膦基磺酸共聚物阻垢剂的研制及性能研究

以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、次磷酸钠为原料，过硫酸铵为引发剂，水为溶剂，合成了膦基磺酸共聚物阻垢剂ASP。考察了合成条件对共聚物阻垢剂性能的影响，结果表明，在单体AA与AMPS的摩尔比为1：0．15，次磷酸钠用量10％，过硫酸铵用量8％，反应温度90℃，反应时间4h条件下，合成共聚物ASP对碳酸钙垢和磷酸钙垢的阻垢率均能达85％左右；并对ASP性能作了评价，当ASP用量为20mg／L时，两种钙垢的阻垢率均达90％以上，在温度不超过80℃、pH值达10时，两种钙垢阻垢率仍能达85％以上，说明ASP阻垢剂具有一定的抗温抗碱能力。     

MA/AA/AMPS三元共聚物阻垢分散剂的合成与性能评价

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)等为单体,H2O2-NaH2PO2为引发剂,水为溶剂,在催化剂存在下合成MA/AA/AMPS三元共聚物阻垢分散剂SY-1#,并对其性能进行评价。实验表明,SY-1#阻垢分散剂具有优良性能:耐高温性强,可达100℃;在pH=10时,仍能保持其良好的性能;使用剂量低,浓度为5mg/L时阻碳酸钙垢的阻垢率达到94.0﹪,分散氧化铁能力达到35.5﹪;且其与其它油田助剂具有良好配伍性。     

不同极限黏度无磷聚合物在含余氯循环水中的应用

对极限黏度不同的无磷聚合物AA/AMPS/HPA在含余氯配水中稳定Zn2+和PO43-的性能和缓蚀性能进行了研究,同时对聚合物极限黏度与其阻垢缓蚀性能的关系进行了研究。研究发现:余氯对AA/AMPS/HPA性能影响不大;在Ca2+质量浓度1 000 mg/L、余氯2 mg/L、Zn2+和PO43-均为6 mg/L的配水中,当碱度低于280 mg/L时AA/AMPS/HPA对Zn2+和PO43-的稳定效果较好,实验进行46 d后水中Zn2+和PO43-质量浓度约为5mg/L;当碱度增加为900 mg/L后AA/AMPS/HPA对Zn2+和PO43-的稳定效果较差,实验结束时水中Zn2+和PO43-质量浓度仅为3 mg/L左右;AA/AMPS/HPA对碳钢有一定的缓蚀作用,极限黏度低于0.12 dL/g的AA/AMPS/HPA对碳钢的缓蚀效果较好,腐蚀速率约为0.035 mm/a。不同极限黏度的AA/AMPS/HPA性能差别不大,总体上极限黏度低于0.12 dL/g时,AA/AMPS/HPA的阻垢性能和缓蚀性能稍好。     

AA／AMPS极限黏度与合成因素及阻垢性的关系

以丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,合成了二元共聚物AA/AMPS,研究了单体配比和合成条件对聚合物极限黏度的影响,并评定了极限黏度对阻垢性能的影响.研究表明:随着AMPS含量的增加,共聚物极限黏度先增后减;随着引发剂用量、分子量调节剂用量的增加和反应温度的升高,共聚物极限黏度逐渐减小:极限黏度在0.08～0.09 dL/g范围内的二元共聚物AA/AMPS对Ca3(PO4)2和锌盐阻垢效果较好.     

