Спосіб видалення металевого відкладення, що містить сполуки металів, з поверхні

Номер патенту: 92607

Опубліковано: 25.11.2010

Автор: Кітч Річард

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб видалення металевого відкладення, що містить сполуки металів, з поверхні та регенерації розчиняючого розчину, у якому:

приводять у контакт поверхню з первинним водним розчином, який містить хелатоутворюючий агент;

розчиняють хелатоутворюючим агентом принаймні частину металевого відкладення;

підкислюють розчин для одержання осаду хелатоутворюючого агента та осаду металу з металевого відкладення;

відокремлюють осад хелатоутворюючого агента та осад металу від первинного розчину;

вибірково розчиняють осаджений хелатоутворюючий агент у вторинному водному розчині;

видаляють осаджений метал з вторинного розчину.

2. Спосіб за п. 1, у якому первинний водний розчин додатково містить конвертуючий агент, що сприяє розчиненню металевого відкладення та утворенню комплексу хелатоутворюючий агент-метал.

3. Спосіб за п. 1, у якому вибіркове розчинення включає підвищення рівня рН вторинного розчину до приблизно 5-7 для одержання розчинної солі хелатоутворюючого агента.

4. Спосіб за п. 1, у якому додатково проводять підвищення рівня рН вторинного розчину до приблизно 9-14.

5. Спосіб за п. 4, у якому додатково приводять контакт поверхні, вкритої відкладенням, з розчином, одержаним після вибіркового розчинення осадженого хелатоутворюючого агента у вторинному водному розчині.

6. Спосіб за п. 2, у якому після  вибіркового розчинення осадженого хелатоутворюючого агента у вторинному водному розчині та видалення осадженого металу, розчин містить, головним чином, воду, конвертуючий агент та хелатоутворюючий агент.

7. Спосіб за п. 1, у якому вибіркове розчинення включає додавання розчину карбонату калію до відокремлених осадів.

8. Спосіб за п. 2, у якому первинний водний розчин містить як хелатоутворюючий агент принаймні один з EDTA, DTPA та NTA та карбонатну сіль.

9. Спосіб за п. 1, у якому підкислення включає додавання до розчину хлористоводневої кислоти.

10. Спосіб за п. 1, у якому підкислення включає підкислення розчину до рівня рН, меншого ніж приблизно 1.

11. Спосіб за п. 1, у якому металеві відкладення включають принаймні одну з солей, до яких належать сульфат барію, сульфат стронцію та сульфат радію.

12. Спосіб за п. 1, у якому додатково забезпечують джерело аніонів в первинному розчині після розчинення металевого відкладення, причому після додавання до первинного розчину аніони утворюють осад нерозчинної солі металу розчиненого металевого відкладення.

13. Спосіб видалення металевого відкладення, що містить сполуки металу, з поверхні та регенерації розчинюючого розчину, у якому:

приводять в контакт поверхню з первинним водним розчином, який містить EDTA і карбонат калію;

розчиняють принаймні частину відкладення за допомогою EDTA, причому відкладення включає принаймні одну з сполук, до яких належать cульфат барію, cульфат стронцію та сульфат радію;

підкислюють первинний розчин для одержання осаду EDTA та осаду нерозчинної солі принаймні одного металу з групи барію, стронцію, радію;

відокремлюють осаджену EDTA та осаджену нерозчинну сіль принаймні одного з вищевказаних металів з первинного розчину;

вибіркове розчинення осадженої EDTA у вторинному водному розчині;

видалення осадженої нерозчинної солі принаймні одного з вищевказаних металів з вторинного розчину.

14. Спосіб за п. 13, у якому підкислення включає додавання хлористоводневої кислоти до первинного розчину.

15. Спосіб за п. 13, у якому підкислення включає підкислення первинного розчину до рівня рН, меншого ніж приблизно 1.

16. Спосіб за п. 13, у якому додатково забезпечують джерело іонів сульфату для первинного розчину після розчинення  металевого відкладення.

