 1,13 г/см³.

П р и м е р. Пластовая вода, добываемая попутно при добыче нефти из нефтяных месторождений после очистки от нефти, смешивается с рабочей смесью, представляющей собой водный раствор фосфатов.

Рабочая смесь приготавливается непосредственно на площадке, где происходит отделение нефти от пластовой жидкости или на территории цеха поддержания пластового давления. Рабочая смесь может быть приготовлена в механических или гидравлических мешалках. Для этого мешалка заполняется водой до половины объема и при вращении загружается реагентом (фосфатами) расчетного веса. Через 10-15 мин проверяется плотность, которая должна соответствовать расчетной величине. В случае получения раствора большей или меньшей плотности, ее регулируют, добавляя в раствор воды или химреагент. Готовый раствор сливают в емкость.

Узлы приготовления рабочей смеси могут отличаться друг от друга производительностью, схемой расположения оборудования и степенью механизации трудоемких процессов. Но все они будут состоять из:

емкости для хранения готовой рабочей смеси общей емкостью, соответствующей суточной потребности раствора для получения минеральных веществ;

раствора смесителя (мешалки);

насосной, перекачивающей раствор в емкости для хранения или непосредственно в узел смешивания рабочей смеси с пластовой водой;

лабораторией, наблюдающей и регулирующей качество приготовления раствора.

Для транспортировки рабочей смеси с узла приготовления до узла смешивания используется трубопровод.

После смешивания пластовой воды с рабочей смесью поступает эффективное хлопьеобразование. В результате формируются из отдельных хлопьев агрегаты, состоящие из пространственных ячеек, внутри которых заключена вода. Пластовая вода после обработки рабочей жидкостью относится к неустойчивым системам, т.е. при покое жидкости частицы дисперсной фазы выпадают в осадок.

После определенного времени плотность фильтрата пластовой воды уменьшается от 1,175-1,180 до 1,110 г/см³.

Одним из наиболее простых методов удаления осадка является применение насосов различной конструкции (поршневой, центробежной). С помощью этих насосов осадок со дна емкости отстойника поступает во всасывающую линию насоса и далее транспортируется в фильтровальную установку для максимального удаления воды из отстоя.

Далее отстой сушится до получения порошкообразного минерального вещества.

В табл. 2 приведено содержание различных ионов в подземных рассолах Предуралья.

Предлагаемый способ дает возможность создания безотходного технологического процесса и подготовки ингибированной пластовой воды для закачки снова в пласт. Это позволит, с одной стороны, pешить вопрос обеспечения удобрением сельского хозяйства, а с другой, уменьшает коррозионную активность потока жидкости по трубам и, как следствие, попадание агрессивных пластовых вод в окружающую среду.