含膦磺酸基共聚物阻垢分散剂的合成

介绍了含膦磺酸基共聚物阻垢分散剂(PAMPS)的合成方法,通过正交实验选出最佳合成条件为:单体丙烯酸(AA)与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)质量比75:25,次亚磷酸钠用量15%,过硫酸铵用量11%,反应温度102℃,反应时间5h。并将PAMPS阻垢性能与羟基亚乙基二膦酸(HEDP)、次膦酸基聚丙烯酸(PCA)两种常用水处理剂的阻垢性能进行比较,结果表明,当PAMPS浓度10mg/L时,阻碳酸钙垢率达83.73%;当PAMPS浓度3mg/L时,阻硫酸钙垢率达98.32%,均远远高于HEDP和PCA水处理剂的阻垢率。     

AMPS／AA二元共聚物的合成及阻垢性能评价

以水为溶剂，过硫酸盐为引发剂，合成了低分子量AMPS／AA二元共聚物，考察了合成条件与共聚物阻垢性能的关系。采用静态实验法评价了合成产物的阻垢性能。结果表明，AMPS／AA二元共聚物阻垢剂性能优良，可有效抑制Ca3（PO4）2、Zn（OH）2垢。     

膦酰基羧酸的合成及阻垢性能研究

以亚磷酸（H3PO3），丙烯酸（AA）和2－丙烯酰胺基－2－甲基丙磺酸（AMPS）为单体，水为溶剂，过硫酸钠为引发剂，合成了膦酰基羧酸。通过正交实验对膦酰基羧酸的合成工艺进行了优化，并通过碳酸钙沉积法和磷酸钙沉积法对合成的膦酰基羧酸的阻垢性能进行评价。筛选出的膦酰基羧酸的最佳合成工艺条件是：AA与AMPS的质量比为1：1，H3PO3占AA和AMPS总质量的15%，Na2S2O8占AA和AMPS总质量的20%，最佳反应温度为100℃，最佳反应时间是5h。最佳工艺合成的阻垢分散剂膦酰基羧酸在投加量为15mg/L的条件下，对磷酸钙的阻垢率为100%，对碳酸钙的阻垢率为91.65%。     

C9-丙烯酸水溶性石油树脂的制备及其阻垢性能

以乙烯生产过程中的副产物C9馏分和丙烯酸(AA)为原料,采用自由基溶液聚合,通过选择适宜聚合条件,合成具有阻垢性能的C9-AA水溶性石油树脂,并对其阻垢效果进行了评价.实验结果表明,在Ca2+的质量浓度为240mg/L、C9-AA水溶性共聚物的质量浓度为15 mg/L的条件下,C9-AA水溶性石油树脂的阻垢率达到90%以上,且有效作用时间可达60 h.     

一种新型水溶性丙烯酰胺三元聚合物磺酸盐的合成及评价

在过硫酸铵((NH4)2S2O8)-亚硫酸氢钠(NaHSO3)氧化还原体系下合成了丙烯酰胺(AM)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸(AMPS)/N-烯丙基油酰胺(CON)三元共聚物。最佳反应条件为:单体配比m(AM)∶m(AMPS)=9∶1,CON加量0.33%,引发剂0.4%,pH值为7,温度40℃,反应8h。对AM/AMPS/CON共聚物进行了红外和特性黏数(621mL/g)表征;当NaCl质量浓度为12g/L时,AM/AMPS/CON三元共聚物的黏度保留率能达到36.67%,当MgCl2,CaCl2质量浓度为1.2 mg/L时,共聚物的黏度保留率分别为48.24%,41.75%;温度为120℃时,AM/AMPS/CON三元共聚物粘度保留率达43%。     

钙碱浓度对磺酸盐共聚物稳磷性能的影响

通过静态容量瓶法研究了不同钙碱水质条件下,磺酸盐共聚物对PO3-4的稳定性能。结果表明:磺酸盐共聚物对PO3-4稳定性较好,且钙碱质量浓度对磺酸盐共聚物稳定PO3-4的性能影响较大。Ca2+质量浓度为600~800 mg/L时是磺酸盐共聚物对PO3-4稳定性的拐点,当Ca2+质量浓度低于600 mg/L时,磺酸盐共聚物对PO3-4稳定性较好,阻垢率最高可达80%,此时Ca2+质量浓度对磺酸盐共聚物稳磷性能基本没有影响,碱度为主要影响因素,应重点评价碱度对其稳磷性能的影响;当Ca2+质量浓度高于800 mg/L时,磺酸盐共聚物对PO3-4稳定性较差,阻垢率均低于60%,此时建议开发高钙条件下专用的稳磷聚合物。     

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。     

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。     

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％。     

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％。     

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。     

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.     

