CC BY
1
ОЧИСТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ВОД ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ЗАВОДА
Хурмаматов Абдугаффор Мирзабдуллаевич
д-р техн. наук, проф., Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected]
Мирзаев Жавохир Кобилжонович
докторант
Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: _ [email protected]
Хаметов Замирбек Мухторович
доцент,
Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected]
Алимов Нуриддин Парохитдинович
докторант,
Наманганский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Наманган E-mail: [email protected]
TREATMENT OF PROCESS WATER FROM A GAS PROCESSING PLANT
Abdugaffor Khurmamatov
Doctor of technical sciences, professor, Institute of General and Inorganic Chemistry of the AS R Uz,
Uzbekistan, Tashkent
Javohir Mirzayev
Basic doctor student, Institute of General and Inorganic Chemistry A S RUz,
Uzbekistan, Tashkent
Zamirbek Hametov
PhD of technical sciences, docent, Fergana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Fergana
Nuriddin Alimov
Doctoral student Namangan Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Namangan
АННОТАЦИЯ
В статье приведены результаты анализа технических вод газоперерабатывающего завода, анионный состав технической воды газоперерабатывающего завода, а также приведены результаты снижения жесткости технических вод. Проводились анализы по определению жесткости технической воды образуемой из «Муборакский» ГХК. Методом титрования т.е. при помощи химикатов Трилона Б, аммиака 25% водного и метилоранжа провели анализ по определению жесткости технической воды «Муборакский» ГПЗ.
ABSTRACT
The article presents the results of the analysis of technical waters of a gas processing plant, reducing the hardness of technical waters. Analyzes were carried out to determine the hardness of process water generated from the Muborak Gas Chemical Complex. By titration method i.e. Using the chemicals Trilon B, ammonia 25% water and methyl orange, an analysis was carried out to determine the hardness of the technical water of the Muborak Gas Processing Plant.
Библиографическое описание: ОЧИСТКА ТЕХНИЧЕСКИХ ВОД ГАЗОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО ЗАВОДА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Мирзаев Ж.К. [и др.]. 2024. 12(129). URL:
https://7universum.com/ru/tech/archive/item/18852
Ключевые слова: жесткость, ион, техническая вода, гидроочистка, реагент, гидрокарбонат, кальций. Keywords: hardness, process water, hydrotreating, reagent, bicarbonate, calcium.
При очистке воды от коллоидных частиц иногда приходится применять сложные методы. Выбор метода зависит от состояния частицы - коллоидного, молекулярного или диссоциированного иона. Для удаления коллоидных частиц применяют следующие физико-химические методы - флотацию, коагуляцию и флокуляцию, для устранения кинетической устойчивости коллоидных частиц. Для удаления растворенных частиц также применяют физико-химические методы. Для очистки от частиц в молекулярном состоянии применяют различные адсорбенты, сорбенты, аэрационно-десорбционный, экстракционный, дистилляционный и мембранный методы. Ионный обмен, обратный (обратный) осмос и магнитная обработка воды эффективны для удаления ионов из диссоциированных веществ [1].
Понятием жесткость обычно пользуются при характеристике пресных вод. Первоначально под жесткостью понимали способность воды осаживать мыло. В этом процессе обычно участвуют ионы кальция и магния. Ионы алюминия, железа, марганца, стронция, цинка и другие поливалентные ионы, а также ионы водорода тоже могут осаждать входящие в состав мыла компоненты. Различают временную (карбонатную) жёсткость, обусловленную гидрокарбонатами кальция и магния, и постоянную (некарбонатную) жёсткость, вызванную присутствием других солей, не выделяющихся при кипячении воды: в основном, сульфатов и хлоридов кальция и магния. Жёсткая вода при умывании сушит кожу. Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т.п. В то же время использование слишком мягкой воды может приводить к коррозии труб, так как в этом случае отсутствует кислотно-щелочная буферность. которую обеспечивает гидрокарбонатная (временная) жёсткость. Вкус природной питьевой воды, например воды родников, обусловлен именно присутствием и соотношением содержания различных солей жёсткости. В России жесткость воды измеряют в градусах жесткости, но она так же может быть выражена в объемной доле или массовым числом [2].
