Polvo catiónico de PAM para el tratamiento de aguas residuales aceitosas en yacimientos petrolíferos

En el tratamiento de aguas residuales aceitosas en yacimientos petrolíferos, la selección entre PAM en polvo catiónico ramificado y poliacrilamida catiónica lineal (CPAM) debe evaluarse exhaustivamente desde múltiples dimensiones, incluidas las características de las aguas residuales, los procesos de tratamiento, los objetivos del tratamiento y la eficiencia económica. 

El núcleo es equilibrar la calidad del agua, el proceso, el efecto y el costo. 

A continuación se presentan las ideas y pasos de juicio específicos: 

Paso 1: Analizar las características principales de las aguas residuales aceitosas en los yacimientos petrolíferos

Este es el requisito principal para seleccionar PAM para el tratamiento de aguas residuales aceitosas en yacimientos petrolíferos, y se deben detectar los siguientes indicadores.

Contenido de aceite y grado de emulsificación

Si el contenido de aceite en las aguas residuales es alto (>500 mg/L) y la proporción de aceite emulsionado es grande (tamaño de gota de aceite <10 μm, como la emulsión W/O, que es difícil de separar en capas después de reposar), se prefiere el PAM en polvo catiónico ramificado. La estructura ramificada del PAM en polvo catiónico puede penetrar la película de emulsión, fortalecer la demulsificación y la coalescencia de las gotas de aceite, y la tasa de eliminación de aceite es entre un 5% y un 15% mayor que la del PAM en polvo catiónico lineal. Si el contenido de aceite es bajo (<300 mg/L) y es principalmente aceite libre (tamaño de gota de aceite >50 μm, que es fácil de flotar), el PAM en polvo catiónico lineal puede cumplir con los requisitos mediante la neutralización de carga y el puenteo de cadena larga, con un menor costo. 

2. Salinidad (Contenido de sal)

En aguas residuales con alta salinidad (sólidos disueltos totales de 30 000 mg/L, como las que contienen grandes cantidades de Ca²⁺, Mg²⁺ y Cl⁻), el PAM en polvo catiónico lineal es propenso al apantallamiento de las cargas por los iones salinos, lo que provoca la ondulación de la cadena molecular y una disminución de la actividad de floculación superior al 30 %. Se debe seleccionar un PAM en polvo catiónico ramificado. El impedimento estérico de sus ramificaciones puede resistir la compresión de los iones salinos, manteniendo así el estiramiento y la actividad de la cadena molecular. 

En aguas residuales de baja salinidad (<10 000 mg/L), la capacidad de neutralización de carga del polvo catiónico lineal PAM puede funcionar con normalidad. Si los requisitos de tratamiento no son elevados (por ejemplo, solo eliminar sólidos en suspensión), el polvo catiónico lineal PAM puede considerarse preferentemente para reducir costes. 

3. Contenido y naturaleza de los sólidos suspendidos (SS)

Si el contenido de SS es alto (>1000 mg/L) y está compuesto principalmente de partículas finas (<5 μm, como arcilla, coloides), la capacidad de adsorción multipunto del polvo catiónico ramificado PAM puede formar rápidamente flóculos densos y la velocidad de sedimentación es 20%-40% más rápida que la del polvo catiónico lineal PAM, lo que reduce el tiempo de residencia en la unidad de tratamiento. 

Si el SS está compuesto principalmente de partículas gruesas (>50 μm), el efecto de puente de cadena larga de la poliacrilamida catiónica lineal en el campo petrolífero puede lograr la coalescencia de partículas, sin depender de la adsorción eficiente del tipo ramificado. 

Paso 2: Adaptar los requisitos del proceso de tratamiento

Las distintas unidades de tratamiento (como la sedimentación por coagulación, la flotación por aire y la deshidratación de lodos) tienen diferentes requisitos para las características de los floculantes, y se necesita una selección específica: 

1) Proceso de coagulación, sedimentación y clarificación

Si el proceso requiere una sedimentación rápida (como un tanque de sedimentación de alta carga con un tiempo de residencia <30 min), los flóculos densos y de alta resistencia (resistentes al cizallamiento del flujo de agua) formados por poliacrilamida catiónica ramificada en yacimientos petrolíferos son más adecuados, lo que puede reducir la rotura de los flóculos. 

Si hay suficiente tiempo de residencia (>60 min), los flóculos sueltos de poliacrilamida catiónica lineal en el yacimiento petrolífero pueden sedimentar lentamente y, con un menor costo, pueden ser una alternativa. 