17. Спосіб за п. 13, у якому вибіркове розчинення включає підвищення рівня рН вторинного розчину до приблизно 5-7 для утворення розчинної солі EDTA.

18. Спосіб за п. 13, у якому додатково підвищують рівень рН вторинного розчину вибірково розчиненої EDTA до приблизно 9-14.

19. Спосіб за п. 18, у якому додатково приводять контакт поверхні, вкритої відкладенням, з розчином, одержаним після вибіркового розчинення осадженого EDTA у вторинному водному розчині.

20. Спосіб за п. 13, у якому після вибіркового розчинення осадженого EDTA у вторинному водному розчині та видалення осадженої нерозчинної солі принаймні одного з металів, до яких належить барій, стронцій та радій, розчин містить, головним чином, воду, конвертуючий агент та EDTA.

21. Спосіб за п. 13, у якому вибіркове розчинення включає додавання розчину карбонату калію до відокремлених осадів.

Текст

1. Спосіб видалення металевого відкладення, що містить сполуки металів, з поверхні та регенерації розчиняючого розчину, у якому: приводять у контакт поверхню з первинним водним розчином, який містить хелатоутворюючий агент; розчиняють хелатоутворюючим агентом принаймні частину металевого відкладення; підкислюють розчин для одержання осаду хелатоутворюючого агента та осаду металу з металевого відкладення; відокремлюють осад хелатоутворюючого агента та осад металу від первинного розчину; вибірково розчиняють осаджений хелатоутворюючий агент у вторинному водному розчині; видаляють осаджений метал з вторинного розчину. 2. Спосіб за п. 1, у якому первинний водний розчин додатково містить конвертуючий агент, що сприяє розчиненню металевого відкладення та утворенню комплексу хелатоутворюючий агент-метал. 3. Спосіб за п. 1, у якому вибіркове розчинення включає підвищення рівня рН вторинного розчину до приблизно 5-7 для одержання розчинної солі хелатоутворюючого агента. 4. Спосіб за п. 1, у якому додатково проводять підвищення рівня рН вторинного розчину до приблизно 9-14. 5. Спосіб за п. 4, у якому додатково приводять контакт поверхні, вкритої відкладенням, з розчином, одержаним після вибіркового розчинення 2 (19) 1 3 92607 4 вибіркове розчинення осадженої EDTA у вторинному водному розчині; видалення осадженої нерозчинної солі принаймні одного з вищевказаних металів з вторинного розчину. 14. Спосіб за п. 13, у якому підкислення включає додавання хлористоводневої кислоти до первинного розчину. 15. Спосіб за п. 13, у якому підкислення включає підкислення первинного розчину до рівня рН, меншого ніж приблизно 1. 16. Спосіб за п. 13, у якому додатково забезпечують джерело іонів сульфату для первинного розчину після розчинення металевого відкладення. 17. Спосіб за п. 13, у якому вибіркове розчинення включає підвищення рівня рН вторинного розчину до приблизно 5-7 для утворення розчинної солі EDTA. 18. Спосіб за п. 13, у якому додатково підвищують рівень рН вторинного розчину вибірково розчиненої EDTA до приблизно 9-14. 19. Спосіб за п. 18, у якому додатково приводять контакт поверхні, вкритої відкладенням, з розчином, одержаним після вибіркового розчинення осадженого EDTA у вторинному водному розчині. 20. Спосіб за п. 13, у якому після вибіркового розчинення осадженого EDTA у вторинному водному розчині та видалення осадженої нерозчинної солі принаймні одного з металів, до яких належить барій, стронцій та радій, розчин містить, головним чином, воду, конвертуючий агент та EDTA. 21. Спосіб за п. 13, у якому вибіркове розчинення включає додавання розчину карбонату калію до відокремлених осадів. Винахід в цілому стосується способу усунення металевих або мінеральних відкладень з поверхонь, зокрема, з поверхонь бурильного обладнання у нафтовій промисловості. Операції з підземного видобутку нафти можуть включати закачування водного розчину у пласт нафти для сприяння рухові нафти через пласт і для підтримання тиску в