无机钙垢结垢及阻垢效果正交实验研究

针对多因素共同作用对钙垢结垢量及阻垢效果的影响,筛选出7种因素,采用正交优化实验进行研究。结垢实验中,结垢量最大的组合为:Ca2+浓度3200mg/L,SO42-浓度3800mg/L,HCO3-浓度2400mg/L,矿化度60g/L,温度70℃,压力0.2MPa,pH值8.5;结垢量最小的组合为:Ca2+浓度1600mg/L;SO42-浓度9600mg/L;HCO3-浓度1200mg/L,矿化度100g/L,温度30℃,压力1MPa,pH值6.5;对结垢量影响大小的排序是HCO3-浓度温度pH值SO42-浓度Ca2+浓度压力矿化度。阻垢实验中,阻垢效果最好的组合为:Ca2+浓度1600mg/L,Mg2+浓度960mg/L,SO42-浓度9600mg/L,HCO3-浓度1800mg/L,阻垢剂浓度40mg/L,温度30℃,pH值6.5;阻垢效果最差的组合为:Ca2+浓度3200mg/L,Mg2+浓度480mg/L,SO42-浓度6700mg/L,HCO3-浓度1200mg/L,阻垢剂浓度20mg/L,温度70℃,pH值8.5;对阻垢效果影响大小的排序是Ca2+浓度温度阻垢剂浓度HCO3-浓度SO42-浓度pH值Mg2+浓度。     

复配阻垢剂对硫酸钡阻垢效果实验

采用钡离子络合滴定法,展开了不同类型的硫酸钡垢阻垢剂复配实验研究。阻垢剂DTPMPA和TM-5A按2∶1复配时,阻垢率为88. 4%;阻垢剂DTPMPA、TPA与TM-5A按3∶1∶1复配时,阻垢率为90. 31%。在上述两种复配比例下,考察了阻垢剂浓度、温度、矿化度、p H值4种因素对硫酸钡垢阻垢效果的影响。结果表明,两种复配阻垢剂的阻垢率曲线变化整体趋势相似:随复配阻垢剂浓度的增加阻垢率先增大再缓慢减小;随温度的增加阻垢率先增大再减小,75℃时阻垢效果最佳;随矿化度增加阻垢率先增大再小幅度减小;随p H值增加阻垢率先增大再减小,p H=7. 5时阻垢效果最佳。DTPMP、TPA与TM-5A按3∶1∶1复配时,阻垢率曲线起伏变化较大,复配阻垢剂稳定性较差; DTPMPA与TM-5A按2∶1复配时,各因素作用下阻垢效果均较为稳定,阻垢率达到88. 4%。     

复配阻垢剂对硫酸钡阻垢效果实验

采用钡离子络合滴定法,展开了不同类型的硫酸钡垢阻垢剂复配实验研究。阻垢剂DTPMPA和TM-5A按2∶1复配时,阻垢率为88. 4%;阻垢剂DTPMPA、TPA与TM-5A按3∶1∶1复配时,阻垢率为90. 31%。在上述两种复配比例下,考察了阻垢剂浓度、温度、矿化度、p H值4种因素对硫酸钡垢阻垢效果的影响。结果表明,两种复配阻垢剂的阻垢率曲线变化整体趋势相似:随复配阻垢剂浓度的增加阻垢率先增大再缓慢减小;随温度的增加阻垢率先增大再减小,75℃时阻垢效果最佳;随矿化度增加阻垢率先增大再小幅度减小;随p H值增加阻垢率先增大再减小,p H=7. 5时阻垢效果最佳。DTPMP、TPA与TM-5A按3∶1∶1复配时,阻垢率曲线起伏变化较大,复配阻垢剂稳定性较差; DTPMPA与TM-5A按2∶1复配时,各因素作用下阻垢效果均较为稳定,阻垢率达到88. 4%。     

羧甲基壳聚糖的阻垢性能评价及其机理研究

在碱性条件下,由壳聚糖与氯乙酸合成羧甲基壳聚糖,研究阻垢剂浓度、Ca⁽²⁺⁾浓度、pH值以及温度对阻垢性能的影响,并对其阻垢机理进行研究。结果表明,最佳反应条件为:pH值7.5,阻垢剂浓度100 mg/L,温度60℃,Ca(2+)浓度、pH值以及温度对阻垢性能的影响,并对其阻垢机理进行研究。结果表明,最佳反应条件为:pH值7.5,阻垢剂浓度100 mg/L,温度60℃,Ca⁽²⁺⁾浓度600 mg/L时,其阻垢效果最好,阻垢率为92.57%。     

复合阻垢剂PASP-ATMP的协同效应及影响因素研究

采用静态阻垢法,研究了聚天冬氨酸(PASP)与氨基三甲叉膦酸(ATMP)复配体系的协同效应,考察阻垢剂添加量、温度、pH值、Ca2+浓度、HCO3-浓度对阻垢性能的影响。结果表明,复配体系的阻垢性能较单一阻垢剂好,PASP/ATMP质量比在2∶3时,阻垢性能最优,当复合阻垢剂PASP-ATMP投加量为5 mg/L时,阻垢率高达93.04%。复配体系阻垢性能随温度、pH值、Ca2+浓度、HCO3-的增加虽然有所下降,但仍表现出一定钙容忍度及适合高pH值、高HCO3-环境使用等特性。     

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.     