2) Proceso de flotación por aire

La flotación por aire requiere una combinación eficaz de flóculos y burbujas (adherencia entre burbujas y flóculos). La estructura porosa de flóculos de la poliacrilamida catiónica ramificada en yacimientos petrolíferos tiene mayor probabilidad de capturar burbujas, con una velocidad de flotación rápida y una mayor eficiencia en la eliminación de petróleo y SS. Los flóculos sueltos de la poliacrilamida catiónica lineal en yacimientos petrolíferos pueden romperse debido a la penetración de burbujas, lo que resulta en resultados deficientes. 

3) Proceso de deshidratación de lodos

Si se utiliza filtración posterior con marco de placas, deshidratación centrífuga, etc., es necesario reducir la resistencia específica del lodo (para aumentar la velocidad de filtración). Los flóculos de lodo tratados con poliacrilamida catiónica ramificada en PAM de yacimientos petrolíferos son compactos, y el contenido de humedad tras la deshidratación puede reducirse entre un 5 % y un 10 %, lo que reduce significativamente el coste de eliminación de lodos, por lo que se recomienda su selección. 

Si solo se utiliza secado natural (con bajos requisitos de contenido de humedad), se puede considerar preferentemente la ventaja de costo de la poliacrilamida catiónica lineal en yacimientos petrolíferos. 

Paso 3: Definir los objetivos del tratamiento y los estándares de calidad del agua

Si el efluente debe cumplir con el estándar de descarga (que requiere un contenido de aceite <10 mg/L) o ser reutilizado (por ejemplo, reinyectado en la formación, con un contenido de aceite <5 mg/L), la capacidad de eliminación de aceite de alta eficiencia y reducción de turbidez del tratamiento de aguas residuales aceitosas con PAM ramificado en yacimientos petrolíferos puede cumplir más fácilmente con los estrictos estándares y evitar el tratamiento secundario. 

Si es solo para pretratamiento preliminar (como reducir el contenido de aceite a menos de 300 mg/L y luego ingresar al tratamiento bioquímico), el PAM lineal para el tratamiento de aguas residuales aceitosas en yacimientos petrolíferos puede cumplir con los requisitos básicos con un costo menor. 

Paso 4: Verificación económica y operativa

1) Comparación de costos. Debido a su complejo proceso de síntesis (como la introducción de monómeros ramificados y la regulación del grado de ramificación), el precio unitario del PAM ramificado para el tratamiento de aguas residuales aceitosas en yacimientos petrolíferos suele ser entre un 20 % y un 50 % superior al del PAM lineal para dicho tratamiento. Sin embargo, su dosis es entre un 10 % y un 30 % menor, y el costo de eliminación de lodos también es menor. Es necesario calcular el costo unitario del tratamiento (costo del reactivo + costo de eliminación de lodos) en lugar de simplemente comparar los precios unitarios. Por ejemplo, en el tratamiento de aguas residuales con alto contenido de sal y petróleo, la baja dosis de PAM ramificado para el tratamiento de aguas residuales aceitosas en yacimientos petrolíferos puede compensar la diferencia de precio, y el costo total es, de hecho, menor. El PAM lineal para el tratamiento de aguas residuales aceitosas en yacimientos petrolíferos puede tener un mejor costo unitario solo en caso de baja concentración y calidad del agua simple. 

2) Verificación operativa

La estructura ramificada del producto catiónico de PAM ramificado para el tratamiento de agua puede afectar la velocidad de disolución (requiriendo un mayor tiempo de agitación o una mayor concentración de disolución), por lo que es necesario verificar la compatibilidad del equipo de disolución in situ. El producto catiónico de PAM lineal para el tratamiento de agua es más fácil de disolver y es adecuado para plantas con bajo grado de automatización. 

1. Si las aguas residuales tienen un alto contenido de sal (30000 mg/L), un alto contenido de aceite emulsionado (500 mg/L), un alto contenido de SS fino,

y el objetivo del tratamiento es estricto (como la reutilización) → CPAM ramificado**; 

2. Si las aguas residuales tienen bajo contenido de sal (<10 000 mg/L), bajo contenido de aceite libre (<300 mg/L), SS grueso y solo se requiere pretratamiento → CPAM lineal; 

3. Entre → Se prefiere comparar mediante experimentos y seleccionar el tipo con menor costo de tratamiento unitario + efecto más estable. 

En definitiva, el producto catiónico de PAM ramificado para el tratamiento de agua es más adecuado para el tratamiento complejo y riguroso de aguas residuales aceitosas en yacimientos petrolíferos, mientras que el producto catiónico de PAM lineal para el tratamiento de agua es adecuado para escenarios de demanda simples y de bajo costo. Los datos experimentales son la base definitiva para la toma de decisiones.

Atributos específicos de la industria:

Otros atributos:

Capacidad de suministro:

Plazo de entrega:

El taller de síntesis de Jiufang Tech.

Laboratorio Jiufang