резервуарі під час видалення рідин. Закачувана вода, тобто, або поверхнева вода (озерна або річкова), або морська вода (для морського видобутку) зазвичай містить розчинні солі, такі, як сульфати та карбонати. Ці солі можуть бути несумісними з іонами, які вже містяться у резервуарі, в якому тримають нафту. Рідини у резервуарі можуть містити високу концентрацію деяких іонів, які трапляються на значно нижчому рівні у нормальній поверхневій воді, наприклад, стронцію, барію, цинку та кальцію. Частково розчинні неорганічні солі, такі, як сульфат барію (або барит) та карбонат кальцію, часто осаджуються з експлуатаційної води при зміні у видобувальних бурових свердловинах та на поверхні умов, що впливають на розчинність, таких, як температура та тиск. Особливо часто це трапляється, коли зустрічаються несумісні води, такі, як пластова вода, морська вода або видобута вода. Деякі мінеральні відкладення можуть містити природний радіоактивний матеріал (NORM). До первинних радіонуклідів, які забруднюють нафтовидобувне обладнання, належать Радій-226 (226Ra) та Радій-228 (228Ra), які утворюються від радіоактивного розпаду Урану-238 (238U) та Торію-232 (232Th). Хоча 238U та 232Th містяться у багатьох підземних пластах, вони мають слабку розчинність у рідині резервуара. Однак продукти радіоактивного розпаду, 226Ra та 228Ra, є розчинними і можуть мігрувати як іони у рідини резервуара, зрештою контактуючи з закачуваною водою. Хоча ці радіонукліди не осаджуються безпосередньо, вони зазвичай осаджуються у формі відкладення разом із сульфатом барію, що робить відкладення помірно радіоактивним. Оскільки сульфати барію та стронцію часто осаджуються разом із сульфатом радію, що ро бить відкладення помірно радіоактивним, також трапляються технічні труднощі при будь-яких спробах усунення відкладення з обладнання. На відміну від звичайних солей кальцію, які мають зворотну розчинність, розчинність сульфату барію, а також розчинність сульфату стронцію є найнижчою за низьких температур, і це створює особливі проблеми при обробці, коли температура рідин знижується. Сучасні технології видобування часто призводять до падіння температури видобутих рідин (сумішей/емульсій води, нафти та газу) (на 5°С) та рідин, які містяться в експлуатаційних трубах, протягом тривалого періоду часу (24год або довше), що призводить до підвищення рівня утворення відкладення. Оскільки сульфат барію та сульфату стронцію утворюють дуже жорсткі, дуже нерозчинні відкладення, яких важко уникнути, розчинення сульфатних відкладень є важким (вимагаючи високого рівня рН, тривалого часу контакту, нагрівання та циркуляції) і може здійснюватися лише на поверхні. Коли труби та обладнання, які застосовують для видобутку нафти, вкриваються шаром відкладення, наліт повинен усуватися без зайвих витрат часу та коштів. Іноді забруднені труби та обладнання просто видаляють і замінюють на нове обладнання. Коли старе обладнання забруднюється NORM, цього вкритого нальотом обладнання буває важко позбутися через радіоактивний характер відходів. Розчинення відкладення NORM та його захоронення є дорогою й небезпечною процедурою. У даний час значна кількість нафтовидобувних труб та іншого обладнання, що очікує на дезактивацію, займає складські приміщення. Деяке обладнання після очищення може використовуватися повторно, а інше обладнання підлягає утилізації як брухт. Після видалення з обладнання існує кілька можливостей захоронення NORM, включаючи захоронення у каністрах під час ліквідації свердловини, закачування у глибокі свердловини, захоронення шляхом закопування, та закачування у соляні порожнини. Типові способи дезактивації обладнання включають як хімічні, так і механічні заходи, такі, 5 як подрібнення, нагнітання води під високим тиском, піскоструминна обробка, кріогенне занурення і хімічні хелатоутворюючі агенти та