卤水管道中影响碳酸钙垢溶解度的因素及规律_于剑峰

浅析中盐皓龙采卤管网结垢原因及除垢方案
邢亚慧;孙丽平;顾收红
【期刊名称】《中国井矿盐》
【年(卷),期】2014(000)004
【摘要】针对矿山注水管道及卤井井壁结垢影响采卤的现状并通过对垢层的分析试验，提出了解决井管结垢的处理方案和可行性分析。

【总页数】4页(P30-33)
【作者】邢亚慧;孙丽平;顾收红
【作者单位】中盐皓龙盐化有限责任公司，河南平顶山467200;中盐皓龙盐化有限责任公司，河南平顶山467200;中盐皓龙盐化有限责任公司，河南平顶山467200
【正文语种】中文
【中图分类】TS32
【相关文献】
1.龙归硝盐矿10#井组建井和采卤工艺得失与再利用方案探讨 [J], 孟立华
2.浅析采卤井卤水盐结晶堵管因素及预防措施 [J], 罗安民;曹均录
3.井矿盐采卤管道中硫酸盐结垢因素、趋势及阻垢研究 [J], 宋志忠;杜智英;唐仕明;于剑峰
4.井矿盐采卤管道中硫酸盐结垢因素、趋势及阻垢研究 [J], 宋志忠; 杜智英; 唐仕明; 于剑峰
5.冀中能源300万t／a卤折盐采输卤项目通过审查 [J],
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pH值、温度和CO2分压对碳酸钙溶解沉淀的控制作用碳酸钙在水中的溶解度很低。

碳酸钙是由水中的钙离子与碳酸根或碳酸氢根离子结合而生成的。

反应式如下：Ca2++CO32-→CaCO3↓ (1)Ca2++2HCO3-→CaCO3↓+CO2↑+H2O (2)（1）二氧化碳的影响CO2溶解在水中时，生成碳酸，其电离反应式如下：CO2+H2O⇄H2CO3H2CO3⇄H++HCO3-HCO3-⇄ H++CO3-在一定的PH值下，只有很少百分比的碳酸氢根电离成氢离子和碳酸根离子，参见图1，在一般情况下碳酸氢根离子在数量上远远大于碳酸根离子，可以认为碳酸钙沉淀主要为式2所表示的反应。

当水中二氧化碳的浓度增加时，反应向右移动，碳酸钙沉淀减少；当水中二氧化碳的浓度减少时，则反应向左移动，碳酸钙的沉淀增加。

图1 水中三种碳酸的比例变化曲线（2）PH值的影响油田水中一般含有不同程度的碳酸，而水中三种形态碳酸HCO3-+CO2、HCO3-、CO32-在平衡时的浓度比例取决于PH值。

根据PH值计算水中三类碳酸的百分数，关系曲线见图2。

由图2可以看出水中三类碳酸在平衡时的浓度的比例与PH值有完全相应的关系。

在低PH值范围内，水中只有HCO3-+CO2；在高PH值范围内只有CO32-离子；而在中等PH值范围内HCO3-(占绝对优势。

因此水的-%值较高时就会产生更多的碳酸钙沉淀；反之，水的PH较低时，则碳酸钙不易产生沉淀。

PH值对碳酸盐的溶解度影响很大，降低PH值会增加它们的溶解度。

图2 卡波兰图（3）温度的影响温度是影响碳酸钙沉淀另一重要因素，绝大部分盐类在水中的溶解度是随温度升高而增大。

但碳酸钙具有反常的溶解度，在温度升高时溶解度反而下降，即水温升高时会沉淀更多的碳酸钙。

（4）总压力的影响当压力增大有利于碳酸钙的溶解，而当压力减小时会促进碳酸钙沉淀。

对于汽、液两相系统，首先总压力增加，二氧化碳分压增大，碳酸钙的溶解度随之增大；其次从热力学角度看，压力增加也会使碳酸钙的溶解度增加，其机理与后面讨论的压力对硫酸钙溶解度的影响类似。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010574984.X(22)申请日 2020.06.22(71)申请人 西安交通大学地址 710049 陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人 杨星　韩曾昱　赵舶安　白纪睿　张赫　王云海　(74)专利代理机构 西安通大专利代理有限责任公司 61200代理人 姚咏华(51)Int.Cl.C02F 1/461(2006.01)C25B 1/18(2006.01)(54)发明名称一种去除卤水中钙离子并回收碳酸钙的电化学方法(57)摘要本发明公开了一种去除卤水中钙离子并回收碳酸钙的电化学方法。

