Cairan Poliamina untuk Limbah

Poliamina cair adalah golongan polimer yang mengandung beberapa gugus amino (-NH₂) atau gugus imino (-NH₂). Karena gugus bermuatan positif pada rantai molekulnya dan struktur molekulnya yang dapat disesuaikan, polimer ini banyak digunakan dalam pengolahan air limbah berminyak dan penggunaan limbah poliamina di ladang minyak. 

Limbah minyak di ladang minyak memiliki komposisi yang kompleks, mengandung minyak mentah (minyak teremulsi, minyak terdispersi), padatan tersuspensi, garam (salinitas tinggi), aditif (seperti surfaktan, polimer), dll., sehingga sulit diolah. Cairan poliamina, dengan sifat fisik dan kimianya yang unik, memainkan peran penting dalam proses seperti demulsifikasi, flokulasi, dan pemurnian. 

1. Karakteristik dan Kesulitan Pengolahan Limbah Minyak di Ladang Minyak 

Karakteristik inti air limbah berminyak di ladang minyak menentukan kesulitan pengolahannya dan juga membentuk latar belakang yang ditargetkan untuk penerapan larutan poliamina: 

Emulsifikasi Tinggi: Minyak mentah dalam air limbah seringkali membentuk emulsi minyak dalam air (O/W) yang stabil dengan surfaktan (seperti natrium dodesilbenzena sulfonat yang digunakan untuk menggantikan minyak). Tetesan minyak memiliki ukuran partikel yang kecil (biasanya < 10μm), muatan antarmuka yang kuat, dan sulit dipisahkan secara alami. 

Garam Tinggi dan Salinitas Tinggi: Mengandung sejumlah besar ion logam seperti Ca²⁺, Mg²⁺, dan Na⁺, dan salinitasnya dapat mencapai 10⁴-10⁵ mg/L, yang memiliki dampak signifikan pada stabilitas dan efektivitas agen umum. 

Komposisi Kompleks: Mengandung polimer (seperti poliakrilamida yang digunakan untuk penggantian minyak), resin, aspalten, dll., yang selanjutnya meningkatkan viskositas dan stabilitas air limbah. 

Persyaratan Pengolahan Tinggi: Air limbah harus memenuhi standar injeksi ulang (air untuk pengembangan ladang minyak) atau pembuangan (seperti kandungan minyak < 10 mg/L), dan persyaratan ketat diberlakukan pada efisiensi pengolahan. 

2. Mekanisme Kerja Cairan Poliamina dalam Limbah Cair Berminyak di Ladang Minyak 

Tindakan cairan poliamina didasarkan pada karakteristik struktur molekulnya (muatan kationik, struktur rantai panjang), dan pemurnian air limbah terutama dicapai melalui mekanisme berikut: 

1). Netralisasi Muatan. Tetesan minyak dan partikel koloid (seperti lempung, bahan organik) dalam air limbah ladang minyak biasanya bermuatan negatif karena adsorpsi surfaktan anionik, dengan potensi zeta yang relatif tinggi (biasanya > -30 mV) dan stabilitas yang kuat. Gugus amino/imino pada rantai molekul cairan poliamina menjadi bermuatan positif setelah protonasi. Gugus ini dapat tertarik secara elektrostatik ke tetesan minyak dan koloid yang bermuatan negatif, menetralkan muatan permukaannya, dan mengurangi potensi zeta (biasanya hingga <-15 mV), sehingga merusak stabilitas emulsi dan menyebabkan tetesan minyak dan partikel kehilangan gaya tolaknya dan beragregasi. 

2). Flokulasi Jembatan Cairan poliamina memiliki rantai molekul yang relatif panjang (dengan berat molekul biasanya berkisar antara 10⁴ hingga 10⁶). Beberapa situs aktif pada rantai molekul dapat secara bersamaan mengadsorpsi beberapa tetesan atau partikel minyak. Melalui efek "bridging", partikel-partikel halus yang terdispersi terhubung menjadi flok yang lebih besar (dengan ukuran partikel mencapai beberapa ratus mikron), sehingga mempercepat sedimentasi atau pengapungannya. 

3) Meningkatkan Efek Demulsifikasi. Untuk emulsi yang stabil, cairan poliamina dapat menembus antarmuka minyak-air, menggantikan molekul surfaktan pada antarmuka, dan merusak kekuatan lapisan film antarmuka. Hal ini menyebabkan tetesan minyak yang teremulsi bergabung menjadi tetesan minyak besar dan mencapai pemisahan minyak-air. 

3. Skenario Aplikasi Khusus Cairan Poliamina Berdasarkan tahapan pengolahan (pra-pengolahan, pengolahan lanjutan) air limbah berminyak di ladang minyak, metode dan tujuan aplikasi cairan poliamina berbeda-beda: 

1). Tahap Pra-Perlakuan: Demulsifikasi dan Penghapusan Minyak Primer 

Skenario yang Berlaku: Untuk air limbah dengan kandungan minyak tinggi (biasanya 100-1000 mg/L), seperti air limbah dari sumur produksi minyak dan air limbah setelah pemisahan di stasiun pengumpulan pusat. 

