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Na~+,K~+,Ca~(2+)//Cl~-—H_2O四元体系15℃、35℃介稳相平衡的研究

李栋婵

   我国西部地区发现了丰富的油田水和地下卤水资源,尤其是柴达木盆地的油田卤水,具有高钙富钾的特点,为了充分利用当地自然条件,开展具有油田卤水体系特征的介稳相化学研究,对于这些宝贵资源的开发利用,具有重要的意义。 本文采用等温蒸发法分别研究了四元体系Na~+,K~+,Ca~(2+)//Cl~-—H_2O及其三元子体系K~+,Ca~(2+)//Cl~-—H_2O分别在15℃、35℃时的介稳平衡溶解度及其主要的物化性质,如:密度,粘度、折光率、电导率和pH值。根据实验数据,绘制了四元体系的干盐图、水图和物化性质—组成图。同时,实验研究了K~+,Ca~(2+)//Cl~-—H_2O三元体系15℃和35℃时,平衡液相中各组分的溶解度和溶液密度,根据实验数据,绘制了该体系的相图和密度—组成图。 K~+,Ca~(2+)//Cl~-—H_2O三元体系分别在15℃、35℃的介稳相图均有一个共饱点,二条单变度线和两个单盐结晶区,介稳相图属简单共饱型,无复盐或固溶体产生。15℃时二单盐结晶区为KCl和CaCl_2·6H_2O;35℃时二单盐结晶区为KCl和CaCl_2·4H_2O。由介稳体系溶液密度—组成图可见,介稳平衡溶液的密度在共饱点处出现奇异点,呈现最大值。对比分析发现,三元体系在15℃和35℃时均为CaCl_2的溶解度较大,结晶区面积较小;KCl溶解度较小,对应的结晶区面积最大。且随着温度的升高KCl和CaCl_2的溶解度均相应增加,CaCl_2由CaCl_2·6H_2O转化为CaCl_2·4H_2O,对应的结晶区扩大,且KCl对CaCl_2具有增溶作用,这对于应用该介稳相图指导高钙富钾油田水的分钾、除钙的工艺具有参考意义。Na~+,K~+,Ca~(2+)//Cl~-—H_2O四元介稳体系15℃和35℃干盐图中均为有一个共饱点,三条单变度线和三个结晶区,该介稳体系无固溶体和复盐产生。15℃时体系三个结晶区对应的平衡固相为:KCl、NaCl、CaCl_2·6H_2O;35℃时体系三个结晶区对应的平衡固相为:KCl、NaCl、CaCl_2·4H_2O。由溶液性质—组成图可见,介稳平衡溶液的密度、粘度、折光率、电导率和pH值随溶液中CaCl_2含量的变化而呈现有规律的变化。四元体系在15℃和35℃时均为CaCl_2的溶解度最大,结晶区面积最小,但15℃时是KCl溶解度最小,对应的结晶区面积最大,而35℃时是NaCl溶解度最小,对应的结晶区面积最大。并且通过对15℃和35℃时的相图比较,发现随着温度的升高,NaCl和CaCl_2的结晶区变大,而KCl的结晶区缩小。由此可见,KCl对CaCl_2有一定的增溶作用,而NaCl对KCl具有一定的盐析作用。 结合Pitzer溶液理论的最新进展,首次拟合了15℃和35℃时四元体系所需的Pitzer参数,获取了各种平衡固相在相应温度下的溶度积算术平均值,成功地理论预测了四元体系Na~+,K~+,Ca(2+)//Cl~-—H_2O和三元体系K~+,Ca~(2+)//Cl~-—H_2O分别在15℃和35℃时的介稳平衡溶解度,取得了满意的结果。……   
[关键词]:水盐体系;介稳相平衡;;氯化物
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:成都理工大学2007年