Газоперерабатывающие предприятия отличаются разнообразием химического состава и физических свойств промышленных сточных вод. Вода газоперерабатывающих заводов, содержащая сероводород, является наиболее токсичной. Наряду с газом и углеводородным конденсатом на заводы поступает определенная часть минерализованной пластовой воды, не извлекаемой из продукции газовых месторождений. В результате растительная вода имеет повышенное содержание солей и дополнительно загрязнена широким спектром минеральных и органических реагентов, используемых в технологии газопереработки. Такие воды также не поддаются эффективной очистке и должны быть захоронены под землей [3].
Наличие в воде механических примесей мелкого песка, глинистых, иловых взвесей, частиц гидроочистки металлов, органических соединений, вызывают повышенную мутность и цветность воды. Это является причиной поломок запорной арматуры, насосов и неприемлемо для большинства технологических процессов. Поэтому удаление таких загрязнителей это первостепенная задача в очистке воды [4].
При механической очистке сточных вод отфильтровываются твёрдые элементы, растительные включения. Удаляются жиры и масла, нефтепродукты. В процессе удаления загрязнений образуется две фракции. Первая — жидкая, очищенная. Вторая — осадок из органических отходов, мелкодисперсных компонентов (жир, масло, нефть). Лучше механической очисткой удаляются крупные отходы, состоящие из взвешенных загрязнений — камней, песка и их производных. Некоторые вещества, получаемые при отделении остатка можно повторно использовать в различных сферах промышленности. Очищенная же таким образом вода считается технической и тоже находит применение в производственной деятельности. Подобное рациональное использование ресурсов позволяет поддерживать экологический баланс, снижая негативное влияние хозяйственной деятельности человека на окружающую среду [5].
Жесткость - параметр качества воды. Жесткость воды - одна из качественных характеристик воды, которое обуславливается наличием в воде солей двух щелочноземельных металлов - кальция и магния. Жесткость имеет значение для оценки качества любой используемой воды технической, питьевой и воды используемой для нужд промышленных предприятий с заданными характеристиками. Общая жесткость воды определяется суммой временной и постоянной жесткостью. Постоянная жесткость воды - кальциевые и магниевые соли соляной, серой азотной кислот т.е. сильных кислот. Такие соли жесткости в воде при кипячении не выпадают в осадок и не кристаллизуются в виде накипи. Временная жесткость воды- показатель наличия в воде карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния, которые при кипячении и показателях рН больше 8.3, практически полностью выпадают в хлопьевидный осадок, кристаллизуется в виде накипи или образуют пленку на поверхности воды [6].
Коагуляция - метод очистки воды путем сцепления загрязняющих дисперсных веществ для последующего удаления механическим методом, фильтрацией. Объединение загрязняющих частиц происходит благодаря введению коагулирующих реагентов, создающих условия для простейшего устранения связанных загрязнителей из очищаемой воды [7].
Согласно методом определения жесткости воды по гидрохимии считается: 0-4 мл экв/л мягкая вода; 4-8 мл экв/л средней жесткости вода; 8-12 мл экв/л жесткая вода; больше 12 мл экв/л очень жесткая вода.
Это касается оценки общей минерализации воды, но для питьевой воды предельно допустимые концентрации 0-7 мл экв/л. [8].
Для определения элементного состава технических вод образуемой из технологических процессов
газоперерабатывающих заводов проведена серия опытов, эксперименты осуществлены с помощью прибора 1СРЕ-9000 Shimadzu, Япония. Результаты анализа приведены в табл. 1.
Таблица 1.