розчинники. Нагнітання води з застосуванням тиску, який перевищує 140МПа (з абразивами або без них) є найпоширенішим способом, який застосовують для видалення NORM. Однак застосування нагнітання води під високим тиском зазвичай вимагає окремої обробки кожної труби або деталі обладнання зі значним рівнем ручного втручання, що забирає багато часу та коштів, але іноді все одно не дозволяє належним чином обробити забруднену площу. Якщо відкладення включає NORM, цей спосіб також створює підвищений ризик опромінення для робітників та навколишнього середовища. Хоча хімічні хелатоутворюючі агенти, такі, як EDTA (етилендіамінтетраоцтова кислота) або DTPA (діетилентриамінпентаоцтова кислота), давно застосовуються для видалення відкладень з нафтовидобувного обладнання, коли EDTA стає насиченою катіонами металів з відкладень, витрачений розчинник зазвичай захоронюють, наприклад, шляхом закачування у підземний пласт. Однак, оскільки цей процес вимагає такого захоронення розчинників відразу по насиченню, велика кількість досить дорогого розчинника, необхідного для дезактивації, робить цей процес економічно недоцільним. У Патенті США №5,234,602 обговорюється спосіб, згідно з яким хелатоутворюючий агент відновлюється у розчині протягом усього циклу дезактивації. У Патенті '602 вказано, що шляхом зниження рівня рН розчину до рН 4-9, в оптимальному варіанті - до 5-7, після зв'язування барію із застосуванням DTPA іони барію, що знаходяться у комплексі, можуть бути видалені з хелатоутворюючого агенту і осаджені як нерозчинна сіль барію, наприклад, сульфат барію. Відразу після утворення осаду і видалення з розчину DTPA, розчин DTPA може повторно використовуватися для розчинення додаткового відкладення. На Фіг.1-2 Патенту '602 показано, що, хоча сукупну кількість сульфату барію, видаленого з труб, можна збільшити з застосуванням відновленої DTPA, кількість, яка видаляється з кожним циклом, фактично знижується. Зниження продуктивності розчину DTPA, яке спостерігається, може бути результатом збільшення рівня забруднення, тобто, нерозчинних солей, утворених з інших мінеральних відкладень на обладнанні або послідовного додавання кислоти та основи, у розчині з кожним наступним циклом, та/або зниження концентрації хелатоутворюючого агенту зізбільшенням утворення води під час циклу відновлення. Відповідно, існує потреба в економічно ефективних засобах видалення відкладення з нафтовидобувного обладнання з низьким ризиком опромінення радіоактивними матеріалами. В одному аспекті описані авторами варіанти втілення стосуються способу видалення металевого відкладення з поверхонь, який включає контакт поверхні з первинним водним розчином хелатоутворюючого агента, що дозволяє хелатоутворюючому агенту розчинити металеве 92607 6 відкладення, підкислення розчину для утворення осаду хелатоутворюючого агента та осаду металу з металевого відкладення, відокремлення осаду хелатоутворюючого агента та осаду металу з первинного розчину, вибіркове розчинення осадженого хелатоутворюючого агенту у вторинному водному розчині та видалення осадженого металу з вторинного розчину. В іншому аспекті описані авторами варіанти втілення стосуються способу видалення відкладення з поверхонь, який включає контакт поверхні з первинним водним розчином EDTA та карбонату калію, розчинення відкладення за допомогою EDTA, причому відкладення включає принаймні одну зі сполук, до яких належать сульфат барію, сульфат стронцію та сульфат радію, підкислення первинного розчину для утворення осаду EDTA та осаду нерозчинної солі принаймні одного з металів, до яких належать барій, стронцій та радій, відокремлення осадженої EDTA та осадженої нерозчинної солі принаймні одного з металів, до яких належать барій, стронцій та радій, з первинного розчину, вибіркове розчинення осадженої EDTA у вторинному водному розчині та видалення осадженої