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油田中制备二氧化氯消毒剂的方法详析

  现有油田利用二氧化氯消毒剂的强氧化作用使钻井、压裂、调剖、三采等残留在近井地层的MC、HPAM等聚合物发生氧化降解,碳碳键断裂,凝胶团块的结构破坏,胶团分解成为胶态分散的微凝胶粒子,失去了原有的物理化学特性,通疏地层深部孔隙,恢复地层渗入率。该二氧化氯制备的方法是:

  二氧化氯的制备方法很多,归纳起来可以分为还原法、氧化法、电解法三种。根据油田的实际和减小对环境污染的考虑,对于现场应用,经过筛选建议采用以下几种方法:

  1、盐酸还原剂法:

  该法采用盐酸作还原剂与酸化剂,由氯酸钠与盐酸直接反应生成为二氧化氯消毒剂。该法的特点是结晶盐为氯化钠,一般在氯碱厂配套使用,通过电解NaCl水溶液制得NaCD3后,用盐酸作还原剂生产CD3。将反应后的残液(含少量NaCD3和较多的NaCD蒸发浓缩,放到电解槽中,将NaCD再电解成NaCD3,变成富的浓液循环使用,反应效率达87.5%。该法在生产中无三废处理问题,在负压下生产CD2,安全且不会污染环境。格外是采用锰作催化剂时,反应效率可达97.8%。但投资较大,生产成本较高,产品气中往往含有少量的氯气。

  2、甲醇还原剂法:

  保持氯酸钠的质量浓度为100gL,硫酸质量浓度为(400~500)g,反应温度60℃左右,反应压力为0.013MPa,在液相中,反应物沸点下进行,采用的反应器是反就蒸发一结晶相结合的反应器。加入反应器的反应液沿反应器壁的切线方向流动,使反应生成的二氧化氯消毒剂被同时扩散的水蒸气稀释冷凝。该方法反应压力低,一次性投资少,操作安全,转化率高,所得二氧化氯中基本未含氯气。生产中不需催化剂,但所需酸度较高,对反应器材质要求高。

  3、氯化钠还原剂法:

  将氯酸钠和食盐溶液按一定比例混合,温度控制在35℃~40℃,氯酸钠在溶液之中的质量浓度为350g,氯酸钠与氯化钠之比为1:1.05,硫酸与氯酸钠之比为2:7,用93%的硫酸还原氯酸钠制得了二氧化氯。该方法为主要工业化生产路线之一,原料易得,操作简单,但反应产生的废酸液较多,废酸液可以重复利用。产品气中含少量氯气,鼓入空气将混合气体吹出溶解到含有过碳酸钠的溶液中制成稳定性的二氧化氯溶液。

  总之,各油田根据自身实际情况,可采用不同的合成方法制备二氧化氯消毒剂。