该方法包括由阳极、阴极、反应槽和外加电源组成电解池系统，阳极通常采用金属氧化物涂层钛阳极，阴极采用经过表面处理的钛金属或不锈钢阴极。

在卤水中投加一定量的NaHCO 3，阴阳极间隔一定距离，施加一定的电压进行电解反应，反应一段时间后，卤水体系中的钙离子与碳酸氢根离子将在阴极表面反应生成碳酸钙沉淀。

阴极表面沉积的碳酸钙可通过物理手段定期回收，达到资源化利用的目的。

该方法为能够有效去除卤水中钙离子并回收具有纳米结构、不同晶型的碳酸钙的电化学方法，相较于传统的药剂法减少了盐渣的生成量，回收了具有纳米结构的高附加值碳酸钙产品，实现了废弃物的资源化利用。

权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 111924938 A 2020.11.13C N 111924938A1.一种去除卤水中钙离子并回收碳酸钙的电化学方法，其特征在于，将卤水置于电解池中，在电解池中加入碳酸氢钠；所述电解池的阴极材料为钛金属或不锈钢，阳极为表面涂覆有金属氧化物的钛阳极；通过电解反应，去除卤水中的钙离子。

2.根据权利要求1所述的去除卤水中钙离子并回收碳酸钙的电化学方法，其特征在于，所述碳酸氢钠的浓度为1-8g/L。

3.根据权利要求1所述的去除卤水中钙离子并回收碳酸钙的电化学方法，其特征在于，钙离子的浓度为0.50-5.5g/L。

高温高压下碳酸钙的溶解度及朝阳沟注水油田低渗透储层结垢问题赵子刚;徐启;史连杰;汤文玲【期刊名称】《油田化学》【年(卷),期】2003(20)1【摘要】大庆朝阳沟低渗透水驱油田一些注水井注水压力不断上升,采油井井底结垢,垢样含63.4%CaCO3、22.0%Fe2O3、14.6%有机物及其他。

讨论了生成CaCO3垢的基本化学反应。

实验测定并发表了温度分别为25、50、75、90℃±0.1℃,压力分别为0.1、9、19、29MPa(测量误差±5%,0.1MPa时除外)时,CaCO3在蒸馏水中的溶解度数据(单位mg/L)。

概括性地讨论了相同离子和盐对CaCO3溶解度的影响。

基于测得的溶解度数据及注入水、地层水矿化离子种类和含量,认为在朝阳沟油田,注水井井底温度25℃、压力约19MPa(注水压力9MPa),只要严格控制注入水的离子种类和含量,一般不会产生CaCO3结垢;采油井井底温度约45℃,压力≤0.2MPa,易产生CaCO3结垢。

图2表1参2。

【总页数】3页(P4-6)【关键词】碳酸钙;溶解度;高温高压条件;结垢;注水油藏;大庆朝阳沟油田【作者】赵子刚;徐启;史连杰;汤文玲【作者单位】大庆石油学院石油工程系;中国石油大庆油田公司采油十厂;中国石油吉林油田分公司勘探开发研究院【正文语种】中文【中图分类】TE358.5【相关文献】1.朝阳沟油田低渗透储层综合定量评价 [J], 张持坤2.文留油田储层碳酸钙结垢趋势预测 [J], 郑勇;张荣;孙建华;曹莘;邢淑玉3.岐口18-1油田沙河街组储层结垢机理及对注水开发影响研究 [J], 沈建军;唐洪明;王翼君;龚小平;于皓4.低渗透油田高含水期储层物性特征及主控因素r—以安塞油田延长组长61储层为例 [J], 闵亮;金立堂;蔡庆;孙海洋;王岚5.低渗透砂岩储层微观孔隙结构对注水开发的影响——以丘陵油田三间房组储层为例 [J], 董凤娟;孙卫;陈文武;姚江荣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