нерозчинної солі принаймні одного з металів, до яких належать барій, стронцій та радій, з вторинного розчину. Інші аспекти та переваги винаходу стануть зрозумілими з представленого нижче опису та формули винаходу, що додається. На Фіг.1 показано блок-схему одного описаного авторами варіанта втілення для розчинення мінерального відкладення. В одному аспекті описані авторами варіанти втілення стосуються способу розчинення мінерального відкладення на нафтовидобувному обладнанні. Зокрема, описані авторами варіанти втілення стосуються способу розчинення відкладення, згідно з яким активний хелатоутворюючий агент може бути очищений для повторного застосування. До мінеральних відкладень, які можуть бути ефективно видалені з нафтовидобувного обладнання, в описаних авторами варіантах втілення належать нафтопромислові відкладення, такі як, наприклад, солі лужноземельних металів або інших двовалентних металів, включаючи сульфати барію, стронцію, радію та кальцію, карбонати кальцію, магнію та заліза, сульфіди металів, оксид заліза та гідроксид магнію. Спосіб розчинення мінерального відкладення згідно з описаним авторами варіантом втілення, показано на Фіг.1. Як показано на Фіг.1, відкладення спочатку може бути видалене з нафтовидобувного обладнання шляхом піддавання відкладення дії водного розчину, який включає хелатоутворюючий агент та конвертуючий агент (етап 100). Вжитий авторами термін "хелатоутворюючий агент" означає хімічну сполуку, молекулярна структура якої може охоплювати і/або зв'язувати певний тип іона у стійкому та розчинному комплексі. Двовалентні катіони утворюють стійкі та розчинні комплексні структури з різними типами хелатоутворюючих хімічних сполук. Всередині комплексу катіони мають обмежену здатність реагувати з 7 іншими іонами, наприклад, глинами або полімерами. Вжитий авторами термін "конвертуючий агент" означає хімічну сполуку, яка може сприяти розчиненню відкладення шляхом перетворення практично нерозчинної солі на більш розчинну сіль. У патенті GB 2314865, на який авторами робиться посилання у повному обсязі, описано включення конвертуючого агента до розчину для розчинення для збільшення швидкості розчинення відкладення. При піддаванні відкладення дії хелатоутворюючого агента, хелатоутворюючий агент може викликати розчинення відкладення через утворення комплексу з лужноземельним металом солі відкладення (етап 110). Щойно хелатоутворюючий агент стає насиченим катіонами металів з відкладення, розчин підкислюють до рівня рН приблизно 0-1 (етап 120). При зниженні рівня рН доступність аніонів, з якими можуть реагувати зв'язані катіони, дозволяє катіонам вивільнюватися з хелатного комплексу для утворення нерозчинної солі, яка осаджується з розчину. Зниження рівня рН до приблизно 0-1 також може викликати осадження хелатоутворюючого агента з розчину в його кислотній формі. Осаджений хелатоутворюючий агент та сіль лужноземельного металу після цього відокремлюють від решти розчину (етап 130). Відокремлення осаджувачів здійснюють, наприклад, шляхом відфільтровування твердих речовин або зливання розчину з твердих речовин. Відразу після відокремлення від решти первинного розчину тверді речовини можуть бути поміщені у свіжий розчин, який містить воду та конвертуючий агент, для вибіркового розчинення осадженого хелатоутворюючого агента (етап 140). Відразу після вибіркового повторного розчинення хелатоутворюючого агента сіль лужноземельного металу, що залишилася в осаді, відокремлюють від розчину для видалення (етап 150). Рівень рН розчину може бути піднятий до приблизно 9-14, і розчин необов'язково повторно використовують для видалення відкладення з іншої деталі обладнання або додаткового відкладення з цієї самої деталі обладнання (етап 160). Після відокремлення двох осадів та вибіркового розчинення хелатоутворюючого агента у розчині свіжої води