复配阻垢剂对碳酸钙阻垢效果正交实验研究

为了研究低浓度下不同类型的阻垢剂复配对碳酸钙垢阻垢效果的影响,采用钙离子络合滴定法对筛选出的阻垢剂两两复配,三种阻垢剂复配的阻垢效果进行实验研究。选择阻垢效果较好的三种阻垢剂进行复配实验研究,TH-1与EDTMPS复配时对碳酸钙的阻垢效果最好,在复配比为2︰1时,阻垢率最高为91.55%。TH-1、EDTMPS与PESA以2︰1︰1比例复配时对碳酸钙的阻垢率可达到93.61%。选择温度,pH,含盐量这三种因素设计正交实验,研究三种因素共同作用时对碳酸钙阻垢效果的影响。由正交实验结果可知,在温度为80℃,pH为7,含盐量为4 g/L时,复配阻垢剂对碳酸钙的阻垢率最大,为95.69%。三种因素对复配阻垢剂阻垢效果影响大小的顺序为:温度pH含盐量。     

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。     

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。     

油田某区块结垢预测及阻垢剂性能评价

在油田注水过程中,随着注水井不断加深,井底温度不断升高,致使原阻垢剂低效甚至失效。为解决这一问题,首先对该区块进行结垢预测,得到其主要成垢离子为Ca2+,并随着温度的升高或者压力的降低结垢愈加严重。本文采用6种自配阻垢剂进行温度及pH值影响试验,优选出最佳阻垢剂ZP-01。并针对该阻垢剂高温低效问题开展高温条件下浓度优选试验,测得该阻垢剂在体积浓度为5%时表现出最佳阻垢效果。最后通过红外线表征方法确定该阻垢剂为亚甲基磷酸型或二氯乙基磷酸型聚合物阻垢分散剂,主要阻垢机理为分散作用。     

一种复合阻垢剂在海上油田换热器上的应用研究

通过对南海东部某海上油田换热器处水样、垢样进行分析,并结合水质的结垢趋势预测,研究了该油田换热器的结垢问题。结果表明,该油田换热器有明显的硫酸钙结垢倾向。针对该油田设备内流体水含量较低(含水率在10%~20%)的特点,开发了一种适合该环境的复合型阻垢剂。现场应用研究表明,当注药质量浓度为100 mg/L时,成垢离子Ca~(2+)、SO_4~(2-)的保有率均有明显提高,换热器的硫酸钙结垢倾向得到了有效控制。     

羧甲基葡聚糖的快速沉降法阻垢特性研究

工业循环冷却水中的碳酸钙污垢一直是困扰工业生产者的重要问题,使用快速沉降法（FCP）研究了不同浓度的羧甲基葡聚糖对于碳酸钙污垢的抑制作用。控制溶液中的钙离子浓度为200 mg/L,羧甲基葡聚糖的浓度分别为0.5、1、2和4 mg/L时,对羧甲基葡聚糖的阻垢性能进行分析。结果表明,羧甲基葡聚糖对于减缓碳酸钙的成核过程有明显效果,此外,它也显著降低了碳酸钙成核后晶体的生长速率。当羧甲基葡聚糖的浓度为4 mg/L时,羧甲基葡聚糖对于碳酸钙的成核及晶面生长起到了完全抑制的作用,对于工业应用中碳酸钙的防垢处理,提升换热效率具有借鉴意义。     

端羧基超支化型绿色阻垢剂的制备及阻垢性能

采用熔融聚合法以木糖醇为中心核,成功制备了端羧基超支化型绿色阻垢剂,通过红外光谱仪和核磁共振对其结构进行了表征,采用静态阻垢法探讨了阻垢剂的添加量、水样环境的pH和水样温度对其阻碳酸钙和硫酸钙的能力。结果表明,端羧基超支化型绿色阻垢剂在较宽的温度范围及水体环境的pH=6~9时,对钙垢（CaCO₃和CaSO₄）均具有优异的阻垢性能,且当阻垢剂添加量为24 mg/L时,其对碳酸钙垢的阻垢效率达到了91.6 %;当阻垢剂的添加量为15 mg/L时,其对硫酸钙的阻垢效率达到了94.7 %;端羧基超支化型绿色阻垢剂的使用,均能极大程度地降低了钙垢晶体的规整性,且对于碳酸钙垢而言,端羧基超支化型绿色阻垢剂的使用还可以使碳酸钙垢的晶格发生畸变,从而达到分散阻垢的目的。     

Preparation and Application of Polymers as Inhibitors for Calcium Carbonate and Calcium Phosphate Scales

