Líquido de poliamina para aguas residuales

La poliamina líquida es una clase de polímeros que contienen múltiples grupos amino (-NH₂) o imino (-NH-). Gracias a la carga positiva de sus cadenas moleculares y a su estructura molecular adaptable, se utiliza ampliamente en el tratamiento de aguas residuales aceitosas y en el uso de poliaminas en yacimientos petrolíferos. 

Las aguas residuales aceitosas de los yacimientos petrolíferos presentan una composición compleja, que incluye petróleo crudo (emulsionado, disperso), sólidos en suspensión, sales (alta salinidad), aditivos (como surfactantes y polímeros), etc., lo que dificulta su tratamiento. Las poliaminas líquidas, con sus propiedades físicas y químicas únicas, desempeñan un papel crucial en procesos como la demulsificación, la floculación y la purificación. 

1. Características y dificultades del tratamiento de las aguas residuales oleosas en los yacimientos petrolíferos 

Las características principales de las aguas residuales aceitosas en los yacimientos petrolíferos determinan la dificultad de su tratamiento y también forman la base específica para la aplicación de la solución de poliamina: 

Alta emulsificación: El petróleo crudo presente en las aguas residuales suele formar una emulsión estable de aceite en agua (O/W) con surfactantes (como el dodecilbencenosulfonato de sodio, utilizado para el desplazamiento de petróleo). Las gotitas de petróleo tienen un tamaño de partícula pequeño (generalmente < 10 μm), una fuerte carga interfacial y son difíciles de separar de forma natural. 

Alto contenido de sal y alta salinidad: Contiene una gran cantidad de iones metálicos como Ca²⁺, Mg²⁺ y Na⁺, y la salinidad puede alcanzar 10⁴-10⁵ mg/L, lo que tiene un impacto significativo en la estabilidad y eficacia de los agentes comunes. 

Composición compleja: Contiene polímeros (como la poliacrilamida utilizada para el desplazamiento de petróleo), resinas, asfaltenos, etc., que aumentan aún más la viscosidad y la estabilidad de las aguas residuales. 

Altos requisitos de tratamiento: Las aguas residuales deben cumplir con los estándares de reinyección (agua para el desarrollo de yacimientos petrolíferos) o de descarga (como contenido de petróleo < 10 mg/L), y se imponen requisitos estrictos sobre la eficiencia del tratamiento. 

2. El mecanismo de acción de la poliamina líquida en aguas residuales aceitosas en yacimientos petrolíferos 

La acción de las poliaminas líquidas se basa en las características de su estructura molecular (carga catiónica, estructura de cadena larga), y la depuración de aguas residuales se consigue principalmente a través de los siguientes mecanismos: 

1) Neutralización de la carga. Las gotitas de petróleo y las partículas coloidales (como arcilla y materia orgánica) presentes en las aguas residuales de yacimientos petrolíferos suelen presentar una carga negativa debido a la adsorción de surfactantes aniónicos, con un potencial zeta relativamente alto (generalmente > - 30 mV) y una gran estabilidad. Los grupos amino/imino de la cadena molecular líquida de poliamina adquieren carga positiva tras la protonación. Pueden ser atraídos electrostáticamente por las gotitas de petróleo y coloides con carga negativa, neutralizar sus cargas superficiales y reducir el potencial zeta (generalmente a <-15 mV), lo que altera la estabilidad de la emulsión y provoca que las gotitas y partículas de petróleo pierdan su fuerza repulsiva y se aglomeren. 

2). Floculación por Puente. Las poliaminas líquidas tienen una cadena molecular relativamente larga (con un peso molecular que suele oscilar entre 10⁴ y 10⁶). Múltiples sitios activos en la cadena molecular pueden adsorber simultáneamente múltiples gotitas o partículas de aceite. Mediante el efecto de puente, las partículas finas dispersas se unen para formar flóculos más grandes (con un tamaño de partícula que alcanza varios cientos de micras), lo que acelera su sedimentación o flotación. 

3) Mejora del efecto de demulsificación Para emulsiones estables, el líquido de poliamina puede penetrar en la interfaz aceite-agua, reemplazar las moléculas surfactantes en la interfaz y destruir la resistencia de la película interfacial, haciendo que las gotas de aceite emulsionado se fusionen en gotas de aceite grandes y logren la separación aceite-agua. 

3. Escenarios de aplicación específicos del líquido de poliamina Según las etapas de tratamiento (pretratamiento, tratamiento avanzado) de las aguas residuales aceitosas en los campos petrolíferos, los métodos de aplicación y los propósitos del líquido de poliamina son diferentes: 

1) Etapa de pretratamiento: demulsificación y eliminación primaria de aceite 

Escenarios aplicables: Para aguas residuales con un alto contenido de aceite (generalmente 100-1000 mg/L), como aguas residuales de pozos de producción de petróleo y aguas residuales después de la separación en la estación de recolección central. 

