柴油泄漏对循环冷却水系统缓蚀阻垢效果的影响

油品泄漏会导致循环水水质的变化,从而影响循环水系统中缓蚀阻垢剂的作用效果。本课题在考察柴油泄漏对氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)、溶菌酶、漆酶等缓蚀阻垢剂的作用效果影响的基础上,通过将ATMP与溶菌酶、漆酶复配,解决了传统缓蚀剂在柴油泄漏情况下消耗量大、作用效果差的问题。当循环水中混入80 mg/L的柴油, 溶菌酶、ATMP和漆酶浓度分别为10,30, 40 mg/L时,碳钢的腐蚀速率控制在0.008 mm/a以下,缓蚀率可达95%以上。     

柴油泄漏情况下生物酶缓蚀剂在循环水系统中的应用

油品泄漏导致循环冷却水中含有大量石油烃类物质,从而影响缓蚀剂的缓蚀效果。为寻求可应用于柴油泄漏情况下的生物酶缓蚀剂,向循环水中投加柴油以模拟油品泄漏,并配制不同浓度的生物酶制剂,分别考察其缓蚀效果,再根据单因素的实验结果,通过正交实验对3种生物酶进行复配。结果表明,柴油投加量为80 mg/L时,3种生物酶最优的复配方案为溶菌酶50 mg/L、脂肪酶10 mg/L、漆酶75 mg/L。复配的生物酶制剂可以在柴油投加量为80 mg/L的循环水中达到稳定的缓蚀效果,将碳钢的腐蚀速率控制在0.05 mm/a以下。     

介孔二氧化硅固定化漆酶及其循环冷却水中缓蚀作用的应用研究

在我国石油炼化企业中,油品泄漏问题普遍存在,影响了缓蚀剂的缓蚀效果。已有研究表明漆酶可用于循环水中催化氧化多类有机底物并起到缓蚀作用,而游离漆酶稳定性差,易受环境条件影响而失活,且难以实现重复利用,因此,对漆酶进行固定化是实现其工业生产应用的有效途径。用溶胶-凝胶法合成介孔二氧化硅微球并通过TEM,FT-IR和BET分析手段对其进行表征。结果显示微球的粒径大概在100-150纳米,平均孔径2.55纳米,比表面积为1088.9 m2/g。介孔SiO2微球吸附戊二醛,利用希夫碱反应固定化漆酶,确定固定化的最佳条件为：戊二醛浓度0.75%、作用时间8h、漆酶浓度0.04 mL/mL、固定化时间10h。缓蚀实验确定,当柴油泄漏浓度为80mg/L时,固定化漆酶的缓蚀率可达49.23%,略低于游离漆酶的缓蚀率59%,柴油降解率达到45%。实验证明固定化漆酶可通过降解柴油来达到缓蚀的效果。     

介孔SiO2固定化溶菌酶在柴油泄漏循环水系统中的缓蚀性能

在我国石油炼化企业中,普遍存在着油品泄漏问题。已有研究表明溶菌酶可用于循环水中起到缓蚀作用,而游离溶菌酶稳定性差,易受环境条件影响而失活,且难以实现重复利用,因此,对溶菌酶进行固定化是实现其工业生产应用的有效途径。采用溶胶-凝胶法合成介孔SiO2微球,并进行表征。利用物理吸附法固定化溶菌酶,确定固定化的最佳条件为：溶菌酶浓度0.8 g/L、固定化时间10 h,pH为6.5,缓冲溶液离子强度为50 mmol/L。选择柴油作为泄漏介质,并通过实验确定投加浓度为80 mg/L,通过缓蚀实验确定固定化溶菌酶的缓蚀率最高可达78.21%,且稳定性较游离溶菌酶有显著提高。     

循环水中有机物对HEDP分析结果的影响

我厂75循环水中投加了HEDP(羟基乙叉二膦酸)作为缓蚀、阻垢剂。为了保证设备在不腐蚀不结垢的情况下正常运转,必须控制循环水中缓蚀阻垢剂的浓度,需要经常分析循环水中HEDP的含量,以便确定每天向循环水中补加HEDP的药剂量。     