一、选择题（共 50 题，每题 1.0 分）：【1】循环冷却水系统的凝汽器铜管中碳酸钙易结垢的部位是（）。

A．人口段B．中间段C．出口段D．中间段和出口段【2】-张软盘或优盘上原存的有效信息在哪种情况下会丢失？（）。

A．通过海关放射线监视仪B．放置半年未用C．放强磁场附近D．放在-10℃的库房中【3】滴定分析中，选择混合指示剂是为了使变色域（）。

A．变宽B．明显C．变窄D．不发生变化【4】冷却水防垢处理通常采用（）。

A．除盐处理B．水质稳定处理C．除浊处理D．化学清洗【5】由于"反事故措施不落实"而造成事故的，究其责任原因应确定为（）责任。

A．车间B．事故引发人C．个人D．领导【6】知用草酸钠标定高锰酸钾溶液时，温度要控制在70~80℃，若高于90℃,则使标定结果（）。

A．偏高B．偏低C．无影响D．无法确定【7】垢样呈赤色，可判断其主要成分为（）。

A．Fe2〇3B．CaS04C．MgS04D．CuO【8】测定水样中的钠离子含量时，水样必须用（）容器盛放。

A．钠玻璃B．铸玻璃C．塑料D．瓷【9】硅标准溶液应储存在（）。

A．白色磨口玻璃瓶B．棕色磨口玻璃瓶C．聚乙烯塑料桶D．任何容器【10】混床再生之后，充入压缩空气的作用是（）。

A．擦洗树脂B．顶压C．混合阴阳树脂D．排气【11】通常，硅酸在（）中的含量相对较多。

A．河水B．湖水C．井水D．海水【12】电位分析法测定时，在?=±SPx中消除温度对的影响，在仪表中是通过（）来实现的。

A．定位调节B．温度补偿C．等电势调节D．斜率补偿【13】现场如果发现油燃烧起火，最好的灭火工具是（）。

A．水B．砂子C．干粉灭火器D．泡沫灭火器【14】炉水是在（）中被加热变成饱和蒸汽的。

A．汽包B．过热器C．水冷壁管D．凝汽器。

'【15】按《电业生产事故调查规程》，锅炉给水pH值或溶氧不合格时间超过（）h，即为障碍。

A．6B．8C．4D．10【16】绝对压力p与表压力Pe、环境压力Pamb的关系是（）。

本科毕业论文井矿盐釆卤管道硫酸盐结垢形成的影响因素研究学生姓名：王兆成学号：10037229专业班级：材料化学11-1班指导教师：袁存光2015年 6月20日井矿盐釆卤管道硫酸盐结垢形成的影响因素摘要本文针对中石化江汉油田分公司盐化工总厂的“黄盐平1-王东12-13水平对接井”采卤管道的结垢中各种构晶离子和物质特点，系统研究了管道的结垢趋势，为其管道的清、防垢技术提供技术基础依据。

