聚天冬氨酸复配物的合成、阻垢缓蚀性能和阻垢机理

由聚天冬氨酸(PASP),丙烯酸-丙烯酸酯-衣康酸三组分共聚物(AA-AE-IA)和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)制备了 PASP 三元复配物 PASP+AA-AE-IA+PBTCA,研究了 PASP 和 PASP 复配物的阻垢缓蚀性能,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 CaCO_3的晶型。结果表明,最佳复配比例m(PASP):m(AA-AE-IA):m(PBTCA)=3:1:1,得到的 PASP 复配物具有优异的阻垢和缓蚀效果。采用水体总硬度为639 mg/L 的地下水,PASP 复配物的用量为40 mg/L 时,对 CaCO_3的静态浓缩阻垢率可达98.7%,缓蚀率可达96.5%;PASP 复配物可以使 CaCO_3的晶型几乎全部由方解石和文石转变为球霰石结构。     

衣康酸共聚物与静电场的协同阻垢效应

以衣康酸(IA)、丙烯磺酸钠(SAS)和次亚磷酸钠(SHP)为单体,合成兼具阻垢、缓蚀和分散性能的衣康酸共聚物(IA/SHP/SAS);考察了IA/SHP/SAS与静电场的协同阻垢性能。静态阻垢实验结果表明,当静电电压为5 k V、水浴温度为60℃、IA/SHP/SAS加入量为8 mg/L时,阻垢率提高了20.7%;动态阻垢实验结果表明,地下水经静电场(温度40℃)处理后,阻垢率提高了12.6%。经静电场处理后,水垢中的文石型Ca CO3含量明显增多;静电场与IA/SHP/SAS协同作用,加强了IA/SHP/SAS对Ca CO3晶体的扭曲和分散作用,提高了Ca CO3的溶解度。IA/SHP/SAS对A3碳钢的缓蚀率最高可达93.1%,分散Fe2O3时(IA/SHP/SAS加入量为30 mg/L)溶液的透光率为65.7%,28 d时的生物降解率为69.5%,说明IA/SHP/SAS是可生物降解的阻垢缓蚀剂。     

吐哈油田固体缓蚀阻垢的技术研究与应用

吐哈油田目前已进入中高含水期,结垢腐蚀现象日益突出,由此带来检泵周期缩短、断脱、电机烧毁等诸多生产问题,针对这些问题对吐哈油田油井结垢原因及防垢机理进行了分析研究,开发了适合吐哈油田的固体缓蚀阻垢技术,并建立了措施效果检测及评价方法。     

聚天冬氨酸的阻垢性能研究

在分析注入水和地层水离子成分的基础上,比较了聚天冬氨酸与其他几种常用阻垢剂的阻垢性能。试验结果表明,聚天冬氨酸具有优异的阻垢性能,其加量为10mg／L时防垢率可达99％以上。     

聚天冬氨酸阻垢性能的研究

以L－天冬氨酸为原料合成了聚天冬氨酸,采用静态阻垢评定法,锌试剂分光光度法和测定透光率等方法对聚天冬氨酸进行了阻碳酸钙结垢,稳定锌离子和分散氧化铁能力的测定,结果表明：聚天冬氨酸不仅具有良好的阻碳酸钙垢的性能,对锌离子也有一定的稳定作用,而分散氧化铁的能力则均好于聚马来酸和聚丙烯酸,是一种阻垢性能较好的水处理剂。     

IA-HPEC共聚物阻垢剂的制备及阻垢性能

以异丁烯醇聚氧乙烯醚(HPEG)、衣康酸(IA)为原料,在过硫酸铵-次亚磷酸钠引发剂作用下进行自由基共聚,合成阻垢剂IA-HPEC。采用FT-IR、1 H-NMR等方法表征IA-HPEC阻垢剂结构,采用扫描电镜(SEM)观察阻垢后形成的CaCO3晶体形貌。通过静态阻垢性能实验,考察了单体配比、聚合条件、氧化剂滴加方式及用量对合成的IA-HPEC阻垢剂阻垢性能的影响。结果表明,在m(IA)/m(HPEC)=1、聚合温度110℃、聚合时间1.5h、分批滴加氧化剂的最佳聚合条件下,合成的共聚物IA-HPEC对CaCO3的阻垢率为93.9%,优于市场含磷阻垢剂,具有较好的经济与环境效益。     

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。     

聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢性能

研究了环氧琥珀酸的聚合条件对其黏度和阻垢率的影响。优化的聚合条件为:用NaOH调节pH=11,加入1.85g Ca(OH)2,在95℃反应2h;聚环氧琥珀酸黏度为60mPa.s时,阻垢率最高。随着聚环氧琥珀酸加入量的增加,其阻垢性能随之提高;在高加入量(20mg/L)下,聚环氧琥珀酸的阻垢性能接近其它羧酸类和含磷阻垢剂;用聚环氧琥珀酸逐渐替代羟基乙叉二膦酸,其阻垢率降低,但用聚环氧琥珀酸替代50%的氨基三甲叉膦酸和2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸,其阻垢性能基本不变。     

多效固体缓蚀阻垢棒的研发

研制了一种能够缓慢释放的具有缓蚀、防蜡和阻垢综合作用的固体缓蚀阻垢棒。该产品在长庆油田进行了十口井的现场试验,结果表明：腐蚀速率明显降低,结垢现象明显减轻,简化了加药工艺,降低了劳动强度。     