循环水中Zn2+、Mg2+、Ca2+对溶菌酶缓蚀作用的影响

为提高溶菌酶在循环水系统中的缓蚀效果,研究了Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺等循环水系统中常见的离子对于溶菌酶缓蚀作用的影响。结果表明,循环水中Zn²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺质量浓度范围分别为25~100 mg/L、61.97~86.97 mg/L、107.75~182.57 mg/L时,溶菌酶的活性和缓蚀性能均有所提高;其中,Zn²⁺质量浓度为50 mg/L时溶菌酶的缓蚀率最高,达99.37%。     

水处理剂对间歇式活性污泥系统处理效果的影响

选用间歇式活性污泥反应器,考察了不同浓度的杀菌剂、缓蚀阻垢剂在不同反应时间下对活性污泥处理系统处理效果的影响。结果表明,杀菌剂异噻唑啉酮和十二烷基二甲基苄基氯化铵（1227）,缓蚀阻垢剂氨基三亚甲基膦酸（ATMP）均会降低间歇式活性污泥系统COD去除率、氨氮去除率下和耗氧速率,对活性污泥中异养菌具有抑制作用。水处理剂对间歇式活性污泥系统处理效果的影响与水处理剂种类、浓度及反应时间有关。     

采用电化学石英晶体微天平研究碳酸钙垢生长规律及阻垢剂的影响

为深入分析碳酸钙垢生长规律和阻垢剂对垢生长动力学的影响,使用电化学石英晶体微天平（EQCM）快速测垢的方法研究了施加的恒电压、温度、Ca²⁺浓度对碳酸钙（CaCO₃）结垢的影响,评价了羟基乙叉二膦酸（HEDP）、膦酰基羧酸（POCA）和氨基三甲叉膦酸（ATMP）3 种阻垢剂的阻垢性能,并对结垢过程进行了分段线性拟合。结果表明,随电压、温度和Ca²⁺浓度的增大,CaCO₃结垢速率增大,其中电压的影响最大;在50℃时,结垢量随阻垢剂浓度的增加而降低;HEDP的最佳加量为5～10 mg/L,POCA和ATMP的较优加量为20 mg/L;在阻垢剂加量为10 mg/L的条件下,CaCO₃结垢过程中的结垢量—时间曲线出现3个阶段：结垢阶段、阻垢的扩散和不稳定作用阶段、阻垢剂稳定作用阶段;通过数据拟合得到反映两个稳定沉积过程的线性动力学方程,以斜率k值表征其结垢动力学参数,按加入阻垢剂前后的k值之差与未加入阻垢剂k值的比值计算POCA、HEDP和ATMP的阻垢效率分别为98.50%、93.86%和97.23%,扩散时间分别为1021、622和537 s,ATMP的阻垢效果最好。图15表1参12     

二氧化碳驱采油井缓蚀阻垢剂的复配实验研究

针对西部某油田注CO_2驱腐蚀结垢的特点,选用油田普遍使用的咪唑啉、季铵盐、酰胺盐、膦酸盐缓蚀剂以及氨基三亚甲基膦酸和聚天冬氨酸阻垢剂进行复配实验研究,用电化学测试方法和静态阻垢测试实验优选出性能良好的缓蚀剂和阻垢剂单剂,对所选的缓蚀剂和阻垢剂在总质量浓度240mg/L下进行最优配比实验后,采用失重法、模拟工况测试阻垢率以及扫描电镜(SEM)评价复合缓蚀阻垢剂的防护效果。实验结果表明:通过单剂筛选得出的缓蚀剂和阻垢剂在60℃饱和CO_2模拟地层水中对N80碳钢的缓蚀率高达94.13%,阻垢率高达93.98%;在总质量浓度为240mg/L时,缓蚀剂与阻垢剂按2∶1的质量比复配后的试剂,缓蚀率达91.98%,阻垢率达91.10%;在模拟实际最苛刻的生产工况下,复合缓蚀阻垢剂的防腐防垢均能满足油田控制指标。研究表明,膦酸盐和聚天冬氨酸复配的缓蚀阻垢剂可以抑制CO_2驱采油井的腐蚀结垢问题。     