Fungsi: Melalui demulsifikasi dan flokulasi, mengubah minyak teremulsi menjadi minyak bebas, membuat tetesan minyak berkumpul dan mengapung, dan pada saat yang sama menghilangkan beberapa padatan tersuspensi, mengurangi beban pengolahan selanjutnya. 

Metode Aplikasi: Biasanya ditambahkan sendiri atau dikombinasikan dengan demulsifier anorganik (seperti kalsium klorida), dengan dosis umumnya 50-200 mg/L. Setelah pengolahan, kadar minyak dalam air limbah dapat dikurangi hingga kurang dari 50 mg/L. 

2) Tahap Pengolahan Lanjutan: Pemurnian dan Pemenuhan Standar 

Skenario yang Berlaku: Air limbah setelah praperlakuan (dengan kandungan minyak 10-50 mg/L) perlu diolah lebih lanjut agar memenuhi standar injeksi ulang atau pembuangan (kandungan minyak <10 mg/L). 

Fungsi: Untuk sisa tetesan minyak kecil dan padatan tersuspensi, cairan poliamina memperkuat flokulasi untuk membentuk flok yang lebih besar. Dikombinasikan dengan proses presipitasi atau filtrasi (seperti sedimentasi pelat miring, flotasi udara), minyak dan padatan tersuspensi dihilangkan secara mendalam.

 Metode Aplikasi: Sering dikombinasikan dengan bahan pembantu koagulan (seperti polialuminium klorida, PAC). Efek penjembatan poliamina digunakan untuk memperkuat flok-flok kecil yang terbentuk oleh PAC, sehingga meningkatkan efisiensi sedimentasi. Setelah pengolahan, kadar minyak dalam air limbah dapat dikurangi hingga kurang dari 5 mg/L, dan kadar padatan tersuspensi <20 mg/L, sehingga memenuhi persyaratan reinjeksi (misalnya, persyaratan reinjeksi untuk ladang minyak dengan permeabilitas rendah adalah kadar minyak <5 mg/L) atau persyaratan pembuangan. 

3). Skenario Khusus: Pengolahan Air Limbah Berkadar Garam Tinggi/Suhu Tinggi. Air limbah ladang minyak seringkali berada di lingkungan bersuhu tinggi (40-80℃) dan bersalinitas tinggi. Flokulan umum (seperti garam aluminium, garam besi) rentan terhadap hidrolisis dan kegagalan. Namun, rantai molekul cairan poliamina memiliki stabilitas yang kuat (tahan garam, tahan suhu). Cairan ini dapat mempertahankan kerapatan muatan dalam kondisi kadar garam tinggi dan tidak mudah terurai pada suhu tinggi. Oleh karena itu, cairan ini cocok untuk pengolahan air limbah dalam skenario khusus seperti Ladang Minyak Bohai (salinitas tinggi) dan ladang minyak berat (suhu tinggi). 

 4. Keuntungan dan Perhatian Aplikasi Cairan Poliamina 

Keuntungan

Efisiensi Tinggi: Dibandingkan dengan agen tradisional (seperti PAM, aluminium sulfat), cairan poliamina memiliki kerapatan muatan yang lebih tinggi, kecepatan demulsifikasi dan flokulasi yang lebih cepat, dan air limbah yang diolah memiliki kejernihan yang tinggi. 

Daya Adaptasi yang Kuat: Sifat tahan terhadap garam dan suhu yang sangat baik, yang dapat beradaptasi dengan kondisi kerja kompleks air limbah ladang minyak. 

Lebih Sedikit Lumpur: Gumpalan yang terbentuk padat dan memiliki kinerja pengeringan yang baik, sehingga mengurangi biaya pengolahan lumpur. 

Kompatibilitas yang Baik: Dapat digunakan dalam kombinasi dengan agen lain (seperti demulsifier, bakterisida) tanpa mempengaruhi proses perawatan secara keseluruhan. 

Tindakan pencegahan 

Kontrol Dosis: Penambahan yang berlebihan akan menyebabkan residu poliamina dalam air, meningkatkan COD, atau menyebabkan polusi sekunder. Dosis optimal perlu ditentukan melalui uji skala kecil (biasanya 50-300 mg/L). 

Penapisan Jenis: Berat molekul dan kandungan gugus amino poliamina memengaruhi efeknya (misalnya, cairan poliamina dengan berat molekul rendah memiliki sifat demulsifikasi yang kuat, dan cairan poliamina dengan berat molekul tinggi memiliki sifat flokulasi yang baik). Jenis yang tepat perlu dipilih berdasarkan sifat air limbah (seperti kandungan minyak, tingkat emulsifikasi). 

Dampak Toksisitas: Beberapa cairan poliamina (seperti poliamina alifatik yang tidak dimodifikasi) dapat menghambat mikroorganisme dalam pengolahan biokimia selanjutnya. Jika air limbah memerlukan pengolahan biokimia, cairan poliamina termodifikasi dengan toksisitas rendah (seperti epiklorohidrin - kopolimer amina) harus dipilih. 

Atribut khusus industri

Atribut Lainnya

Kemampuan Pasokan

Waktu tunggu

Lokakarya sintesis Jiufang Tech

Laboratorium Jiufang