L-赖氨酸改性聚天冬氨酸的阻垢缓蚀性能与生物降解性

L-赖氨酸经过氨解反应合成一种改性聚天冬氨酸衍生物（Lys-PASP）,用FTIR红外谱图证明了Lys-PASP分子中同时含有羧基和酰胺基等基团。扫描电子显微镜（SEM）的分析结果可知：Lys-PASP的加入使溶液中CaCO₃和CaSO₄的钙垢晶体的生长过程和形态发生变化,使得钙垢疏松、细小,抑制了它们长成致密结构的钙垢,从而达到很好的阻垢效果;Lys-PASP的加入使钙垢晶型变化,减缓了试片表面点蚀的发生;另外通过化学和物理的吸附作用在试片表面形成一层吸附膜而达到较好的缓蚀效果。探讨了Lys-PASP接枝聚合物对CaCO₃和CaSO₄垢的阻垢能力与Lys-PASP的投加量、Ca²⁺的浓度和测试体系的温度之间的密切联系。当Lys-PASP的投加量为10 mg·L^-1时,对CaCO₃的阻垢率为98.7%,对CaSO₄阻垢率接近于100%,而在温度达到80℃、Ca²⁺分别达到500 mg·L^-1和7000 mg·L^-1的浓度时,Lys-PASP也表现出很好的阻垢效果。另外,用失重法研究了当Lys-PASP和PASP均为150 mg·L^-1时,Lys-PASP的缓蚀率比PASP高13%;用摇床实验法证明了Lys-PASP属于易生物降解的物质。     

聚柠檬酸对CaCO_3和CaSO_4的阻垢性能研究

通过合成和阻垢实验及垢样形貌分析,研究了聚柠檬酸对CaCO_3和CaSO_4的阻垢性能。结果表明,聚柠檬酸对CaCO_3的阻垢率很低;对CaSO_4的阻垢效果很好,当聚柠檬酸投加量为2 mg/L时,阻CaSO_4垢率可达到90%以上。与传统阻垢剂羟基亚乙基二膦酸(HEDP)和聚环氧琥珀酸(PESA)相比,聚柠檬酸对CaSO_4的阻垢效果明显优于HEDP和PESA。加入聚柠檬酸后CaCO_3垢晶体变成片状,垢质疏松;CaSO_4垢晶体长度变短,晶体表面不再光滑致密,出现严重畸变,垢质也比较疏松。     

循环水用P(MAH-AMPS-AM)共聚物阻垢剂的制备及性能

通过自由基聚合法,以马来酸酐(MAH)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)为反应单体,成功制备了P(MAH-AMPS-AM)共聚物,并将其应用于循环水阻垢。利用FTIR对其化学结构进行了表征,以阻垢率为研究对象,详细探讨了P(MAH-AMPS-AM)共聚物的阻垢效果与投加量、水样温度及溶液pH之间的关系;进一步通过SEM考察了阻垢剂对钙垢晶体的影响。结果表明,P(MAH-AMPS-AM)共聚物对CaCO_3和CaSO_4均具有良好的阻垢性能,在阻垢剂的投加量为15 mg/L时,其阻碳酸钙垢的阻垢效率达到93.8%;其投加量为18 mg/L时,阻硫酸钙垢的阻垢效率达到92.8%,且在水样温度为80℃时仍具有较好的阻垢效果;P(MAH-AMPS-AM)共聚物能有效破坏钙垢晶体的规整性,使晶体产生大量缺陷,从而起到抑制结垢的能力。     

无磷无氮型阻垢剂PESA-g-PAA/AHPS阻垢缓蚀性能

研究了聚环氧琥珀酸接枝聚丙烯酸/烯丙氧基羟丙基磺酸钠(PESA-g-PAA/AHPS)对CaCO_3、CaSO_4、Ca_3(PO_4)_2的静态阻垢性能、稳定锌盐性能、缓蚀性能和生物降解性能。结果表明,投加量为10 mg/L时,PESA-gPAA/AHPS对CaCO_3和CaSO_4的阻垢率分别达到99.6%、99.8%;投加量为50 mg/L时,PESA-g-PAA/AHPS对Ca_3(PO_4)_2的阻垢率、锌盐稳定率、Q235碳钢的缓蚀率分别为93.7%、91.1%、66.2%,性能较未改性的PESA大幅提高。PESA-gPAA/AHPS保持了PESA的可生物降解性,28 d的生物降解率达到71.6%。PESA-g-PAA/AHPS是一种综合性能良好的绿色阻垢剂。     