Función: A través de la demulsificación y la floculación, convierte el aceite emulsionado en aceite libre, hace que las gotas de aceite se agreguen y floten y, al mismo tiempo, elimina algunos sólidos suspendidos, reduciendo la carga del tratamiento posterior. 

Método de aplicación: Generalmente se añade solo o en combinación con un demulsionante inorgánico (como el cloruro de calcio), con una dosis de 50 a 200 mg/L. Tras el tratamiento, el contenido de aceite de las aguas residuales puede reducirse a menos de 50 mg/L. 

2) Etapa de tratamiento avanzado: Purificación y cumplimiento de estándares 

Escenarios aplicables: Las aguas residuales después del pretratamiento (con un contenido de aceite de 10 a 50 mg/L) necesitan un tratamiento adicional para cumplir con los estándares de reinyección o descarga (contenido de aceite <10 mg/L). 

Función: Para las diminutas gotas de aceite y los sólidos en suspensión restantes, el líquido de poliamina refuerza la floculación para formar flóculos más grandes. En combinación con procesos de precipitación o filtración (como sedimentación en placa inclinada o flotación por aire), el aceite y los sólidos en suspensión se eliminan en profundidad.

 Método de aplicación: Suele combinarse con coadyuvantes coagulantes (como el cloruro de polialuminio, PAC). El efecto puente de las poliaminas se utiliza para fortalecer los pequeños flóculos formados por el PAC, mejorando así la eficiencia de la sedimentación. Tras el tratamiento, el contenido de aceite de las aguas residuales puede reducirse a menos de 5 mg/L y el contenido de sólidos en suspensión es < 20 mg/L, cumpliendo así con los requisitos de reinyección (por ejemplo, el requisito de reinyección en yacimientos petrolíferos de baja permeabilidad es un contenido de aceite < 5 mg/L) o de vertido. 

3) Escenarios especiales: Tratamiento de aguas residuales con alta concentración de sal y alta temperatura. Las aguas residuales de yacimientos petrolíferos suelen encontrarse en entornos con alta temperatura (40-80 °C) y alta salinidad. Los floculantes comunes (como las sales de aluminio y hierro) son propensos a la hidrólisis y a fallas. Sin embargo, la cadena molecular del líquido de poliamina presenta una gran estabilidad (resistente a la sal y a la temperatura). Mantiene la densidad de carga en condiciones de alta concentración de sal y no se descompone fácilmente a altas temperaturas. Por lo tanto, es adecuado para el tratamiento de aguas residuales en escenarios especiales como el yacimiento petrolífero de Bohai (alta salinidad) y yacimientos de petróleo pesado (alta temperatura). 

 4. Ventajas y precauciones de la aplicación de poliamina líquida 

Ventajas

Alta eficiencia: en comparación con los agentes tradicionales (como PAM, sulfato de aluminio), el líquido de poliamina tiene una mayor densidad de carga, velocidades de demulsificación y floculación más rápidas y las aguas residuales tratadas tienen una alta claridad. 

Fuerte adaptabilidad: Excelentes propiedades de resistencia a la sal y a la temperatura, que pueden adaptarse a las complejas condiciones de trabajo de las aguas residuales de los yacimientos petrolíferos. 

Menos lodos: Los flóculos formados son compactos y tienen un buen rendimiento de deshidratación, lo que reduce el costo del tratamiento de lodos. 

Buena compatibilidad: Se puede utilizar en combinación con otros agentes (como demulsionantes, bactericidas) sin afectar el proceso de tratamiento general. 

Precauciones 

Control de la dosificación: Una adición excesiva provocará la presencia de poliamina líquida residual en el agua, lo que aumentará la DQO o causará contaminación secundaria. La dosis óptima debe determinarse mediante pruebas a pequeña escala (generalmente 50-300 mg/L). 

Selección de tipo: El peso molecular y el contenido de grupos amino de las poliaminas influyen en su efecto (por ejemplo, las poliaminas líquidas de bajo peso molecular presentan fuertes propiedades demulsificantes, mientras que las de alto peso molecular presentan buenas propiedades de floculación). El tipo adecuado debe seleccionarse en función de las propiedades de las aguas residuales (como el contenido de aceite y el grado de emulsificación). 

Impacto de toxicidad: Algunas poliaminas líquidas (como las poliaminas alifáticas sin modificar) pueden inhibir los microorganismos en tratamientos bioquímicos posteriores. Si las aguas residuales requieren tratamiento bioquímico, se debe seleccionar una poliamina líquida modificada de baja toxicidad (como copolímeros de epiclorhidrina-amina). 

Atributos específicos de la industria

Otros atributos

Capacidad de suministro

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El taller de síntesis de Jiufang Tech.

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