The scale inhibitor was prepared based on itaconic acid (IA), styrene p-sulfonic sodium (SSS), maleic anhydride (MA), and acrylamide (AM) as monomers, and ammonium persulfate as an initiator by the free-radical polymerization. The structure of the polymer was characterized by FT-IR and UV-Vis spectroscopy. Using the static experiment method, the scale inhibition efficiency to CaCO₃, the effects of some factors (concentration of polymer, time, concentration of Ca²⁺, pH value, concentration of HCO₃ ^?, and temperature) were investigated. Using the malachite green photometric method, the scale inhibition efficiency to Ca₃(PO₄)₂ and the effects of some factors (concentration of polymer, time, Ca²⁺, pH, temperature, and the concentration of PO₄ ^3?) were also investigated. The experimental results showed that the polymer had an excellent efficiency of scale inhibition and a resistance rate of calcium carbonate scale up to 96.67%, a resistance rate of calcium phosphate scale up to 92.5%, and could be used in the system of high-temperature and high-hardness water. The polymer had good dispersing ability with respect to iron.     

一种多元共聚物的合成及其阻垢性能研究

以水为溶剂,次磷酸钠和过硫酸钾为引发体系,以丙烯酸(AA),马来酸酐(MA),2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS),甲基丙烯酸甲脂(MMA)和次磷酸钠(NaH2PO2)为单体,合成了一种淡黄色的粘稠状阻垢剂,并且对它的阻垢、分散性能进行了研究。结果表明,该阻垢剂对碳酸钙垢和磷酸钙垢都表现出良好的阻垢性能,在pH值小于9.5,Ca2+质量浓度(以CaCO3计)为250mg/L,HCO3-质量浓度为250mg/L或Ca2+质量浓度(以CaCO3计)为250mg/L,PO43-质量浓度为5mg/L,阻垢剂用量达到12mg/L时,阻碳酸钙垢和磷酸钙垢效果都达到97%。     

油井用硫酸钡锶垢抑制剂XY-1性能影响因素研究

油田开发过程中,由于温度、压力变化,水的化学不相容性等原因,油井出现结垢问题是很普遍的问题,尤其是硫酸钡锶垢,难溶难除,严重影响油井产量和油田效益。本文根据油田硫酸盐垢的防治现状,以顺丁烯二酸酐(MA)、甲基丙烯酸(α-MAA)、丙烯酸甲酯(MAC)为单体,过硫酸铵(APS)为引发剂,水为溶剂制得抑制剂。研究了合成条件对抑制剂性能的影响,评价了其对硫酸钡,硫酸锶垢的防垢性能。实验表明,顺丁烯二酸酐、甲基丙烯酸和丙烯酸甲酯摩尔比为2∶1∶0.5,引发剂过硫酸铵质量为单体重12%,70℃下反应5 h合成的共聚物抑制剂加量在24 mg/L时的防垢率可以达到96%以上。     

油田注水防垢剂应用概况

论述了油田注水用防垢剂的选用原则;介绍了我国油田注水防垢剂的应用情况,包括常用防垢剂及其特点;影响聚合物防垢剂性能的因素;聚合物防垢剂在油田中的应用。探讨了防垢剂的发展趋势     

单宁酸在冷却水中的阻垢性能研究

采用碳酸钙沉积法对单宁酸在冷却水中的阻垢性能进行了试验研究,考察了温度、碱度、硬度和金属离子等因素对其阻垢性能的影响.结果表明,单宁酸对碳酸钙具有较好的阻垢性能,当温度低于70℃、单宁酸质量浓度为20 mg/L时,阻垢率可达到72％;高碱度和高硬度条件下,单宁酸对碳酸钙的阻垢率会有一定程度的下降;Fe3+对单宁酸的阻垢有抑制作用,而Cu2-虽对单宁酸的阻垢具有协同作用,但会加大管道腐蚀,所以Cu2+浓度不宜过高.     

前大油田注水系统防腐防垢技术的研究

前大油田注水系统腐蚀、结垢问题十分突出,开发了适用于前大油田注水水质的JYSJ-Q型杀菌剂、JYHZJ-Q型缓蚀阻垢剂,并通过试验确定了配套加药工艺.经现场应用,有效缓解了注水系统的腐蚀结垢问题,获得了显著的社会效益及经济效益.     

Effective scale control for seawater RO operating with high feed water pH and temperature

An effective scale control program for seawater RO is widely recognized as an important factor in ensuring trouble free and cost effective operation. This is especially important under the high feed water pH and temperature conditions found in Southern Europe and Middle East.

In addition, regulatory issues concerning maximum acceptable boron levels in drinking and irrigation water necessitate the growing need to operate plants at higher feed water pH. Operating at increased pH increases boron rejection but also increases the scaling tendencies of the water. This can lead to calcium carbonate and magnesium hydroxide precipitation in the membranes.

A complete scale control program needs to control calcite and brucite saturation at the maximum operating reject pH and temperature. Antiscalant chemistry, optimum dose rate as well as accurate monitoring and control of the scale inhibitor are key factors in long-term cost effective “scale free” operation.

This paper details the operating strategies and scale control issues related to both single and two pass seawater RO plants operating at elevated feed water pH and temperature.