采用XRD等现代仪器对垢样进行了分析，得出结垢的主要成分为碳酸盐、食盐、硫酸盐和硅酸盐的混和沉淀。

用Skillman热力学溶解度法对该水质特征的硫酸钙结构趋势建立了预测模型，并对该水样的硫酸钙垢进行结垢了趋势预测，计算得出该卤水具有结垢的趋势。

分别用Langlier饱和指数(SI)法和Ryznar稳定指数(RI)法对碳酸钙结垢趋势进行了预测，结果显示部分注水样品具有碳酸盐结垢趋势。

针对管道中水质的成分和硫酸盐型垢的生产实际，模拟实验研究了温度变化对纯水中、高矿化度条件下的硫酸钙溶解度影响规律的理论问题。

并据此判断出水样中硫酸钙溶解度随温度变化的影响不是主要因素，卤水水体的盐效应和盐析效应是形成硫酸盐垢的主要影响因素。

针对王东12-13卤水可用实际样品研究获得的K sp(CaSO4)最小值（~1.5×10-3）对采卤管道的CaSO4结垢趋势进行预测及阻垢技术研究。

关键词：硫酸盐；结垢趋势预测；溶解度；阻垢Effect of mineral salt brine pipeline sulfate scale formation selection factors and scale inhibitorAbstractThis paper for Sinopec Jianghan Oilfield Branch of salt and Chemical General Factory "Huangyan Ping 1 Wang Dong 12-13 level butted wells" mining brine pipeline scaling in various constitutive crystal ion and material characteristics, systematically studied pipeline scaling tendency, to provide the technical basis for the pipeline cleaning, anti scaling technology.Using XRD and other modern instruments, the scale samples were analyzed, and the main components of scaling were mixed precipitation of carbonate, salt, sulfate and silicate.Herman and S. Skillman thermodynamics solubility method on the water quality characteristics of calcium sulfate structure trend established prediction model, and the water of calcium sulfate scale of scaling trend prediction, calculated the brine with scaling trend. The fouling trend of calcium carbonate was predicted by Langlier saturation index (SI) and Ryznar stability index (RI), and the results show that the partial water injection sample has the carbonate fouling trend..keywords：sulfate；Scaling trend forecast；solubility；scale inhibition目录第1章前言 (1)1.1 选题背景及意义 (1)1.2 国内外研究概况 (1)1.2.1 管道除垢研究概况 (1)1.2.2 化学除垢常用的阻垢剂研究现状 (2)1.2.3 阻垢剂的阻垢机理 (3)1.3 有关硫盐垢的结垢趋势预测方法研究 (4)1.3.1 Skillman热力学溶解度法预测硫酸钙 (4)1.3.2 Oddo-Tomson[11]饱和指数法 (4)1.3.3 Jacques[12]等的预测方法 (5)1.4 影响管道结垢的因素 (5)1.4.1 温度对结垢的影响 (5)1.4.2 压力对结垢的影响 (5)1.4.3 pH值的影响 (5)1.4.4 结垢沉积的器壁表面状况的影响 (5)1.4.5 盐效应 (6)1.5 评定阻垢剂性能的方法 (6)1.5.1 静态试验法 (6)1.5.2 动态试验法 (6)1.6 本文研究的主要内容 (6)1.6.1 结垢趋势预测 (6)1.7 本文研究工作与前人不同之处 (6)第2章实验试剂及仪器 (8)2.1 主要仪器 (8)2.2 主要试剂 (8)2.2.1 实验原料 (8)2.2.2 主要化学试剂 (8)2.2.3 主要试剂配制 (9)第3章实验部分 (11)3.1 垢样分析 (11)3.2水样分析 (11)3.2.1 化学分析法 (11)3.2.2 仪器分析法 (12)3.3碳酸钙、硫酸钙结晶-溶解平衡的溶度积测定实验方法 (12)3.3.1 Ksp(CaCO3)的测定方法 (12)3.3.2 Ksp(CaSO4)的测定方法 (13)3.4 影响CaSO4溶解度因素研究实验方法 (13)3.4.1 恒温试验操作 (13)3.4.3 温度对CaSO4溶解度影响实验方法 (14)3.5 实际卤水样品的CaSO4溶解度变化规律实验方法 (14)3.5.1 恒温操作试验方法 (14)3.5.2 恒温条件下的K sp(CaSO4)值测定方法 (14)3.6 注水和回卤管道结垢的工艺参数确定方法 (15)第4章结果与讨论 (16)4.1 垢样的成分分析 (16)4.1.1 注水管道垢样成分分析 (16)4.1.2 垢碎片样品成分分析 (18)4.2卤水样品的成份分析 (19)4.3 注水和输卤管道结垢趋势的预测模型 (21)4.4 深井盐卤介质及条件对CaSO4溶解度影响的因素 (24)4.4.1 盐效应 (24)4.4.2温度对硫酸钙溶解度的影响 (27)4.4.3 江汉油田盐化工厂采集水样中硫酸钙溶解度随温度变化的规律 (29)第5章结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第1章前言1.1选题背景及意义管道结垢一直是很多工业实际应用中客观存在的严重问题。

