稠油热采污水预氧化工艺结垢机理及阻垢研究

为解决稠油热采污水站采用预氧化工艺后污水易结垢问题,采用实验测试与理论分析方法,分析了污水采用预氧化工艺后的结垢机理,评价了聚丙烯酸、水解聚马来酸酐等6种阻垢剂的阻垢性能与复配方案。结果表明,高含成垢离子的污水经预氧化流程后,pH值升高,CaCO_3结垢反应向晶体析出的方向移动,促进了垢的生成;模拟水中,PAA单剂以12 mg/L注入时阻垢率为82.3%,KR928以10 mg/L注入时阻垢率为92.4%;HPMA与PAA按1∶2复配后以15 mg/L注入,阻垢率在85%以上;复配阻垢剂在真实水样中阻垢率虽有所降低,但仍在80%以上;聚马来酸酐与聚丙烯酸复配的阻垢剂可有效抑制稠油热采污水因采用预氧化工艺引起的结垢。     

水解聚马来酸酐和聚丙烯酸阻磷酸钙垢性能及其机理研究

采用静态阻垢法研究在不同温度、不同阻垢剂浓度、不同pH及不同浓度的待测离子条件下水解聚马来酸酐(HPMA)和聚丙烯酸(PAA)阻磷酸钙垢的阻垢性能,并对其机理进行简单研究.结果表明:在相同条件下,HPMA阻磷酸钙垢的效果比PAA效果好.HPMA和PAA的阻垢率随着阻垢剂浓度的增加而升高,但是阻垢率并不是无限升高,在10 mg/L时,阻磷酸钙垢的阻垢率最大;温度较低时,HPMA的阻垢率率较大.并用量子化学方法中的半经验PM3方法研究了HPMA分子结构与其性能之间的关系,探讨了HPMA阻磷酸钙垢的阻垢机理,从微观角度解释了HPMA阻垢性能要优于PAA.     

低磷阻垢剂在低温多效海水淡化过程中的应用

以羟基乙叉二膦酸(HEDP)、端羧基超支化聚酯(CHBP)、水解聚马来酸酐(HPMA)、聚丙烯酸(PAA)为原料,研制出一种具有环保功能的低磷复配高效阻垢剂,利用傅里叶红外光谱(FTIR)对CHBP的分子结构进行了表征,通过静态阻垢实验和模拟低温多效蒸馏海水淡化体系下的铜管垢样生长实验考察了低磷阻垢剂的阻垢性能。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了垢样的形貌和晶体结构。结果表明,该低磷阻垢剂的最佳配方为m(HEDP)∶m(CHBP)∶m(HPMA)∶m(PAA)=1∶9∶80∶10,在其质量浓度为15 mg/L时,碳酸钙阻垢率为87.5%。阻垢剂中的羧基是阻止碳酸钙垢形成的主要因素。CHBP的引入降低了配方中的总磷含量。加入该阻垢剂后,铜管上垢样的形貌发生了改变,易在水相中悬浮而随水流走,从而难以沉积生长在换热器的表面。     

油田注水井管线结垢分析及阻垢剂研制与应用

青化砭油田注水井管线结垢严重,以马来酸酐-丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯(MAH)、EDTMPS、PASP和HDTMPA为原料,研制了一种复合型阻垢剂ZGJ-6,能同时高效阻止碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡锶垢,当投加量60 mg/L时,对钙盐(碳酸钙、硫酸钙)垢的阻垢率达94.52%,对硫酸钡锶垢的阻垢率达95.32%,阻垢效果优于常规阻垢剂。现场应用实验表明,在管线中投加ZGJ-6 60 mg/L后,试片光亮无结垢,同压力下的月平均注水量下降幅度和同注水量下的月平均压力提高幅度为2%～3%,变化平缓,从根本上解决了管线的结垢问题。     

聚天冬氨酸及其复配物对硫酸钙的阻垢性能

以L-天冬氨酸为原料，热聚合成聚天冬氨酸酐，水解得到聚天冬氨酸的钠盐。采用凝胶色谱法(GPC)测定了聚天冬氨酸的相对分子质量。研究了聚天冬氨酸及其复配物的阻CaSO4垢性能。实验表明：聚天冬氨酸在投加质量浓度为4mg／L时，阻垢率达到90％，优于常用的阻垢剂聚马来酸和聚丙烯酸。聚天冬氨酸与三聚磷酸钠的复配物在投加质量浓度为5mg／L时，阻垢率达到90％，与柠檬酸三钠的复配物的阻垢率达到88％。聚天冬氨酸及其复配物均具有一定的耐温性能，且聚天冬氨酸优于其复配物。     

