Секвестрация ионов для предупреждения образования накипи в системах опреснения с высоким выходом

1. Способ секвестрации катионов, которые могут осаждаться из водной композиции, при этом способ включает:
добавление полидентатного лиганда к водной композиции, которая содержит по меньшей мере один тип катиона, который может осаждаться из водной композиции с образованием накипи; затем
предоставление возможности связывания полидентатного лиганда с катионом с образованием ионного комплекса, который не образует накипи; затем
применение по меньшей мере части водного раствора в способе, включающем получение практически чистой воды из водной композиции, где катион, при отсутствии образования ионного комплекса, участвует в образовании накипи;
снижение pH водной композиции или солевого раствора, содержащего компоненты водной композиции, для высвобождения катиона из полидентатного лиганда; и
повторное введение полидентатного лиганда после высвобождения катиона в дополнительную водную композицию с образованием дополнительного ионного комплекса, который не образует накипи, в преимущественно замкнутом цикле.
2. Способ по п. 1, где катион включает по меньшей мере одно из следующего: кальций, барий, стронций и магний.
3. Способ по п. 1, где водная композиция включает воду обратного притока или добываемую воду из добычи нефтепродуктов или газа.
4. Способ по п. 1, где водная композиция включает по меньшей мере одно из морской воды и слабоминерализованной воды.
5. Способ по п. 1, где водная композиция включает сточные воды.
6. Способ по п. 1, где pH водной композиции или солевого раствора снижают посредством добавления кислоты для высвобождения компонента, образующего накипь, из полидентатного лиганда.
7. Способ по п. 1, дополнительно включающий отделение очищенной воды от солевого раствора с ионным комплексом, который не образует накипи, входящим в состав солевого раствора.
8. Способ по п. 1, дополнительно включающий отделение очищенной воды от других компонентов водной композиции посредством способа опреснения, выбранного по меньшей мере из одного из следующих: обратного осмоса, дистилляции многоступенчатым мгновенным вскипанием, многоступенчатой дистилляции, механического повторного сжатия паров, электродиализа, мембранной дистилляции, экстракции с растворителем направленного действия и увлажнения-осушения.
9. Способ по п. 1, дополнительно включающий отделение очищенной воды от других компонентов водной композиции в способе, в котором водную композицию нагревают до температуры, при которой катион будет осаждаться из водной композиции при отсутствии связывания компонента, образующего накипь, в ионный комплекс, который не образует накипи.
10. Способ по п. 1, дополнительно включающий отделение очищенной воды от других компонентов водной композиции в способе, в котором водную композицию нагревают до температуры по меньшей мере 50°С.
2
4
2
3
11. Способ по п. 1, где водная композиция содержит по меньшей мере один растворенный компонент, выбранный из NaCl, KCl, NaSO и NaCO.
12. Способ по п. 1, где pH водной композиции или солевого раствора, содержащего компоненты водной композиции, снижают путем добавления кислоты в водную композицию или солевой раствор, при этом способ дополнительно включает добавление основания в водную композицию или солевой раствор после высвобождения и удаления полидентатного лиганда, где основание нейтрализует кислоту.
13. Способ по п. 1, дополнительно включающий фильтрацию ионного комплекса, который не образует накипи, из водной композиции с получением солевого раствора, где отфильтрованный солевой раствор включает ионный комплекс, который не образует накипи, и где pH отфильтрованного солевого раствора снижают для высвобождения полидентатного лиганда.
14. Способ по п. 13, дополнительно включающий отделение очищенной воды от части водной композиции, которая остается после того, как отфильтровывают солевой раствор, содержащий координационный комплекс.
15. Способ по п. 1, где раствор, содержащий ионный комплекс, охлаждают до менее 20°С после снижения pH для увеличения количества полидентатного лиганда, высвобождаемого от катиона.
16. Способ по п. 1, где полидентатный лиганд содержит этилендиаминтетраацетат-ион.
17. Устройство для опреснения с предотвращением образования накипи, при этом устройство содержит:
источник водной композиции, содержащей по меньшей мере один тип катиона, который может осаждаться из водной композиции с образованием накипи;
систему опреснения;
первый трубопровод, выполненный с возможностью подачи водной композиции из источника водной композиции в систему опреснения;
источник полидентатного лиганда;
второй трубопровод, выполненный с возможностью подачи полидентатного лиганда из источника полидентатного лиганда в первый трубопровод для связывания полидентатного лиганда с катионами в водной композиции с образованием ионного комплекса, который не образует накипи;
устройство для снижения pH, объединенное с источником средства для снижения pH и выполненное с возможностью разделения катионов и полидентатного лиганда; и
третий трубопровод, выполненный с возможностью подачи ионного комплекса, который не образует накипи в водной композиции или в солевом растворе, полученном из водной композиции, в устройство для снижения pH.
18. Устройство по п. 17, где второй трубопровод выполнен с возможностью подачи полидентатного лиганда из устройства для снижения pH в первый трубопровод.
19. Устройство по п. 18, дополнительно содержащее блок для ультрафильтрации, объединенный с первым трубопроводом и выполненный с возможностью отделения комплекса, который не образует накипи, от водной композиции перед подачей водной композиции в систему опреснения.