防止结垢在技术和经济方面都比去除或溶解更为有效。结垢预测是防止结垢的重要组成部分,其基于结垢化合物的溶解度数据。相平衡计算允许在早期工艺设计阶段评估结垢风险。然而,由于对热力学理解的不足,目前水垢溶解度的准确预测能力受到限制。
结垢的热力学受成分、温度、压力和离子强度等因素影响,这使其成为一项具有挑战性的任务。这些变量在流体的流动路径中发生巨大变化,并且由于资源区域的异质性,它们也可能有很大的差异。
当高含硫酸盐浓度的海水与含钙、钡和锶浓度较低的形成水混合时,可能导致硫酸钙(CaSO4)、碳酸钙(CaCO3)、硫酸锶(SrSO4)和硫酸钡(BaSO4)等水垢在石油生产环境中普遍出现。
需要构建可靠的热力学模型,以便准确预测结垢趋势并解决上述环境和工业过程中的问题。精确的数据对于开发强大的模型和做出准确的预测至关重要。在石油生产环境中,尤其是对于硫酸钡(BaSO4),由于可用于支持预测的测量有限,对于不同温度下的水蒸气饱和压力下的纯水中BaSO4溶解度的研究尚存在一些争议。
一些文献报告了温度超过373K时的实验测量结果,但存在相互矛盾的情况。例如,在523K和水的饱和压力下,BaSO4的溶解度为16.5μmol/kg H2O。除此之外,Jones等人的数据是唯一在相同条件下报告的数据,他们报告了低得多的值,仅为5.3μmolBaSO4/千克 H2O。
选择合适的数据源是研究热力学模型时一个引起关注的关键问题。特别是在涉及BaSO4(硫酸钡)的情况下,我们面临着高压下纯水中溶解度数据非常有限的挑战。
模型的准确性在很大程度上取决于模型参数所基于的可用实验数据。对于BaSO4溶解度数据来说,在高于373 K的温度和饱和压力下的可用性相当有限。
为了提高现有数据的可用性并确认在相应饱和压力下超过373 K时的一般溶解度趋势,我们需要填补这方面的信息空白。
为了解决这个问题,已经开发了一种可靠的实验装置,旨在确定BaSO4在纯水中的溶解度。该实验涵盖了从323 K到440 K的温度范围,并考虑了1至350 bar的压力范围。
通过这些实验,我们希望填补关于BaSO4溶解度的数据空缺。这样的实验工作将为热力学模型提供更多可靠的参数,从而提高预测的准确性。