油田采出水中聚合物与阻垢剂协同作用的EQCM评价

简介了电化学石英晶体微天平法(EQCM)测定结垢量的原理和所用仪器.在旅大LD10-01油田含钙镁和碳酸氢根离子的结垢性采出水样中,加入不同量膦酸阻垢剂ATMP(0、30、40、60 mg/L)和疏水缔含聚合物AP-P4(0,50,100,150 mg/L),用EQCM法测定金电极上结垢量随时间(0～1800 s)的变化,结果如下.空白采出水结垢量和结垢量随时间的变化相对不大;ATMP加量为30 mg/L时结垢量随时间减小,在更大加量下结垢量随时间急剧增大;AP-P4加量为50 mg/L时结垢量最大;同时加入ATMP和AP-P4时结垢量或增大或减小,当二者比例适当时,特别是加入ATMP60mg/L、AP-P4 50 mg/L时,结垢量随时间大幅减小.在含AP-P4 50 mg/L的采出水中分时段加入ATMP,当ATMP总加量为11 mg/L时结垢量陡降,继续分批少量加入ATMP时结垢量呈阶梯状缓慢减小.认为AP-P4通过螯合钙离子减轻结垢;ATMP通过螯合和分散作用抑制结垢,并可将生成的垢重新分散在水中.     

聚醚、咪唑啉复配缓蚀剂在油田的应用研究

针对中国石油天然气股份有限公司华北分公司岔19断块油井抽油杆、油管腐蚀结垢现象,进行了缓蚀阻垢剂配方优选。试验研究表明,在单一缓蚀剂优选的基础上,采用缓蚀效果较好的两种水溶性有机缓蚀剂CY03(聚醚类)和CY05(咪唑啉类)1∶1复配,在缓蚀剂总质量浓度不变的条件下,复配缓蚀剂比单一缓蚀剂的缓蚀率可提高5%以上,并且复配缓蚀剂与阻垢剂HEDP,ATMP,PBTCA有较好的配伍性。经室内试验,筛选出的缓蚀阻垢剂配方的缓蚀率在75%以上,阻垢率在95%以上。2005年6月进行现场试验,油井水中总铁的质量浓度由加药前的2．0 mg/L降至加药后的0．1～0．5 mg/L,油井平均检泵周期由140 d延长至300 d,取得了较好的缓蚀阻垢效果。     

含膦缓蚀阻垢剂的合成与性能评价

针对油田采出水对管线的结垢和腐蚀问题，采用多乙烯多胺、环氧氯丙烷、亚磷酸为原料，合成含膦缓蚀阻垢剂PEA，利用静态挂片法和络合滴定法对合成的含膦缓蚀阻垢剂PEA进行了性能评价试验。根据正交试验，筛选出了具有较好缓蚀阻垢性能的含膦缓蚀阻垢剂PEA-5，并与缓蚀阻垢剂HPAA进行复配。结果表明，PEA-5和HPAA缓蚀阻垢剂按质量比5：5进行复配，80℃下，以20mg／L的量加入矿化度为67550mg／L的模拟水中，缓蚀率和阻垢率分别达90．9％和95．8％。     