一种环保型阻垢缓蚀剂的性能

以聚环氧琥珀酸（PESA）、聚丙烯酸（PAA）、水解聚马来酸酐（HPMA）、苯并三氮唑（BTA）为原料,研制出一种新型具有环保功能的复合型高效阻垢缓蚀剂。通过正交试验确定该阻垢缓蚀剂中各组分的最佳浓度为：PESA(1.0 mg/L)/PAA(1.0 mg/L)/HPMA (0.6 mg/L)/BTA(0.5 mg/L)。分别采用鼓泡法、电化学试验和旋转挂片腐蚀试验研究了其阻垢缓蚀性能。试验结果表明,该阻垢缓蚀剂的阻垢率为92%,对A3碳钢、铜、不锈钢的缓蚀率分别达到了83%、97%、99%,动态模拟试验结果也显示该阻垢缓蚀剂满足循环冷却水运行要求。     

高尚堡油田复合阻垢剂优选实验研究

针对高尚堡油田注水井碳酸钙垢结垢严重问题,开展适用于高尚堡油田耐温高效复合阻垢剂的筛选与评价工作.实验对膦酰基羧酸共聚物(POCA)、多氨基多醚基亚甲基膦酸(PAPEMP)、二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMPA)、水解聚马来酸酐(HPMA)、乙二胺四亚甲基磷酸钠(EDTPMS)、聚天冬氨酸(PAPS)共6种阻垢剂的耐温性和阻垢能力进行了评价,其中PAPEMP、DTPMPA和POCA 3种阻垢剂在120℃时的阻垢率在80％以上,满足高尚堡油田注水井阻垢要求.将上述3种阻垢剂按比例进行复配评价,静态实验结果发现DTPMPA与POCA复配比例为1:1,加量100 mg·L-1时阻垢效果最好,在120℃下对碳酸钙垢的阻垢率可以达到85％.最后分别对两种复配阻垢剂的动态阻垢效果进行了评价.实验结果表明,两种复配阻垢剂对管线的伤害均较小,DTPMPA-POCA复配阻垢剂对岩心的伤害程度低于DTPMPA-PAPEMP复配阻垢剂,前者驱替70 PV对岩心伤害程度在10％左右,后者对岩心伤害程度在20％左右,因此推荐DTPMPA-POCA复合阻垢剂进行高尚堡油田注入水防垢作业.     

聚环氧琥珀酸在反渗透系统中阻垢效果的评价

以马来酸酐为原料合成了一种新型无磷、无氮环保型阻垢剂聚环氧琥珀酸(PESA).并利用实验室反渗透评价装置对其阻碳酸钙垢效果进行了评价,并与国外的聚丙烯酸(PAA)样品进行了阻垢效果的对比.实验证明PESA阻垢性能良好,在反渗透系统中具有广泛的应用前景.     

一种油田高钡水体阻垢剂的制备及性能研究

以丙烯酸(AA)、丙烯酸甲酯(MA)与马来酸酐(MAC)三种单体合成了一种新型的三元共聚物阻垢剂,通过正交实验确定该阻垢剂的最佳工艺参数:单体配比(MA:MAC:AA)=1:0.3:0.5,引发剂用量为12%,反应温度为80°C,反应时间为4 h。考察了阻垢剂的质量浓度和高钡水体对阻垢剂阻垢性能的影响,结果表明:该阻垢剂对钡锶垢有较好的阻垢效果,当钡离子和锶离子浓度分别为185 mg/L和2 250 mg/L时,阻垢剂加量为60 mg/L,阻垢率分别接近100%和80%左右;当钡离子浓度高达700 mg/L时,该阻垢剂的阻垢率仍在90%以上。     

聚丙烯酸阻垢性能的评定--静态阻垢法

在工业循环冷却水中,结垢是普遍存在的困扰系统正常运行的一大难题。使用阻垢剂已成为目前控制结垢最常用的方法之一。准确、快速地评定阻垢剂的阻垢性能对阻垢剂的开发和合理利用十分重要。通过聚丙烯酸(PAA)对碳酸钙垢的静态阻垢法阻垢实验,结果表明:聚丙烯酸有良好的阻碳酸钙垢效果。     

