五元体系HCl-NaCl-CaCl2-H 3BO3-H 2O在298.15 K的Pitzer模型及其应用研究

李丹，孙帅琦，张涛，赵一慧，孟令宗，郭亚飞，邓天龙

（1临沂大学化学化工学院，山东临沂276000；2天津科技大学化工与材料学院，天津300457）

引 言

柴达木盆地西部南翼山地区深层油田卤水，属于富含锂、钾、钙、硼等组分的氯化钙型卤水，其中B2O3含量达2591 mg·L-1，具有很高开采价值[1-2]。该油田卤水开发时可先提钾，卤水蒸发后期硼组分富集，卤水中硼可通过酸化法提取，此时卤水组成近似为HCl-NaCl-CaCl2-H3BO3-H2O体系。国内外卤水资源的开发大多采用盐田工艺，而制定盐田工艺需以相近水盐体系相图(相平衡)为理论依据[3-4]，目前未见该五元体系相平衡研究报道，但其部分子体系数据已有报道。文献[5]报道了含钙、硼酸的体系CaCl2-H3BO3-H2O多温的溶解度数据，但只给出了298.15 K的共饱点数据。HCl-CaCl2-H3BO3-H2O体系273.15、298.15和373.15 K的溶解度数据也有报道[5]，但溶解度数据不全，298.15 K时只给出了CaCl2·6H2O和H3BO3共饱的一组数据。因此，针对南翼山地区油田卤水硼酸的开发，亟须开展具有该卤水组成特征的五元体系相平衡的研究。

相平衡研究包含相应的实验和化学模型研究，相平衡实验研究很难得到完整的复杂体系相图，且单纯的相图对于卤水加工工艺理论分析存在局限性，而热力学模型可以对复杂多元体系的热力学和相平衡进行深入研究，用于溶液热力学性质(活度系数等)和溶解平衡的预测、卤水等温蒸发过程计算以及卤水加工工艺理论分析，如理论预测析盐顺序、卤水组成变化规律等[6-9]。本文HCl-NaCl-CaCl2-H3BO3-H2O体系热力学模型的研究可为南翼山地区油田卤水硼酸的开发提供基础理论数据。……