油田水处理药剂配伍性研究

为了获得适用于延长油田的配伍性良好的水处理剂,通过考察缓蚀剂、杀菌剂与阻垢剂、絮凝剂、破乳剂复配后的缓蚀性能和杀菌性能,研究了常用油田水缓蚀剂与杀菌剂、阻垢剂、有机絮凝剂、破乳剂之间的配伍性。结果表明,两性含膦咪唑啉缓蚀剂SW-629与无机类絮凝剂聚合氯化铝、聚合硫酸铁,阻垢剂氨基三甲叉膦酸ATMP、共聚物类HQ-1和破乳剂聚醚类SW-101的配伍性较差;阳离子咪唑啉缓蚀剂SW-639与杀菌剂异噻类SW-906、季铵盐类1227,絮凝剂聚合硫酸铁、阴离子聚丙烯酰胺XN-2,双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸BH-1、钡锶阻垢剂HQ-2、聚酯类SW-102破乳剂的配伍性不好;双咪唑啉缓蚀剂SW-649与二氧化氯杀菌剂,聚合氯化铝、聚合硫酸铁絮凝剂,ATMP、钡锶阻垢剂HQ-2,聚酯类SW-102破乳剂的配伍性较差;异噻类SW-906杀菌剂与絮凝剂聚合铁、阴离子聚丙烯酰胺XN-2,双咪咪唑啉缓蚀剂SW-649配伍性较差。含膦类咪唑啉缓蚀剂SW-629、有机膦阻垢剂(双1,6-亚己基三胺五甲叉膦酸BH-1和乙二胺四甲叉膦酸钠EDTMPS)、异噻类SW-906杀菌剂受其他药剂影响较小且相互之间配伍性良好,可以在延长油田推广应用。     

聚天冬氨酸与十四烷基二甲基苄基氯化铵等复配物的缓蚀阻垢杀菌性能

采用旋转挂片法、碳酸钙沉积法和平板计数法,分别考察了十四烷基二甲基苄基氯化铵（1427）、聚天冬氨酸(PASP)和氨基三亚甲基膦酸(ATMP)水处理剂在循环冷却水中的缓蚀、阻垢和杀菌性能,并将它们与锌盐复配使用,通过正交实验筛选出具有良好缓蚀、阻垢和杀菌性能的复合配方。结果表明,当循环冷却水中ATMP、PASP、1427和锌盐的质量浓度分别为40、20、80、2 mg/L时,该复配剂可获得最佳性能,对碳钢的缓蚀率和相应的阻垢率均高于91%,杀菌率可达98%以上,实现了缓蚀、阻垢和杀菌3种功效。     

采用缓蚀剂复配提高油井缓蚀效果试验研究

根据华北油田岔19断块油井抽油杆、管腐蚀结垢现象,分析了油井腐蚀结垢的主要影响因素;采用缓蚀剂进行复配,以达提高缓蚀剂缓蚀效果的目的.在单一缓蚀剂优选的基础上,采用缓蚀效果较好的2种水溶性有机缓蚀剂CY03(聚醚类)和CY05(咪唑啉类)11复配,在缓蚀剂总浓度不变的条件下,复配缓蚀剂比单一缓蚀剂的缓蚀率提高5个百分点以上,并且复配缓蚀剂与阻垢剂HEDP、ATMP、PBTCA有较好的配伍性.经室内试验,筛选缓蚀阻垢配方的缓蚀率在75%以上,阻垢率在95%以上.于2005年6月进行现场试验,油井水中总铁含量由加药前的2.0 mg/L降至0.1～0.5 mg/L,油井平均检泵周期由140 d延长至300 d,取得较好的缓蚀阻垢效果.     

川南二叠系煤层气井防腐防垢工艺

川南筠连煤层气属深层煤层气,含煤10余层,近几年出现大范围井下管柱腐蚀结垢,造成检泵停产,严重影响开发进程。通过对12组垢样的XRD分析发现,垢样是罕见的含CaCO₃、FeCO₃及SiO₂的多种无机矿物混合体,常规Ca/Mg盐的缓蚀阻垢剂并不适用,需探索新的防腐防垢工艺。以激光粒度检测法、失重法、静态阻垢法、绝迹稀释法对6种缓蚀阻垢剂(EDTMPS、HEDP、ATMP、EDTMPA,PESA、PASP)和2种杀菌剂(1227、戊二醛)进行分散、缓蚀、阻垢及杀菌效果评价。结果显示,戊二醛杀菌效果较好,30 mg/L时可完全杀菌,对颗粒粒径无显著影响,EDTMPS与PESA缓蚀阻垢效果较好,复配比为1∶1,90 mg/L时阻垢率、缓蚀率分别达84.56%、92.34%,可有效降低颗粒粒径。最终确定防腐防垢配方为:45 mg/L有机磷类阻垢剂EDTMPS+45 mg/L聚合物类阻垢剂PESA+30 mg/L戊二醛杀菌剂,用连续泵注设备由环空注入井下,3~6 d时采出水Ca2+质量浓度由200 mg/L升至380 mg/L,Fe2+质量浓度由14 mg/L降至8 mg/L,细菌数接近0个/mL。长期跟踪发现,因腐蚀、结垢造成的检泵周期分别由665 d、681 d延长至749 d、880 d。以EDTMPS、PESA与戊二醛为主的缓蚀阻垢配方可有效缓解本区井下管柱的腐蚀结垢。     