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％。     

衣康酸／甲基丙烯酸共聚物阻垢剂的合成及性能

以水作溶剂,过硫酸铵为引发剂,以衣康酸(IA)、甲基丙烯酸(MAA)为单体制备了水溶性共聚物衣康酸/甲基丙烯酸(IA/MAA),用正交实验法确定了最佳反应条件:反应温度90℃,引发剂占单体质量分数为8%,单体配比n(IA):n(MAA)=1:7,反应时间1．5h。该共聚物对碳酸钙的阻垢率为83%,相对分子质量为1429。并用扫描电子显微镜对垢样进行了分析。     

衣康酸/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸二元共聚物油井水泥缓凝剂制备及性能

采用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)与衣康酸(IA)进行二元共聚反应合成了一种油井水泥缓凝剂。用正交实验法确定了最佳合成方案:反应温度80℃,w(引发剂)=1.5%,单体配比m(IA):m (AMPS)=1:2.7,反应时间1 h。采用IR研究了共聚物的结构并探讨了缓凝剂作用机理。结果表明:合成的共聚物对水泥浆有优异的高温缓凝作用,能显著延长水泥浆的稠化时间,具有良好的分散作用和抗钙性能。     

衣康酸/丙烯酸共聚物阻垢剂的研制

以衣康酸(IA)和丙烯酸(AA)为单体,采用水溶液自由基聚合反应,合成了IA/AA共聚物,用正交实验法确定的最佳合成条件为:反应温度88℃,反应时间1.5 h,引发剂用量8.7％(与单体的质量比),单体配比:m(IA):m(AA):1:3.4。实验表明,引发剂用量是影响共聚物阻垢率的主要因素。该共聚物对碳酸钙垢的阻垢率可达98.5％。     

衣康酸-丙烯酰胺-丙烯酸三元共聚物螯合分散剂的合成及性能评价

实验以水作溶剂,过硫酸盐为引发剂,衣康酸(IA)、丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)为单体,制备IA/AM/AA三元共聚物.经正交实验和单因素实验对影响螯合力及分散力的因素进行了考察和优化.确定了最佳合成条件为:m(IA):m(AM):m(AA)=1:0.05:1.5,聚合温度为75℃,引发剂过硫酸铵用量为单体总质量的2...     

MOF-74负载磷钨酸催化剂的制备及其催化环己烯氧化制己二酸性能

以Cu²⁺为金属中心、2,5-二羟基对苯二甲酸为有机配体、磷钨酸(H₃PW₁₂O₄₀,简称PTA)为活性组分,采用热溶剂法一步原位合成PTA负载量(w)为x%的一系列PTA/Cu-MOF-74催化剂(x%PTA@Cu-MOF-74,x=0,10,20,30,40)。采用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电镜和氮气吸附-脱附等表征手段对制得催化剂进行系统分析,同时对其催化环己烯氧化合成己二酸的活性进行测试。结果表明：PTA活性组分成功负载到Cu-MOF-74骨架中,并且MOF-74的骨架结构保持完整;在反应温度为80℃、反应时间为6 h、环己烯进料量为1 mL、双氧水(H₂O₂质量分数30%)进料量为4.5 mL、10%PTA@Cu-MOF-74催化剂用量为0.2 g的反应条件下,己二酸的产率最佳,为61.96%;相同试验条件下上述催化剂重复使用4次后,己二酸的产率仍达59.89%,与使用新鲜催化剂时相比降低幅度仅为3.3%。     

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%。     

N-十二酰基天冬氨酸及其钠盐的合成与性能

实验以月桂酸、氯化亚砜、天冬氨酸为原料,合成了一种新型氨基酸表面活性剂N-十二酰基天冬氨酸,并以MS和IR对其结构进行了表征。其较佳反应条件为:θ=5℃,体系pH=10～11,n(天冬氨酸):n(十二酰氯)=1.1:1,t=3 h,收率为84.56%。研究表明:pH=6时,其表面张力达最低值,温度为293～313 K时,其cmc为2.90～3.22 mmol/L,γ_(cmc)为29.22～23.65 mN/m;在不同硬度硬水中,钙皂分散能力均优于LAS和OAB。     

一种酸化缓蚀剂的合成及缓蚀效果评价实验研究

以苯乙酮、甲醛、对苯二胺为原料,通过对反应时间、反应温度、原料配比的筛选,合成了一种酸化缓蚀液剂—曼尼希碱(Mannich)。研究实验表明,该酸化缓蚀剂在酸液中具有良好的溶解分散性和稳定性,能在金属表面形成较为牢固的多分子吸附膜,在常压、90℃温度条件下具有较好的缓蚀性能。该酸化缓蚀剂还可与六次甲基四铵、碘化钾、丙炔醇复配使用,进一步提高缓蚀率,并通过实验确定了酸化缓蚀体系的配方。     

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%。     

负载型磷钨酸催化剂的制备表征及其催化性能

以拟薄水铝石为载体、磷钨酸为主催化剂,制备了负载犁磷钨酸催化剂,并对其进行了会属镧(La)改性.采用XRD、NH_3-TPD、SEM等手段对La改性负载型磷钨酸催化剂进行表征.通过对磷钨酸溶脱率的测定,考察负载型磷钨酸催化剂的负载强度.将该催化剂用于对羟基苯甲酸乙酯和己二酸的合成,考察其酸催化和氧化催化性能.结果表明,在磷钨酸的负载量为30%时,该负载型磷钨酸催化剂可重复使用7次,总的溶脱率为11.9%.在催化对羟基苯甲酸乙酯和己二酸的合成反应中,产率分别达到85.6%和95%.该催化剂是一种负载强度高、酸催化和氧化催化性能均良好的环境友好型催化剂.