一种新型无磷缓蚀阻垢剂的开发

以聚天冬氨酸(PASP)、聚环氧琥珀酸(PESA)、葡萄糖酸钠和聚丙烯酸(PAA)为原料,开发出一种新型无磷阻垢剂。利用静态阻垢实验、旋转挂片腐蚀试验和循环水动态模拟实验研究了该无磷阻垢缓蚀剂的阻垢和缓蚀性能。结果表明,该无磷缓蚀阻垢剂的浓度为50mg/L时,阻垢率和缓蚀率分别达到95%和90%。     

制药循环水用无磷阻垢剂的阻硫酸钙垢性能研究

本文利用马来酸酐（MA）改性聚丙二醇（PPG）后得到的单体PPGAZMA,再与丙烯酸（AA）、丙烯酰胺（AM）通过水相自由基聚合得到无磷阻垢剂AA-AM-PPGAZMA。将合成的无磷阻垢剂进行静态阻硫酸钙实验,结果表明当m（AA）：m（PPGAZMA）：m（AM）=4:3:1时制得的无磷阻垢剂,阻硫酸钙垢效果最佳,阻垢剂AA-AM-PPGAZMA投加量3mg/L时阻硫酸钙垢效率达到98%,此外还考察了引发剂用量和离子浓度对阻垢剂阻垢效果的影响,引发剂用量为6%时效果最佳;当钙离子和硫酸根离子浓度达到8000mg/L、12000mg/L时,阻硫酸钙垢效率仍然能够达到80%以上。通过扫描电镜观察发现,加入阻垢剂AA-AM-PPGAZMA后硫酸钙垢变得疏松不规整,AA-AM-PPGAZMA阻硫酸钙垢性能优于市售的含磷阻垢剂PBTC和PAPEMP,AA-AM-PPGAZMA加入量为3mg/L时,阻垢率已经达到98%,而PBTC和PAPEMP都未达到85%,AA-AM-PPGAZMA是一种具有工业应用前景的新型阻垢剂。     

钙垢阻垢剂的制备及复配性能

制备了丙烯酸-丙烯酸甲酯二元共聚物（AA-MAC）,并研究了其与钙垢阻垢剂CY对钙垢的阻垢性能,探究了2者的协同性及复配产物的阻垢性能.结果表明,AA-MAC和CY均具有较好的阻钙垢性能;AA-MAC与CY的复配可知,CY与AA-MAC具有协同增效作用,当AA-MAC与CY的质量比为1：1时,50 mg/L的投加量下,Ca2＋的质量浓度为1.4 g/L时,其对CaCO3垢的阻垢率仍大于85.15％;40 mg/L的投加量下,复配阻垢剂就能使高钙结垢性水体阻垢率大于90％,满足油田现场实际生产的需要.     

循环水用P(MAH-AMPS-AM)共聚物阻垢剂的制备及性能

通过自由基聚合法,以马来酸酐(MAH)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为反应单体,成功制备了P(MAH-AMPS-AM)共聚物,并将其应用于循环水阻垢。利用FTIR对其化学结构进行了表征,以阻垢率为研究对象,详细探讨了P(MAH-AMPS-AM)共聚物的阻垢效果与投加量、水样温度及溶液pH之间的关系;进一步通过SEM考察了阻垢剂对钙垢晶体的影响。结果表明,P(MAH-AMPS-AM)共聚物对CaCO_3和CaSO_4均具有良好的阻垢性能,在阻垢剂的投加量为15 mg/L时,其阻碳酸钙垢的阻垢效率达到93.8%;其投加量为18 mg/L时,阻硫酸钙垢的阻垢效率达到92.8%,且在水样温度为80℃时仍具有较好的阻垢效果;P(MAH-AMPS-AM)共聚物能有效破坏钙垢晶体的规整性,使晶体产生大量缺陷,从而起到抑制结垢的能力。     

HEDP/HPMA/PAA三元阻垢剂在热法海水淡化中的阻垢性能

采用碳酸钙沉积法,考察了水解聚马来酸酐(HPMA)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、聚丙烯酸(PAA)三元配方阻垢剂的阻垢性能。结果表明,三元配方组分表现出协同效应。采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对垢样进行了分析,结果显示三元配方阻垢剂能够影响碳酸钙垢的微观形貌和晶相组成。海水体系下铜片垢样生长实验表明,在三元配方作用下铜片表面没有碳酸钙晶体生长;而且在海水体系下,优化配方使垢粒度减小,分布变宽。     

