新型反渗透膜阻垢剂SM21的性能研究

对新型反渗透膜阻垢剂SM21的阻碳酸钙垢和阻硫酸钙垢性能进行了研究。结果表明：SM21具有良好的阻碳酸钙垢和阻硫酸钙垢性能。在投加浓度为2mg／L时,SM21的碳酸钙阻垢率为54.3％,超过进口阻垢剂1#投加浓度在6mg／L时的阻垢效果;在投加浓度为8mg/L时,SM21的硫酸钙阻垢率达到91．2％,而进口阻垢剂1#在投加浓度为10mg／L时的硫酸钙阻垢率仅为80．3％。     

高含钙水体条件下高效钡锶阻垢剂的筛选及复配研究

针对油田高含钙高钡锶水体结钡锶垢问题,通过筛选评价多种阻垢剂并对其进行复配,希望找到一种较好的高效钡锶阻垢体系。实验结果表明：钡锶阻垢剂CT具有较好的阻钡锶垢性能,60mg／L加量下。对硫酸钡（Ba^2＋：400mgFL）垢和硫酸锶（Sr^2＋：2500mg／L）垢的阻垢率均大于90％;CT对低钙高钡锶离子水体具有较好的阻垢性能;CT与TH-607B具有复配增效的作用;当CT与TH-607B以质量比1：1进行复配时,其对高钙高钡锶水体阻垢性能最好,80mg／L加量下,阻垢率就可达到83．42％,满足油田高钙水体阻钡锶垢要求,加量为100mg／L时,阻垢率更达到了90％以上,能够满足油田高含钙高钡锶水体阻垢的需要。     

马来酸酐／丙烯酸／丙烯酸甲酯共聚物阻垢剂的合成与性能评价

以马来酸酐（MA）、丙烯酸（AA）、丙烯酸甲酯（MAC）为原料,以过硫酸铵为引发剂,在水相中进行聚合反应,制备了MA／AA／MAC三元共聚物阻垢剂。通过正交实验确定了共聚反应的最佳反应条件：m（MA）：m（AA）：m（MAC）=1：0．4：0．6、引发剂用量（以单体总质量计）14％、反应温度90℃、反应时间4h。对合成的MA／AA／MAC三元共聚物进行了阻垢性能评价,结果表明：该三元共聚物对钙垢没有阻垢作用,但对硫酸钡垢阻垢效果优异。当制备的三元共聚物阻垢剂加量为60mg／L时,对标准浓度为370mg／L的硫酸钡阻垢率达97．23％。     

钡锶垢阻垢剂AMHE的阻垢性能研究

钡锶垢阻垢剂AMHE是质量比1：1的三元共聚物AA/MA/HPA与乙二胺四甲又膦酸钠EDTMPS的复配物。其阻垢率按照行业标准SY／T5673-1993在加盐(NaCl)水样中测定．测定Ba^2 浓度用分光光度法，Sr^2 、Ca^2 浓度用EDTA滴定法。对于硫酸钡垢，在相同加量下AMHE的阻垢率明显优于两单一组分；在Ba^2 浓度为185．1mg／L的水样中AMHE的阻垢率,加量12mg／L时为97．8％，加量15mg／L时为100％；水样中Ba^2 浓度增大时AMHE加量应增大。AMHE对于硫酸锶垢的阻垢率，Sr^2 浓度为901．5mg／L、加量为12mg／L时达100％，Sr^2 浓度为2253．8mg／L、加量为90mg／L时接近100％。AMHE是硫酸钡、锶垢的优良阻垢剂。加量9mg／L的AMHE对碳酸钙垢的阻垢率，在Ca^2 浓度413mg／L的水样中为96．0％，在Ca^2 浓度620mg／L的水样中为70．5％。AMHE也是适用于较低Ca^2 浓度环境的碳酸钙垢阻垢剂，其阻垢性能不如AMHP(AA／MA／HPA与PBTCA的复配物)。图6参10。     

