么该组合物可能是基本上纯的，尽管不是完美地纯的，因为实际且不完美的现实情况可能 适用；例如，可能存在的至少痕量的杂质（例如，小于1%或2%，其中在此表达的百分比或 浓度可以按重量计或按体积计）可以理解为在本说明的范围内；同样地，如果提及一种特 定形状，那么该形状旨在包括与理想形状的不完美的偏差，例如归因于制造公差。
[0027] 尽管术语第一、第二、第三等在此可能被用于描述不同要素，但这些要素并不受限 于这些术语。这些术语只是用于将一个要素与另一个要素区分开来。因此，下面讨论的一 个第一要素可以被称为一个第二要素，而没有脱离示例性实施例的传授内容。
[0028] 空间相关的术语，如"上方"、"下方"、"左"、"右"、"前"、"后"等可能在此被使用以 便于描述一个要素与另一个要素的关系，如图中所示出。应理解，除在此描述和在图中描绘 的取向外，这些空间相关的术语以及所示出的配置旨在涵盖正在使用或运行的设备的不同 取向。例如，如果翻转图中的设备，那么描述为位于其他要素或特征"下方"或"之下"的要 素则将取向成位于该其他要素或特征的"上方"。因此，示例性术语"上方"可以涵盖上方和 下方的取向两者。该设备可能另外取向（例如，旋转90度或其他取向），并且在此使用的空 间相关的叙述语被作相应地解释。
[0029] 再进一步，在本披露中，当一个要素被称为是"在之上"、"连接到"或"联接到"另 一个要素上时，它可以直接在之上，连接或联接到该其他要素或者可以存在中介元素，除非 另有规定。
[0030] 在此使用的术语是用于描述具体实施例的目的，并且不旨在限制示例性实施例。 如在此所使用，单数形式，如"一个（a和an) "也旨在包括复数形式，除非上下文另有指 示。此外，术语"包括（includes) "，"包括（including) "、"包含（comprises)" 和"包含 (comprising) "指定所陈述的要素或步骤的存在，但不排除一个或多个其他要素或步骤的 存在或添加。
[0031] 在水性组合物（例如，海水、半咸水或来源于页岩气或页岩油提取的采出水或回 流水）中发现的各种离子（例如，阳离子，如Ca2+、Ba2+、Sr2+、Mg2+)例如通过与碳酸根和硫酸 根结合可以沉淀以便形成结垢化合物。由于相反的溶解度（即，在较高的温度下该结垢化 合物的较低的溶解度）这种结垢可能在高温下发生并且可折中这些水性组合物的处理和/ 或可弄脏或损坏该装置的高温组件，这些组件趋向是该装置中最昂贵的组件。
[0032] 根据在此描述的方法，这些结垢离子可以被螯合并且通过将离子14捕获在螯合 多齿配体12(如乙二胺四乙酸（H4EDTA))中防止沉淀。在一个实施例中，可以Na4EDTA的形 式提供该多齿配体12,该Na4EDTA在溶液中形成EDTA4'在图1中提供了H4EDTA的分子结 构的图示。在阳离子14的存在下在该H4EDTA中的氢（H)原子从氧（0)原子中释放，并且 在该H4EDTA中这些氢原子结合至其上的氧原子然后结合至这些阳离子14上；此外，在每个 氮（N)原子上的自由电子对还与这些阳离子14形成键以便螯合在六个面上正交的阳离子 14的每一个。
[0033] 可以如下表示此方法的化学反应：
[0034]Na4EDTA+Ca2+-CaEDTA2_+4Na+
[0035] 在以上表述中，EDTA充当该多齿配体（螯合剂），并且钙（Ca2+)是该结垢离子。该 钙离子的捕获通过在该水性组合物中建立大于4的pH(其中Ks基本上大于1)促进。如以 上示出的，一摩尔EDTA捕获一摩尔的二价金属离子或过渡金属离子。具体地，在这种情况 下，当以CaEDTA2-形式螯合时，该钙离子被捕获并且不结垢。在相关的温度下产生的新的络 合物离子（CaEDTA2〇具有比甚至氯化钠（NaCl)高的多的溶解度。
[0036] 使用EDTA作为该多齿配体是有利的，因为其高的稳定常数，尽管可以使用多种其 他配体的任何一种。在以下表1中提供了这些方法中可以使用的配体的实例以及它们对应 的稳定常数。