工业管道硫酸钙的结垢去除问题
李建雄
【期刊名称】《阴山学刊：自然科学版》
【年(卷),期】2013(027)003
【摘要】针对工业管道使用过程中，经常产生CaSO4沉淀后的结垢问题，提出了两种溶解CaSO4的方法。

采用NH4HCO3物相转化后，再用HCI溶解，可以有效地提高CaSO4垢的溶解能力。

在一定实验条件下，当结垢厚度小于5ram时，85％以上的CaSO4可进行转化，使CaSO4总溶解率可达90％以上。

另外在一定条件下，能与Ca2＋离子络合生成较稳定络合物的有机络合剂，对CaSO4也有一定的溶解能力。

【总页数】2页(P89-90)
【作者】李建雄
【作者单位】包头师范学院继续教育学院,内蒙古包头014030
【正文语种】中文
【中图分类】TU81
【相关文献】
1.氧化铝工业管道及压力容器内部结疤结垢的清理
2.磷矿浮选废水结垢物硫酸钙与阻垢剂作用机理研究
3.硫酸钙型卤水连续结垢实验及清洗工艺研究
4.石膏型卤水换热器中硫酸钙结垢规律研究
5.换热面材质对硫酸钙结垢形态的影响试验研究
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油田采出水中成垢物质CaSO42H2O、CaCO3的溶解度曹宗仑;陈进富;刘亚;罗平凯;张颖;卢春喜
【期刊名称】《石油与天然气化工》
【年(卷),期】2006(035)006
【摘要】CaSO4·2H2O、CaCO3是油田采出水中的主要成垢物质,但对高矿化度油田采出水还缺乏以上两种物质的溶解度基础数据,影响了油田采出水结垢预测的准确性.实验测定了油田采出水常见成分NaCl、KCl、Mg2+等浓度变化对CaSO4·2H2O和CaCO3(方解石态)溶解度的影响,总结了其对CaSO4·2H2O和CaCO3(方解石态)溶解度的影响规律.以期为预测CaSO4·2H2O和CaCO3(方解石态)在油田采出水中的溶解度和探索高矿化度油田采出水成垢机理提供基础数据.【总页数】4页(P473-476)
【作者】曹宗仑;陈进富;刘亚;罗平凯;张颖;卢春喜
【作者单位】中国石油大学化工学院;中国石油大学化工学院;中国石油大学化工学院;中国石油大学化工学院;中国石油大学化工学院;中国石油大学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TE3
【相关文献】
1.油田采出水中CaSO4·2H2O溶解度预测 [J], 曹宗仑;陈进富;刘亚;张颖;罗平凯;卢春喜
2.成垢离子对油田采出水水质稳定程度影响研究 [J],
3.高含钡锶离子采出水成垢趋势分析方法研究——以耿83区刘六增压站采出水为例 [J], 杨欢;苑慧莹;王尚卫;罗跃;郑苗
4.油田采出水中CaCO3成垢影响因素试验 [J], 余宏伟
5.CaCO3和CaSO4·2H2O共同作用下Ca2+对C3A水化浆体固化氯离子性能的影响 [J], 郭明磊; 肖佳; 王佳雷
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江苏油田卤水输送管道中硫酸钙结垢趋势预测袁存光;唐仕明;于剑峰;刘树文;郑秋花【摘要】采用Oddo-Tomson饱和指数法考察含硫酸盐的卤水输送管道的硫酸钙结垢趋势,并确定判断方法；根据江苏油田输卤管道的结垢样品分析结果和输卤的温度、压力等条件,确定江苏油田淮安首站输卤管道卤水中硫酸钙的结垢趋势的应用方程,并对其硫酸钙的结垢趋势进行预测.预测结果与现场采集的结垢样品的分析结果基本一致.%The CaSO4 scaling trend prediction and judgment method in the brine suifate-bearing pipeline were studied and established with Oddo-Tomson's saturation index method. The applied equations on scaling prediction in the brine pipeline a-bout Huaian Lose Halogen Stand were determined based on the analysis results of scaling samples and the conditions of temperature , pressure in Jiangsu Oilfield lose water piping brine. The prediction results of scaling trend for sulfate in brine in the pipeline of Jianghan Oilfield were obtained, and which agree with the analysis results of the scaling samples collected at production site.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(035)004【总页数】3页(P154-156)【关键词】硫酸钙;卤水;结垢趋势;预测;输卤管道【作者】袁存光;唐仕明;于剑峰;刘树文;郑秋花【作者单位】中国石油大学理学院,山东青岛266555;中国石油大学理学院,山东青岛266555;中国石油大学理学院,山东青岛266555;中国石油大学理学院,山东青岛266555;中国石油大学理学院,山东青岛266555【正文语种】中文【中图分类】TE357.46江苏油田从淮安首站矿盐井采出的卤水，通过约173 km内衬环氧涂料的金属长输管道向连云港氨碱法制碱企业远距离输送。