低膦水解聚马来酸酐阻垢剂合成研究

以水为溶剂,均相催化引发H2O2产生.OH,合成了低膦水解聚马来酸酐(PHPMA)阻垢剂。研究了原料质量配比、反应温度、催化剂加量、反应时间及阻垢剂加量对阻垢效果的影响。得出最佳合成工艺:m(马来酸酐)∶m(次亚磷酸钠)∶m(引发剂)∶m(水)=12∶4.5∶13∶12,催化剂用量为0.05%,反应时间3 h,温度95℃。PHPMA投加质量浓度为4 mg/L时,其静态阻垢率达99.61%。结果表明,采用均相催化能够合成低膦水解聚马来酸酐高效阻垢剂。     

制药循环水用无磷阻垢剂的阻硫酸钙垢性能

利用马来酸酐(MA)改性聚丙二醇(PPG)后得到的单体PPGAZMA,再与丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)通过水相自由基聚合得到无磷阻垢剂AA-AM-PPGAZMA。将合成的无磷阻垢剂进行静态阻硫酸钙实验,结果表明,当m(AA)∶m(PPGAZMA)∶m(AM)=4∶3∶1时制得的无磷阻垢剂,阻硫酸钙垢效果最佳,当其投加量3 mg/L时阻硫酸钙垢效率达到98%;此外,还考察了引发剂用量、钙离子和硫酸根离子质量浓度对阻垢剂阻垢效果的影响,引发剂用量为单体总质量的6%时效果最佳;当钙离子和硫酸根离子质量浓度达到8 000、12 000 mg/L时,阻硫酸钙垢效率仍能达到80%以上。通过扫描电镜观察发现,加入阻垢剂AA-AM-PPGAZMA后硫酸钙垢变得疏松不规整。当AA-AM-PPGAZMA加入量为3 mg/L时,阻垢率达到98%,而市售的含磷阻垢剂PBTC和PAPEMP均未达到85%。     

一种新型四元绿色阻垢剂的合成和性能研究

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、甲代烯丙基磺酸钠(SMAS)等为原料,采用溶液聚合法合成出兼含膦酰基和磺酸基的四元聚合阻垢剂PMAAS,通过实验确定了合成聚合物阻垢剂的最佳工艺条件.并测得PMAAS在质量浓度为7 mg/L时,对CaCO3垢的阻垢率可达99%,对CaSO4垢的阻垢率达88.5%.红外光谱分析结果表明:四元共聚物PMAAS中含有羧基、膦酰基和磺酸基等官能团.     

聚天冬氨酸与其它阻垢分散剂的协同效应

通过静态阻垢试验验证新型绿色生物可降解阻垢剂聚天冬氨酸是CaCO3,CaSO4·2H2O和BaSO4垢的优良阻垢剂.对聚天冬氨酸和其它阻垢分散剂的协同阻垢效应进行研究,发现对不同的水垢,聚天冬氨酸和不同的阻垢分散剂产生协同作用.对碳酸钙垢,聚天冬氨酸与聚马来酸酐、聚丙烯酸和羟基乙叉二膦酸有协同作用,对硫酸钙垢,聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸、聚丙烯酸和2-膦酸基-1,2,4三羟基丁烷有协同作用,对硫酸钡垢,聚天冬氨酸与聚环氧琥珀酸有协同作用.试验结果为聚天冬氨酸的工业应用提供了参考价值.     

适用于高矿化度环境的含磷缓蚀阻垢剂

针对高矿化度油田采出水对管线的结垢和腐蚀问题，采用有机胺、环氧氯丙烷、亚磷酸为原料，合成了两类缓蚀阻垢剂，并利用静态挂片法和络合滴定法对合成的阻垢剂进行了性能优化评价试验，筛选出了具有较好阻垢性能的阻垢剂PEAN-5。在马来酸酐上接枝亚磷酸基团后的聚合产物(PPMA)的缓蚀性能大幅度提高。将以上两种合成产物按照m(PPMA)：m(PEAN-5)=4：6进行复配(有效质量分数为50％)，80℃条件下，在矿化度为67550mg／L现场水中加入20mg／L阻垢剂时，缓蚀率和阻垢率分别在85％和92％以上。