[0037]表 1 :
[0040]在图3中提供了用于防结垢脱盐的装置的第一个实施例的示意图。在这个实施例 中，该水性原料组合物是来自油或气提取的采出水。可以将该水性组合物从源22 (如槽或 打开的池）中通过一个第一导管16进料至高回收率的脱盐系统28中。该多齿配体12可 以最初地从源24提供并且补充并且被注入至该第一导管16中，其中该多齿配体12捕获该 阳离子14以便形成一种不结垢离子络合物15,如在图2中示出的（其中为了简化氢键从该 图示中省略），然后该不结垢离子络合物15与该采出水一起被注入至一个高回收率的脱盐 系统28中，还将热能46进料至该脱盐系统28中。
[0041]在图5中提供了该高回收率的脱盐系统28的一个实施例的组件的示意图。该水 性组合物26 (例如，采出水）首先通过一个导管进料穿过一个反渗透单元62,从该反渗透 单元62通过一个第一输出导管提取第一淡水输出32'。然后将剩余的水性盐水组合物通 过一个导管进料穿过一个机械式蒸汽压缩蒸馏单元64,从该单元64通过一个第二输出导 管提取第二淡水输出32"。然后将剩余的水性盐水组合物通过一个导管进料穿过一个结晶 器66,从该结晶器66通过一个第三输出导管提取第三淡水输出32"'。该结晶器66还输出 (a) -种盐水34,该盐水34包含仍然被该多齿配体12螯合的处于离子络合物15形式的阳 离子14以及（b)例如NaCl、KCl、Na2S04、以及Na2C03的固体（结晶的）输出30。可替代地， 或此外，该高回收率的蒸馏系统28可以包括用于以下项的单元：多级闪蒸蒸馏（MSF)、多效 蒸馏（MED)、提取蒸馏（ED)、膜蒸馏（MD)、增湿/除湿（HDH)蒸馏等。这些蒸馏过程在这种 方法中可以在该阳离子14将从该水性组合物26中沉淀的温度（例如，至少50°C)下进行， 该阳离子14不被该该多齿配体12捕获。
[0042] 返回到图3,将来自该高回收率的脱盐系统28的包含离子络合物15的盐水34,在 去除淡（基本纯净的）水32和固体30之后，通过第三导管20进料至一个pH降低室36中， 其中该盐水34的pH可以通过添加一种来自源38中的酸（例如，盐酸、硫酸或草酸）降低 至低于2。在具体的实施例中，其中添加草酸，该pH需要仅仅降低至约5 (或更小）的pH， 因为草酸可能引发草酸钙而不是来自该离子络合物的EDTA的沉淀。此pH的降低导致该多 齿配体12从该阳离子14中解离。然后该多齿配体14与剩余的水性组合物作为一种再循 环的原料42进料通过一个第二导管18回到该第一导管16,通过该第一导管16进料该最初 的水性组合物26。在途中，将来自源44的一种中和碱如NaOH注入至该第二导管18中以便 将该再循环原料42的pH升高至约中性的；并且可以将来自源24的附加的（补充的）多齿 配体14注入至该第二导管18中。
[0043] 将从该pH降低室36中输出的盐水（在去除了多齿配体12 (在组合物42中）之 后）进料至一个冷冻器54中，该冷冻器54从该盐水中提取热能46 (例如，将该盐水的温 度降低至小于20°C)。然后可以将从该盐水中提取的热能46通过一个导热连接转移并且 再引入至该高回收率的脱盐系统28中。在该冷冻器54中冷却该盐水导致附加的多齿配体 12 (没有在该pH降低室36中释放的）与该盐水中的阳离子14中分离。将具有附加释放的 多齿配体12的组合物42'注入至来自该冷冻器36的组合物42的流中以便再循环甚至更 多的多齿配体12。该冷冻器54还输出包含释放的离子（例如，Na、Ca、Ba、Sr、和/或Mg、 以及Cl)的盐水至一个储罐40中。在图4中展示了其中没有冷冻器54并且没有附加释放 的组合物42'的装置的第二实施例。
[0044] 在图6中提供了用于防结垢脱盐的装置的第三个实施例的示意图。在这个实施例 中，该水性组合物原料26通过第一导管16进料通过一个超滤单元48,该超滤单元48可以 包括一个具有亚1Um(sub-l-ym)孔的膜，该水性组合物原料26流动通过该膜。在将该水 性组合物的残留物52注