宝浪油田含膦复合络合阻垢剂研究

以AA、AM、混合不饱和磺酸（HsA）、次磷酸钠为原料,探讨了引发剂、单体配比对合成共聚物阻垢剂HS-1的阻垢和缓蚀性能的影响;从多种有机络合剂中筛选了阻垢性能好的PS-3、PS-4,并与合成产物HS-1进行正交试验,得到阻垢剂SPD的优化配方体系：PS-3：PS-4：HS-1=1：2：1。在温度80℃,阻垢剂浓度为150mg／L时,该配方体系可使模拟水的的阻垢率达到85％,优于常用阻垢剂HEDP。评价了碱对阻垢效果的影响,在SPD中加入有机碱EAM比加入无机碱NaOH的溶垢效果好,含有机碱的SPD可以使硫酸钡溶解率达到6％。     

MA-SAS-AA阻垢剂研制

以马来酸酐（MA）、烯丙基磺酸钠（SAS）、丙烯酸（AA）为原料,过硫酸铵为引发剂,合成了MA—SAS—AA水溶性聚合物阻垢剂,考察了合成条件对共聚物阻垢率的影响,结果表明,在MA：SAS：AA摩尔比为1：0．4：0．3,引发剂用量为单体总质量的10％,反应体系pH4．0,反应温度80℃,反应时间4h条件下,MA—SAS—AA共聚物阻垢剂对碳酸钙垢的阻垢率可达93．7％。同时考察了应用条件对共聚物阻垢率的影响,结果表明,在共聚物浓度10mg／L,成垢溶液pH8．0,溶液温度50～60℃条件下,共聚物对碳酸钙垢的阻垢率达90％以上。     

新型抗温硫酸盐垢阻垢剂合成与性能评价

以马来酸酐(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和一种长链疏水单体SH16为原料,过硫酸铵为引发剂,合成了一种新型阻垢剂MSH。利用红外光谱、核磁共振表征了阻垢剂MSH的结构,评价了MSH阻硫酸钡垢的阻垢性能。结果表明,马来酸酐(MA)、对苯乙烯磺酸钠(SSS)和长链疏水单体(SH16)有效地聚合到阻垢剂MSH中;当组成硫酸钡垢体系的钡离子质量浓度为370mg/L时,质量浓度为50mg/L的MSH能取得91.3%的阻垢率。对阻垢剂MSH的作用机理进行研究:长链疏水单体SH16有效地提高了阻垢率;电导率实验表明,能延长硫酸钡晶体的诱导期,降低晶核形成速度;扫描电镜实验表明,MSH扰乱了晶体的正常排序,使得晶体结晶度下降、晶粒变小,从而达到阻垢的目的。     

油田硫酸钡阻垢剂的制备与性能评价

以马来酸(MaA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、亲水性长链分子(A-501)为原料,过硫酸铵为引发剂,合成了硫酸钡阻垢剂.考察了单体质量比、反应温度、反应时间对阻垢效果的影响,结果表明,在A-501/MaA/AMPS单体质量比为8∶1∶10.4,反应温度80℃,反应时间5h条件下,共聚物阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢率可达92％.考察了阻垢剂浓度对阻垢性能的影响,结果表明,在共聚物浓度为128 mg/L时,共聚物阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢率达90％以上.电导率法初步探讨了阻垢剂对硫酸钡晶体的影响,结果表明,阻垢剂的加入能延长硫酸钡结晶时的诱导期,对硫酸钡晶核生成有抑制作用.     

PASP／EDTMP复配阻垢剂对硫酸钙阻垢性能的研究

以马来酸酐和铵盐为原料,合成了聚天冬氨酸（PASP）;以三氯化磷、乙二胺、甲醛为原料,合成了乙二胺四亚甲基膦酸盐（EDTMP）。利用PASP和EDTMP开发了一种具有优良阻垢性能的新型聚天冬氨酸复配阻垢剂PASP／EDTMP。不同条件下,考察了PASP／EDTMP复配阻垢剂对硫酸钙阻垢性能的影响。结果表明,Ca^＋浓度对PASP／EDTMP的阻垢能力影响较大;该阻垢剂可用于高碱性水中,当体系pH值为10时,PASP／EDTMP浓度为6mg／L,阻垢率仍达85％以上;在50℃下,PASP／EDTMP的阻垢率均可达90％以上;并且在一定的PASP／EDTMP复配阻垢剂用量下,其可长期具有对硫酸钙较好的阻垢性能。     