та конвертуючого агента, розчин для повторного використання може складатися, головним чином, з води, конвертуючого агента та хелатоутворюючого агента. В одному варіанті втілення хелатоутворюючий агент, який може використовуватися у розчині для розчинення металевого відкладення, може бути полідентатним комплексоном для того, щоб могли утворюватися множинні зв'язки з іонами металів в утворенні комплексу з металом. Полідентатними комплексонами, придатними для застосування в описаних авторами варіантах втілення, є, наприклад, стилендіамінтетраоцтова кислота (EDTA), діетилентриамінпентаоцтова кислота (DTPА), нітрилотриоцтова кислота (NTA), етиленгліколь тетраоцтова кислота (EGTA), 1,2-біс(оамінофенокси)етан-N,N,N',N'-тетраоцтова кислота (ВАРТА), циклогександіамінтетраоцтова кислота 92607 8 (CDTA), триетилентстраамінгексаоцтова кислота (TTHA), їх солі та їх суміші. Однак цей перелік жодним чином не обмежується хелатними агентами, придатними для застосування в описаних авторами варіантах втілення. Спеціалістові у даній галузі стане зрозуміло, що вибір хелатоутворюючого агента може залежати від металевого відкладення, яка підлягає розчиненню. Зокрема, вибір хелатоутворюючого агента може бути пов'язаний зі специфічністю хелатоутворюючого агента до конкретного катіона, що міститься у плівці, значення logK, оптимального рівня рН для зв'язування та доступності хелатоутворюючого агента через торговельну мережу. У конкретному варіанті втілення хелатоутворюючим агентом, який застосовують для розчинення металевого відкладення, є EDTA або її солі. Солями EDTA можуть бути, наприклад, солі лужних металів, такі, як тетракалієва сіль або тетранатрісва сіль. Однак, оскільки в описаному авторами процесі рівень рН розчину для розчинення змінюється, у розчині можуть бути присутні дикалієва або динатрієва сіль або кислота. В одному варіанті втілення конвертуючий агент може включати будь-яку прийнятну хімічну сполуку, яка сприяє розчиненню металевого відкладення та утворенню комплексу хелатоутворюючого агента-металу. У конкретному варіанті втілення конвертуючий агент може включати карбонат калію. В інших варіантах втілення конвертуючий агент може включати принаймні одну сполуку, вибрану з-поміж карбонатів лужних металів, бікарбонатів лужних металів та хлориду амонію. Підкислення розчину при осадженні хелатоутворюючого агента з розчину досягають шляхом додавання мінеральної або сильної кислоти. У конкретному варіанті втілення кислотою може бути принаймні одна з кислот, до яких належать хлористоводнева кислота, азотна кислота, бромистоводнева кислота, йодистоводнева кислота, мурашина кислота, фтористоводнева кислота, сірчана кислота та хлорнувата кислота. В іншому конкретному варіанті втілення для підкислення розчину для розчинення застосовують хлористоводневу кислоту. У ще одному конкретному варіанті втілення для підкислення розчину для розчинення може бути застосована сірчана кислота, окремо або у комбінації з принаймні хлористоводневою кислотою. Коли з розчину осаджується хелатоутворюючий агент, зв'язані іони металів вивільнюються і можуть реагувати з аніонами у розчині для утворення нерозчинної солі, яка також осаджується з розчину для розчинення. В одному варіанті втілення до розчину необов'язково додають джерело додаткових аніонів, яке утворює нерозчинну сіль, для забезпечення достатньої кількості доступних аніонів, які реагують з вивільненими металевими катіонами. В іншому варіанті втілення до розчину необов'язково додають джерело іонів сульфату. В одному варіанті втілення осаджена нерозчинна сіль може бути принаймні однією з солей, до яких належать сульфат барію, сульфату стронцію та сульфат радію. В іншому варіанті втілення 9 до розчину додають сульфат лужного металу для забезпечення достатнього утворення принаймні однієї з солей, до яких належать сульфат барію, сульфат