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碳酸钙是油井和地面设施中最常见的垢物之一。由于缺少碳酸钙的结晶动力学模型,碳酸钙的沉积动力学在实际中常常被忽略。动力学因素,有结晶机理和结晶速率两个因素。本课题采用pH值自由漂移法,在完全密闭体系中,对碳酸钙的结晶机理及影响因素进行了试验研究。体系的氯化钠浓度最高达到4mol.L-1,镁钙离子比范围0~2.1,实验温度在25~40℃之间。研究结果表明:
碳酸钙在蒸馏水环境下非常容易发生结晶。碳酸钙结晶速率常数随温度的升高而增大。
氯化钠摩尔浓度为2mol.L-1时,碳酸钙在氯化钠水溶液中的溶解度存在最大值。在氯化钠体系中碳酸钙结晶较蒸馏水环境中不易发生。对应于结晶速率常数,氯化钠摩尔浓度小于2mol.L-1时,结晶速率常数随氯化钠的浓度增大而减小;氯化钠摩尔浓度大于2mol.L-1时,结晶速率常数随氯化钠浓度增大而增大。温度升高,碳酸钙在氯化钠体系中的结晶速率常数增大。
镁离子的存在对碳酸钙的结晶有抑制作用。体系中镁离子浓度增大,碳酸钙结晶诱导期延长,结晶速率常数减小。碳酸