碳酸钙结垢行为中临界过饱和度的变化

考察了溶液温度、结垢离子接触时间、阻垢剂种类及含量对碳酸钙结晶时临界过饱和度(CSSR)的影响,并通过经典的晶体均相成核理论分析了加入阻垢剂后碳酸钙结晶时表面自由能的变化。利用扫描电子显微镜和X射线衍射技术表征了水垢试样中碳酸钙的形貌和晶型。实验结果表明,碳酸钙溶液的CSSR值随结垢离子接触时间的延长和溶液温度的升高而减小,随阻垢剂含量的增加而增大。阻垢剂的加入使碳酸钙溶液的过饱和区变宽,其中2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)和氨基三亚甲基膦酸(ATMP)对碳酸钙结晶时表面自由能的影响大于聚丙烯酸的影响,且PBTCA和ATMP在实验含量范围内表现出临界值效应。阻垢剂的加入使碳酸钙沉积物形貌发生变化,由以方解石为主的晶型转变为以球霰石为主的晶型。     

咪唑啉硫酸酯盐两性表面活性剂用作缓蚀剂的研究

以油酸、羟乙基乙二胺和氨基磺酸为原料合成了咪唑啉硫酸酯盐两性表面活性剂,并通过红外光谱进行表征。应用电化学极化曲线、静态挂片评价其缓蚀性能及缓蚀机理。考察了其与阻垢剂1-羟基亚乙基二膦酸(HEDP)的兼容性。实验结果表明,咪唑啉硫酸酯盐两性表面活性剂对A3碳钢在饱和二氧化碳模拟盐水中的腐蚀具有抑制作用,添加量为50mg／L时,体系的腐蚀电流密度由98．27μA／cm^2降到了17．0μA／cm^2;静态挂片实验用量为10mg/L时,缓蚀率达90％。在咪唑啉硫酸酯盐使用量为10mg／L时,对HEDP的使用效果影响不大;而HEDP对其缓蚀性能亦基本无影响。     

固定化漆酶在循环冷却水系统除油中的应用

采用包埋法、交联法和包埋 交联法固定化漆酶,对比了3种固定化漆酶与游离酶的酶学性质。将最佳固定化漆酶投加于柴油泄漏循环水中,考察其对泄漏油品的去除效果。结果表明,交联法固定化漆酶活性最好,为066 U/g,包埋 交联法固定化酶最差,为038 U/g;固定化提高了漆酶酸碱稳定性和热稳定性。在100 mL柴油质量浓度为120 mg/L、pH值为6的循环水中,加入9 g固定化酶量,反应6 h,包埋法固定化漆酶除油率仅为24%,而交联法固定化漆酶除油率高达77%。     

煤层气井缓蚀阻垢剂筛选及复配实验研究

针对煤层气井生产过程中井下设备结垢严重影响正常生产的问题,室内通过挂片法对一系列缓蚀阻垢剂的效果进行评价,并将效果好的缓蚀阻垢剂进行了复配实验研究。研究表明:PESA:乙酸锌:葡萄糖酸钠=6:4:1(80 mg/L)的缓蚀效果最好,缓蚀阻垢率达88.7%。综合环保性、经济性考虑,该缓蚀阻垢剂复配体系都具有较好的应用效果。