添加剂对碳酸钙溶解度和浆液pH值的影响研究摘要：本实验考察了无机盐添加剂、有机酸添加剂和复合添加剂对碳酸钙溶解度和对浆液ph值缓冲性能的影响。

结果表明：添加剂可以促进碳酸钙的溶解，不同添加剂作用程度不同，其中有机添加剂的效果最显著，复合添加剂效果略差，无机添加剂效果较不理想。

复合添加剂成分间无明显的协同作用，不同复合比例对caco3溶解度的影响不同。

有机酸对浆液ph值有一定缓冲作用。

关键词：湿法烟气脱硫添加剂碳酸钙溶解度一、前言我国能源消耗目前仍以煤为主，是世界上由煤炭燃烧产生的so2排放最多的国家之一。

因此控制燃煤so2的排放就成为我国目前大气污染控制领域最紧迫的任务之一[1]。

烟气脱硫（fgd）是目前唯一大规模商业化应用的脱硫方法，是so2减排及控制酸雨污染最主要的技术手段。

但fgd装置投资和运行费用相当高，导致火电厂经济效益明显下降，因而提高fgd装置脱硫效率及其经济性是目前火电厂脱硫工作面临的首要问题。

使用添加剂提高脱硫效率具有不需附加装置，操作简单、投资小、价格低廉、对fgd装置操作影响小等优点，是提高fgd装置脱硫效率简单、有效的方法，已成为fgd 应用研究的热点[2]。

用于石灰石法的脱硫添加剂主要分为无机添加剂和有机添加剂两大类。

无机盐添加剂主要包括钠盐、铵盐、镁化合物等，有机物添加剂又被称为缓冲添加剂，多为有机酸[3]。

本实验选用几种无机添加剂、有机添加剂及复合添加剂开展实验研究，探讨各添加剂对碳酸钙溶解度和碳酸钙浆液ph值缓冲性能的影响规律，为实现工业规模的应用提供实验依据与指导。

二、实验部分1.主要实验仪器794型全自动电位滴定仪，ics-2500型离子色谱仪，电子天平，磁力搅拌仪，烧杯，量筒等。

2.添加剂选用本实验选取无机盐添加剂7种，分别为：硫酸镁、氧化镁、氢氧化镁、氯化镁、硫酸钠、硝酸钠、氯化钠；有机酸添加剂5种，为：酒石酸、苯甲酸、酸a、酸b、酸c。

2.实验方法实验选取溶解度和对ph值的缓冲能力作为考察添加剂性能的指标。