弱碱性油田采出水缓蚀阻垢剂的研制及性能评价

新疆油田沙漠油区采出水水质整体呈弱碱性,矿化度高,垢样成分主要为CaCO_3和Fe_2O_3,管线腐蚀类型为垢下腐蚀。以聚合甘油磷酸酯(自制)、D-葡萄糖酸钠、乌洛托品和分散剂为原料,制备了一种适用于弱碱性油田采出水质的缓蚀阻垢剂。对新疆油田部分沙漠油区的采出水水质和垢样特征进行了分析,采用静态阻垢法评价了药剂的阻垢性能,利用静态失重法和电化学交流阻抗法研究了缓蚀阻垢剂在新疆油田模拟配制水中的缓蚀性能;同时,研究了温度变化对缓蚀阻垢剂的缓蚀性能的影响,并对腐蚀和缓蚀机理进行了探讨。在新疆油田模拟配制水中,当缓蚀阻垢剂加药浓度为250 mg/L时,阻垢率可达98.61%;在50℃,加药浓度为200 mg/L时,缓蚀效率可达78.5%。交流阻抗法测试表明,当缓蚀阻垢剂加药浓度为200 mg/L时,容抗弧半径最大,传递电阻值最大,缓蚀效果最佳,与失重法测试结果一致。随着温度的升高,缓蚀效率逐步降低;在60℃,当加药浓度为200 mg/L时,缓蚀效率仍可达73.4%。实验结果表明:该缓蚀阻垢剂在弱碱性油田采出水中具有良好的缓蚀阻垢性能,具有广阔的应用前景。     

AMPS/HEMA/AA三元共聚物的合成及其阻垢性能

以2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸（AMPS）、甲基丙烯酸羟乙酯（HEMA）和丙烯酸（AA）为单体, 过硫酸铵为引发剂,采用水溶液聚合法合成AMPS/HEMA/AA三元共聚物。通过单因素实验,选取静态阻垢 方法测定阻垢率,探讨了合成的三元共聚物投加量、溶液的pH值、硬度（Ca2+质量浓度）、碱度等因素 对共聚物阻垢性能的影响。同时对其适用的水质进行研究,当AMPS/HEMA/AA共聚物质量浓度5 mg/L、 Ca2+质量浓度200 mg/L、HCO3-质量浓度500 mg/L、温度70℃、pH值6、时间10 h时,对CaCO3的阻垢率 达到最高;当AMPS/HEMA/AA 共聚物质量浓度3 mg/L、Ca2+质量浓度2000 mg/L、SO42-质量浓度5000 mg/L、温度45℃、pH值9、时间5 h时,对CaSO4的阻垢率达到最高。通过扫描电镜初步探索了 AMPS/HEMA/AA三元共聚物阻垢作用的机理。本课题的创新点在于合成的AMPS/HEMA/AA共聚物的单体无磷 、无氮,可避免三废排放,是一种性能优异的绿色阻垢剂。     

聚天冬氨酸复配物与磁场的协同阻垢效应

采用聚天冬氨酸(PASP)、衣康酸-丙烯酸-丙烯酸酯三组分共聚物(IA-AA-AE)和2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)制备了PASP复配物(PASP/IA-AA-AE/PBTCA);通过静态和动态实验研究了PASP复配物及该复配物与磁场的协同阻垢性能;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的CaCO3晶型。静态和动态实验结果表明,磁场与PASP复配物的协同作用可提高PASP复配物对Ca2+的螯合作用,在Ca2+质量浓度650m g/L、HCO3-质量浓度1 300m g/L、PASP复配物质量浓度4m g/L的条件下,磁场与PASP复配物协同作用时,静态和动态阻垢率比PASP复配物单独作用时分别提高10%和20%以上;PASP复配物可使CaCO3晶型中的方解石和文石全部转化为球霰石结构。     

水解聚马来酸酐的阻垢性能

研究了以水为溶剂,30％H2O2为引发剂,在复配催化剂(M2+／Cu2+)作用下水解聚马来酸酐对含CaCO3合成水的阻垢性能。结果表明:水解聚马来酸酐对碳酸钙有良好的阻垢性能,在pH值为6～9,ρ(Ca2+)=250 mg／L,ρ(HCO3-)=250 mg／L,ρ(水解聚马来酸酐)=10 mg／L时,阻垢率达90％;当水解聚马来酸酐与表面活性剂联用(质量浓度分别为4 mg／L和1 mg／L)时,阻垢率可达93％。     