стронцію та сульфат радію. Осаджувачі відокремлюють від розчину, застосовуючи способи, відомі серед спеціалістів у даній галузі, наприклад, шляхом фільтрації, зливання та/або сифонування. Для вибіркового розчинення осадженого хелатоутворюючого агенту без розчинення осадженої солі металу, відокремлені осаджуючі реактиви додають до водного розчину, причому рівень рН розчину може бути таким, що хелатоутворюючий агент може розчинятися, але при цьому мати обмежену здатність до повторного утворення комплексу з сульфатом барію. В одному варіанті втілення рівень рН розчину доводять до рН від приблизно 5 до приблизно 7. В іншому варіанті втілення рівень рН розчину доводять до приблизно 6. У конкретному варіанті втілення водний розчин, у якому вибірково розчиняється хелатоутворюючий агент, включає конвертуючий агент. В іншому конкретному варіанті втілення рівня рН розчину досягають шляхом додавання гідроксиду, карбонату або бікарбонату лужного металу. В одному варіанті втілення свіжа вода, що включає повторно розчинений хелатоутворюючий агент, може повторно використовують для розчинення й відокремлення відкладення з тієї самої або іншої деталі обладнання. Нерозчинну сіль металу, що залишилася, може бути видалена з розчину, наприклад, шляхом фільтрації, зливання та/або сифонування. Перед повторним застосуванням розчину та наступним видаленням нерозчинної солі металу в одному варіанті втілення рівень рН розчину підвищують до рН у діапазоні 914. В іншому варіанті втілення рівень рН розчину підвищують до рН у діапазоні 10-10,5. У ще одному варіанті втілення рівень рН розчину підвищують шляхом додавання додаткової кількості до розчину конвертуючого агента. У ще одному варіанті втілення рівень рН розчину підвищують шляхом додавання до розчину гідроксиду лужного металу. Спеціалістові у даній галузі стане зрозуміло, що кількість конвертуючого агента, яка має додаватися, залежить від конкретного застосовуваного конвертуючого агента та потрібного рівня рН розчину. У деяких описаних авторами варіантах втілення розчин для розчинення може мати розчинну здатність принаймні 70 грамів відкладення на літр розчину для розчинення. В інших варіантах втілення розчин для розчинення може мати розчинну здатність принаймні 80 грамів відкладення на літр розчину для розчинення. В одному варіанті втілення застосовують високопотужний ультразвук, низькочастотну звукову енергію або низькопотужний ультразвук у поєднанні з описаними авторами варіантами втілення для збільшення швидкості розчинення відкладення при застосуванні описаних авторами розчинів. Приклад варіанта втілення В одному варіанті втілення водний розчин, який включає 10% за масою EDTA, 15% за масою карбонату калію та 75% за масою води, вводять у деталь обладнання, яка має принаймні частину 92607 10 поверхні, вкриту мінеральним відкладенням сульфату барію. Після того, як водний розчин значною мірою розчинив відкладення сульфату барію, розчин підкислюють хлористоводневою кислотою до рівня рН від 0 до 1. Після відокремлення осаджених осадів, до осадів додають свіжий розчин карбонату калію для досягнення кінцевого рівня рН приблизно 6, завдяки чому утворюється дикалієва сіль EDTA, яка має рівень розчинності приблизно 10% за масою. Після відфільтровування з розчину сульфату барію, що залишилася в осаді, до філь трату додають додатковий карбонат калію для доведення кількості карбонату калію у розчині до приблизно 15% за масою. Представлені нижче рівняння пояснюють розчинення та наступне відокремлення відкладення сульфату барію і відновлення EDTA згідно з описаним авторами варіантом втілення: EDTA-K4+К2СО3+BaSO4 (1) ↓ EDTA-K4+ВаСО3+K2SO4 (2) ↓ EDTA-K2Ba+К2СО3+K2SO4 (3) ↓+2НСІ EDTA-K2Ba+2КСІ+Н2О+СО2+K2SO4 (4) ↓+4НСІ EDTA-H4(s)+BaSO4(s)+6КСІ+Н2О (6) ↓ Фільтр→6КСІ+Н2О EDTA-H4(s)+BaSO4(s) (7) ↓+К2СО3 EDTA-K2H2(aq)+BaSO4(s)+Н2О+СО2 (8) ↓ Фільтр→BaSO4 EDTA-K2H2+Н2О (9) ↓+К2СО3 EDTA-K4+2Н2О+СО2 (10) ↓+К2СО3 EDTA-K4+2Н2О+К2СО3 (11) Рівняння (1)-(3) показують перетворення сульфату барію за допомогою карбонату калію на карбонат барію та наступне утворення комплексу барію за допомогою тетракалій EDTA для утворення сульфату калію як побічного продукту. При підкисленні розчину, як показано у Рівн.