förutsägelse och experimentell bestämning av lösligheten hos exotiska skalor vid höga temperaturer – zinksulfid

närvaron av ”exotisk” skala såsom zinksulfid (ZnS), blysulfid (PbS) och järnsulfid (Fes) i HP/HT-reservoarer har identifierats. ”Exotiska” skalmaterial kommer som en ny utmaning i HP/HT-reservoarer. Detta har lett till utvecklingen av mer avancerade verktyg för att förutsäga deras beteende vid extrema förhållanden. Syftet med detta arbete är att inkludera ZnS i gruppen av skalmaterial som kan modelleras med den utökade UNIQUAC-modellen.

Löslighetsdata för ZnS är knappa i den öppna litteraturen. För att förbättra tillgängliga data studerar vi det experimentella beteendet hos ZnS-löslighet vid höga temperaturer. Bestämningen av lösligheten hos ZnS utförs vid temperaturer upp till 250 kcal C. zinksulfid (99,99%) och ultrarent vatten placeras i en flaska i en reducerad syreatmosfär. Provet placeras i ett kontrollerat bad och omrörs tills jämvikt uppnås. Suspensionen filtreras vid samma Processtemperatur och späds omedelbart. Därefter analyseras den vattenhaltiga lösningen med hjälp av induktivt kopplad Plasma optisk emissionsspektroskopi (ICP-OES) som analytisk teknik. Koncentrationerna av Zn2 + och S2− joner analyseras. Experimentella data används för parameteruppskattning i den utökade UNIQUAC-modellen som presenteras av Villafafila et al. (2005); (2006).

systemets fast-flytande fasjämvikt representeras med hjälp av den utökade UNIQUAC-modellen. Denna modell väljs på grund av dess mångsidighet och färre antal parametrar (två parametrar per art plus två parametrar per artpar) som ska uppskattas jämfört med andra modeller (Pitzers modell). Det observeras att ZnS löslighet ökar med ökande temperatur. Detta temperaturberoende representeras mycket väl av den utökade UNIQUAC-modellen. Modellen kan förutsäga experimentella data inom experimentfelet.

överenskommelsen mellan experimentella data och den utökade UNIQUAC-modellen visar att denna termodynamiska modell är ett lovande verktyg som kan bestämma förekomsten av ZnS-skalning i HP/HT-reservoarer. Denna metod kan utökas till andra skalningsmaterial (PbS, FeS), vilket gör den utökade UNIQUAC-modellen till en ledande modell för att förutsäga skalning i HP/HT-reservoarer.