Результаты анализа технических вод газоперерабатывающего завода
(ICPE-9000 Shimadzu)
Название элемента Содержание, мг/л Название элемента Содержание, мг/л Название элемента Содержание, мг/л
А1 0,923 Сг 0,0461 Мп 0,0575
АЭ 0,0870 Си <0,003 Мо 0,0170
Ва 0,0874 Бе 4,72 № 248
В1 <0,003 1п 0,216 N1 0,148
Са 11,7 К 36,1 РЬ 0,473
са 0,0621 Ы 0,205 8Ь 0,233
Со 0,0556 Мм 24,6 8г 0,350
Т1 <0,003 гп 0,0945
Из табл. 1 видно, что в составе технических вод содержание А1- 0.923 мг/л, ^-0.0870 мг/л, Ва-0.0874 мг/л, £/<0,003 мг/л, Са-11.7 мг/л, Са-0.0621 мг/л, Со-0.0556 мг/л, 77<0,003 мг/л, Сг-0.0461 мг/л, Си-<0,003 мг/л, Ре-4.72 мг/л, 1п-0.216 мг/л, К-36.1 мг/л, ¿1-0.205 мг/л, М^-24.6 мг/л, Ип-0.0945 мг/л, Мп-0.0575 мг/л, Мо-0.0170 мг/л, Жа-248 мг/л, Ж 0.148 мг/л, РЬ- 0.473 мг/л, БЬ-0.233 мг/л, 5Т-0.350 мг/л, самый большой показатель Жа - 248 мг/л и т.д. это
объясняется тем, что очистка таких технических вод требует несколько этапов и большую сумму.
Для уменьшения жесткости технических вод, должен Проведены серии опытов для определения элементного состава технических вод образуемой из технологических процессов газоперерабатывающих заводов проведена, эксперименты осуществлены с помощью прибора 1СРЕ-9000 Shimadzu, Япония. Результаты анализа приведены в табл. 2.
Таблица 2.
Анионный состав технической воды газоперерабатывающего завода
(ICPE-9000 Shimadzu)
Анионы Количество в 1 литре
мг/л мг-экв/л %-экв/л
С1- 186 5,25 15
8042- 1198 24,96 73
N02 - <0,01 - -
Ш3- 4 0,06 -
СО32- отсутствует
НСО3- 244 400 12
Общий 34,27 100
Исходя из данных, приведенных в вышеуказанной таблице, установлено, что в 1 литре технической воды, поступающей из Шуртанского газохимического комплекса, содержится 186 мг/л ионов С1-, 1198 мг/л ионов SO42-, 4 мг/л ионов N03^ 0,01 мг/л ионов N0^. Также выявлено отсутствие ионов С032-и наличие ионов НС03- в количестве 244 мг/л.
С целью определения жесткости технических вод проведены ряд экспериментов, сначала проводились
анализы по определению жесткости технической воды образуемой из «Муборак» ГХК. Методом титрования т.е. при помощи химикатов Трилона Б, аммиака 25% водного и метилоранжа провели анализ по определению жесткости технической воды «Муборак» ГПЗ.
Для снижения жесткости технических вод использовано ряд химических реагентов в лабораторных условиях, например один из них Са(ОИ)2. Исходная жесткость технической воды - 13,6 мг-экв/л.
Таблица 3.
Результаты снижения жесткости технических вод
№ Названия реагента Концентрация реагента, % Жесткость воды, мг-экв/л
1 Ca(OH)2 0,01 % 9
2 Ca(OH)2 0,02 % 9
3 Ca(OH)2 0,03 % 10
4 Ca(OH)2 0,05 % 17
5 Ca(OH)2 0,07 % 17
6 Ca(OH)2 0,08 % 18
Из табл. 3 видно, что с увеличением процентное соотношение кальция гидроксида (Са(0И)2) от 0,01% до 0,08 % жесткость воды увеличивается от 9 мг-экв/л до 18 мг-экв/л за счет кальция. Это объясняется тем,
что жесткость воды увеличивается за счет Са. По ходу оптов для снижения жесткости технических вод использован реагент ЫаЕ.
Таблица 4.