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在对加热炉的清洗、钝化进行了研究的基础上,探讨了加热炉的预膜及其正常运行时的缓蚀阻垢处理。结果表明,pH值为6.5～7.0、阻垢分散剂WT-18加量为200 mg/L、预膜剂WT-06加量为800～1200 mg/L条件下进行预膜处理,预膜质量好、膜较薄,预膜效果佳;缓蚀阻垢剂WT-75具有很好的缓蚀、阻垢性能,能很好的抑制沉积物在金属表面的附着,同时具有很强的分散能力,正常运行条件下缓蚀阻垢剂WT-75的加量为800～1200 mg/L时,加热炉水对碳钢腐蚀率为0.010 mm/a（国家标准为低于0.125 mm/a）、污垢热阻为0.37×10-4m2·h·℃/kcal （国家标准为低于5.0×10-4m2·h·℃/kcal）、黏附速率为2.33 mg/cm2·mon。     

硫酸钙防垢剂的合成与性能评价

以顺丁烯二酸酐、内烯酸和烯丙基磺酸钠为原料,以过硫酸铵为引发剂,经共聚应就制得硫酸钙防垢剂聚顺丁烯二酸酐-丙烯酸-烯丙基磺酸钠三元共聚物(BSI);专察了BSI含量、温度、时间、体系pH、NaCl含量、成垢离子(Ca~(2+)和SO_4~(2-)))浓度对防垢率的影响,同时考察了BSI含量对高浓度成垢离子溶液防垢率的影响。实验结果表明,在70℃、25 h、ρ(BSI)=3mg/L、c(Ca~(2+))=c(SO_4~(2-))=0.1 mol/L、体系pH=8、ρ(NaCl)=7.5 g/L的条件下,防垢率为99.0%。成垢离子浓度对BSI的防垢率影响很大,对于高浓度成垢离子溶液,增加BSI用量仍可使其具有较好的防垢效果;当溶溶剂化物中(Ca~(2+))=c(SO_4~(2-)=0.6 mol/L、ρ(BSI)=220 mg/L时,防垢率仍可达到99.0%。根据BSI的分子结构特点,分析了BSI与Ca~(2+)形成络合物的络合机理,还进一步探讨了BSI的分散絮凝和晶格畸变作用机理。     

新型三元共聚物防垢剂的合成及评价

以新单体XA-1、丙烯酸和丙烯酰胺为原料合成了三元共聚物,考察了单体比例、引发剂用量、反应温度对共聚物防垢性能的影响,并评价了聚合物的防垢性能。结果表明,合成反应的最优条件是:单体XA-1的质量占单体总质量的60%,丙烯酸占30%,丙烯酰胺占10%,引发剂用量为单体质量的0.4%,反应温度为70℃,反应时间为6h。在此条件下合成的共聚物,加量为12mg/L时,对硫酸钡垢的防垢率为94.8%。温度升高,矿化度较高,聚合物防垢率降低。     

次氯酸钠氧化破解石化工业污泥的工艺条件优化

采用次氯酸钠(NaClO)试剂氧化破解石化污泥,考察了氧化条件对破解效果的影响。结果表明,在污泥初始pH值为7.68,反应温度为30℃,反应时间为40 min,NaClO投加量(占污泥的质量浓度)为11.5 g/L的优化条件下,污泥中溶解性化学需氧量(SCOD),多聚糖的质量浓度分别从56.88,9.23 mg/L增加至4 143.79,750.77 mg/L;悬浮固体(MLSS),挥发性悬浮固体(MLVSS)质量浓度则由7 657.00,5 905.00 mg/L减少至4 716.00,2 413.00 mg/L,污泥减量38.4%。