(4)-(6), хлористоводнева кислота спочатку реагує з карбонатом калію для утворення хлориду калію, води та вуглекислого газу. Після реакції всього карбонату калію нова порція хлористоводневої кислоти витісняє зв'язаний барій з халатного комплексу, а потім замінює два іони калію, пов'язані з EDTA, для утворення EDTA в її формі нерозчинної кислоти, яка осаджується з розчину на рівні рН у межах 0-1. Витіснені іони барію можуть утворювати нерозчинний сульфат барію і осаджуватися з розчину. Осаджувачі можуть бути відокремлені від розчину хлориду калію, як показано у Рівн.(7). До осаджувачів додають розчин карбонату калію для того, щоб вибірково повторно розчинялася EDTA як дикалієва сіль при рН приблизно 6 і не розчинявся сульфат барію для його видалення з розчину, як показано у Рівн.(8)-(9). Як показано у Рівн.(10)(11), додатковий карбонат калію може додаватися для того, щоб перетворювати дикалієву сіль EDTA на тетракалієву сіль, а також діяти як конвертуючий агент, таким чином, щоб реакційний цикл міг 11 92607 повторюватися після введення додаткового відкладення сульфату барію. Перевагою описаних авторами варіантів втілення є те, що вони можуть забезпечувати спосіб, завдяки якому може видалятися мінерального відкладення з нафтовидобувного обладнання, і розчин для розчинення може бути відновлений без втрати функцій. Завдяки осадженню металевого відкладення та хелатоутворюючого агента як нерозчинної кислоти, неактивні солі, які залишаються у розчині для розчинення, можуть видалятися з системи для уникнення утворення забруднень у розчині для розчинення, які за інших умов можуть призводити до зниження швидкості та/або ефективності розчинення відкладення. Якщо невелика кількість хелатоутворюючого агента втрачається у процесі, невелика кількість може додаватися для наступних реакційних циклів, таким чином, щоб можна було повторно використовувати хелатоут Комп’ютерна верстка А. Рябко 12 ворюючий агент та розчин для розчинення без зниження характеристик, які стосуються швидкості розчинення або зв'язувальної здатності у наступних циклах. Забруднене обладнання легко може оброблятися шляхом вимочування деталі або кількох деталей в об'ємі розчину для розчинення відкладення, яка їх вкриває. Ризик ураження для операторів, які здійснюють дезактивацію, може бути мінімальним завдяки тому, що хімічне розчинення забрудненого матеріалу не вимагає контакту з боку оператора. Хоча винахід було описано з посиланням на обмежену кількість варіантів втілення, спеціалістам у даній галузі по ознайомленню з цим описом стане зрозумілою можливість інших варіантів втілення без відхилення від описаного авторами обсягу винаходу. Відповідно, обсяг винаходу має обмежуватися лише формулою винаходу, що додається. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for removing metal scale, contacting metal compounds, from surfaces

Автори англійською

Keatch Richard

Назва патенту російською

Способ удаления металлического отложения, содержащего соединения металлов, с поверхности

Автори російською

Китч Ричард

МПК / Мітки

МПК: B08B 3/04, C02F 101/32, C23G 1/00

Мітки: металів, сполуки, відкладення, видалення, спосіб, поверхні, металевого, містить

Код посилання

<a href="http://uapatents.com/6-92607-sposib-vidalennya-metalevogo-vidkladennya-shho-mistit-spoluki-metaliv-z-poverkhni.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб видалення металевого відкладення, що містить сполуки металів, з поверхні</a>

Подібні патенти