Результаты снижения жесткости технических вод
№ Названия реагента Концентрация реагента, % Жесткость воды, мг-экв/л
1 NaF 0,01 1
2 NaF 0,02 1
3 NaF 0,03 1
4 NaF 0,04 1
5 NaF 0,05 1
6 NaF 0,06 1
7 NaF 0,07 1
8 NaF 0,08 1
9 NaF 0,09 1
Из табл. 4 видно, что с реагентом натрий фто- Эксперименты также проведены реагентом натрия
ристый техническая вода приобрела постоянную фосфата и полиакриламида (ПАА).
мягкость.
Таблица 5.
Результаты снижения жесткости технической воды
Na3PO4+(- CH2CHCONH2)„, % Количество Са,мг*экв/л Жесткость, мг*экв/л Гидрокарбонат, % Содержание серы, %
0,15 - 12 - -
1,5 - 4 - -
Из табл. 5 видно что, жесткость технической воды снижался от 13,56 мг-экв/л до 12 мг-экв/л при соотношении реагента ЫаР04+(-СИ2СИС0ЫИ2-)п 0,15 %, если этот показатель увеличивается до 1,5 жесткость воды снижается до 4 мг-экв/л. Кальций, гидрокарбонаты и серы отсутствуют.
Таким образом, проведенные экспериментальные исследования по определению элементного состава технических вод газоперерабатывающего завода,
свидетельствуют о том, что в ее составе много элементов в периодической системе, т.е. содержание А1 0,923 мг/л, As 0,0870 мг/л, Ва 0,0874 мг/л, В1 0,003 мг/л и т.д., самая большая концентрация Ыа 248 мг/л, это объясняется тем, что очистка таких технических вод требует несколько этапов и большую сумму. Кроме того, для снижения жесткости технических вод соотношения подходящего реагента от 0,003 до 0,009 мг-экв/л показатель по снижению твердости составляло от 0,15 мг-экв/л до 0,63 мг-экв/л.
Список литературы:
1. 0qova_suvlarini_tozalash_texnalogiyasi_Turobjonov_Tursunov_2011 54-55 bet.
2. Физико-химические процессы для контроля качества воды. Weber, Walter J., . John Wiley & Sons (1972). ISBN 0-471-92435-0.
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
3. А.М. Хурмаматов, О.Т. Маллабаев, О.К. Эргашев. Результаты снижения твердости циркуляционных вод нефтеперерабатывающего завода// Наманган му^андислик- технология института «Илмий-техника» журнали. ISSN 2181-8622, ТОМ 4 - Махсус сон №3, 67-71 б.
4. А.М. Хурмаматов, О.Т. Маллабаев, О.К. Эргашев. Перспективы и состояние процесса очистки и смягчения циркуляционных технических вод// Наманган му^андислик- технология институти «Илмий-техника» журнали. ISSN 2181-8622, -2020. ТОМ 5. №2, 105- 118 б.
5. А.М. Хурмаматов, О.Т. Маллабаев, О.К. Эргашев. Определение коллоидных свойств механических примесей технических вод// Научный Журнал «Universum». - Москва, 2020 №7. -С. 58-62.
6. А.М. Xurmamatov, O.K. Ergashev, О.Т. Mallabayev. Research Results of Softening and Reducing the Rigidity of Technical Waters // International Journal of Future Generation Communication and Networking. ISSN: 2233-7857. Vol. 13, №3, (2020), pp. 3953-3960.
7. Артеменко С.Е., Кардаш М.М. Очистка промышленных стоков от поверхностно-активных веществ гибридными ионообменными композиционными материалами. // Хим. волокна . - 1997. - № 4. - С. 38 - 40.
8. Чебакова И.Б. Очистка сточных вод/ Учебн. Пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001.
9. Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2013, № 1 (1), с. 109-111
10. Хурмаматов А.М.. Совершенствование процесса глубокой очистки нефтегазоконденсатного сырья от механических примесей. Дисс.. ..докт. техн. наук. -Ташкент, 2018. 184 с. -С. 65-66.