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。     

无磷缓蚀阻垢剂在天然气净化厂循环水系统中的应用

目的探讨无磷缓蚀阻垢剂在天然气净化厂循环水系统中应用的适应性。 方法以聚环氧琥珀酸和锌盐为主要原料研制了CT4-39B,采用室内旋转挂片腐蚀试验、静态阻垢试验、微观形貌观察等对CT4-39B的水质工况适应范围进行了评价,并在某保有水量规模为150 m³的天然气净化厂循环水系统开展了现场应用。 结果室内评价结果显示,在钙硬度为100～600 mg/L的水质工况范围内,碳钢腐蚀速率可控制到低于0.02 mm/a,静态阻垢率超过90%。现场应用也证实CT4-39B具有良好的效果,腐蚀速率远低于0.075 mm/a的控制指标。与此同时,循环水中以磷酸根计的总磷质量浓度由10.0 mg/L降至0.5 mg/L以下,起到了很好的节能减排效果。 结论室内研究及现场试验结果均证实CT4-39B无磷药剂体系在钙硬度为100～600 mg/L的中低硬度水质中具有优异的效果,在保障循环水系统稳定运行的同时,可有效支撑净化厂的整体环保升级。      

含荧光基团的丙烯酸-丙烯酰胺共聚物的合成

以4-氯-1,8-萘二甲酸酐和3-二甲氨基丙胺为原料合成了一种水溶性的荧光单体4-甲氧基-N-(2-N,′N′-二甲基氨基丙基)萘二甲酰亚胺烯丙基氯化铵(4-MNDMAPN-AQ),并得到了最佳的合成条件。通过红外光谱、核磁共振谱、质谱等方法对产物结构进行了表征。将该荧光单体与丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)共聚,得到了共聚物AA/AM/4-MNDMAPN-AQ。对该共聚物的荧光性质和阻垢性能进行了系统研究,结果表明,该共聚物的荧光强度与其质量浓度呈良好的线性关系,线性相关系数为0.995 0,检测下限为0.48m g/L。采用硬垢法,在(75±0.2)℃、[Ca2+]=5mm ol/L、[HCO3-]=10mm ol/L、恒温10h、共聚物AA/AM/4-MNDMAPN-AQ的质量浓度为2.5m g/L的条件下,该共聚物的阻垢率可达70.78%,与阻垢性能良好的2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸相当,达到了阻垢剂的阻垢分散性能要求,表明该共聚物具有良好的阻垢性能。     

环保型阻垢剂聚天冬氨酸的合成及性能评价

以马来酸酐和铵盐为原料,磷酸为催化剂,合成了聚天冬氨酸（PASP）阻垢剂。确定了PASP最佳合成工艺条件：铵盐为碳酸铵,铵离子与马来酸酐摩尔比为1．2：1,氨化时间2h,马来酸酐用量为9．8g时,水解碱（2mol／LNaOH溶液）加量45mL。阻垢性能评价表明,当PASP加量为10mg／L时,对硫酸钙的阻垢率达98．3％;在80℃时,阻垢率仍达90％以上。     

含荧光基团的丙烯酸共聚物阻垢剂的合成及其性能研究

以4-Br-1,8-萘二甲酸酐和乙二胺为原料,通过三步合成法得到了一种新的荧光单体。利用这种荧光单体与丙烯酸(AA)为原料,过硫酸铵为引发剂,异丙醇为链转移剂,进行自由基聚合反应,合成了含荧光基团的丙烯酸共聚物。通过红外光谱、核磁共振和热分析方法对共聚物进行了表征,并且采用静态法对碳酸钙阻垢率进行测定。结果表明:当n(荧光单体)∶n(AA)=1∶3,反应温度90℃,反应时间4h时,合成共聚物的荧光强度与其质量浓度呈良好的线性关系,线性相关系数为0.964 8,检测下限为6.8×10-4 mg/L,通过荧光结果得出,采用这种方法合成出的新的荧光单体可以明显降低共聚物的检测下限。当药剂量为20mg/L时,对碳酸钙的阻垢率可达到88.2%。