多支化聚天冬氨酸衍生物的合成及其阻垢性能研究

先以顺酐和氨水等为原料合成聚天冬氨酸(PASP),再以PASP和赖氨酸为原料进行接枝反应得到改性聚天冬氨酸衍生物(Lys-PASP)。实验结果表明,与聚天冬氨酸相比,在聚天冬氨酸与赖氨酸质量比为10∶1,改性时间2 h,改性温度120℃条件下得到的改性产品Lys-PASP不仅对碳酸钙具有更好的阻垢性能,而且对碳钢表面也有更好的缓蚀效果,并对氧化铁也具有很好的分散效果;Lys-PASP的加入,不仅改变了碳酸钙的晶型,而且大大降低了碳酸钙晶体的完整程度和有序度,达到了阻止碳酸钙垢形成的目的,起到了阻垢缓蚀的效果。     

聚环氧琥珀酸衍生物阻钙垢性能及生物降解性研究

以马来酸酐(MA)、L-精氨酸(LAr)、氢氧化钠等原料制备了聚环氧琥珀酸衍生物(LAr-PESA),研究其对碳酸钙和硫酸钙的阻垢及缓蚀性能。探讨了LAr-PESA的生物降解性,以及碳酸钙和硫酸钙垢的晶型变化。结果表明:LAr-PESA阻碳酸钙、硫酸钙垢的性能和缓蚀性能明显好于PESA,当Ca~(2+)分别为1 000、7 200 mg/L,LAr-PESA质量浓度为8 mg/L时,阻碳酸钙和硫酸钙的阻垢率分别达到91.2%、94.5%。质量浓度均为120 mg/L时,LAr-PESA的平均缓蚀率比PESA提高了10%。LAr-PESA是一种易降解的综合阻垢缓蚀剂。     

一种高效多功能型阻垢剂的性能评价

以乙二胺四亚甲基膦酸钠、聚天冬氨酸和自制阻垢剂ZGJ为原料,制备了一种高效多功能阻垢剂HK-369。HK-369具有同时高效阻CaCO_3、CaSO_4、BaSO_4垢3种垢的阻垢性能。当质量浓度为80mg·L~(-1)时,HK-369的阻垢效果明显优于油田常用阻垢剂。配伍性实验表明,HK-369与助排剂、粘土稳定剂、杀菌剂、破乳剂及缓蚀剂等压裂助剂具有较好的配伍性,可满足生产需求。     

聚天冬氨酸的改性对阻垢分散性能的影响

将聚琥珀酰亚胺(PSI)与天冬氨酸(ASP)、2-氨基乙磺酸(SEA)分别进行反应,对聚天冬氨酸进行改性,并对改性聚天冬氨酸的阻CaCO3垢、分散Fe2O3和缓蚀性能进行了评定。实验结果表明:在PASP分子结构中引入羧基可以提高其阻垢率,而磺酸基的引入则会降低其阻垢率,当引入羧基的改性聚天冬氨酸质量浓度为6mg/L时,阻垢率达到了100%;磺酸基的引入可以大大提高聚天冬氨酸的分散性能,加药质量浓度为10mg/L,分散Fe2O3时上清液最小透光率为40.3%;羧基的引入有助于缓蚀性能的提高,加药质量浓度为100mg/L时,比PASP的缓蚀率提高35%以上。     

腐植酸钠水处理剂锅炉水阻垢性能的研究

讨论了腐植酸钠浓度、Ca~(2+)浓度、pH值等因素对腐植酸钠复合剂阻垢率的影响,并采用XRD、IR等手段表征腐植酸钠-水垢复合物及锅炉表面水垢的微结构和机理。结果表明,腐植酸钠水处理剂最佳参数为:腐植酸钠用量20 mg/L,锅炉水中Ca~(2+)浓度120 mg/L,CO_3~(2-)浓度400 mg/L,HCO_3~-浓度200 mg/L。在此条件下,阻垢率89.6%。IR表征显示,腐植酸钠具有羧基活性官能团,对Ca~(2+)、Mg~(2+)具有吸附、络合及分散等作用;XRD表征显示,加入腐植酸钠后,干扰了CaCO_3微晶生长,使晶格变形,垢样变细,形成复合水渣。     

天冬氨酸-苹果酸共聚物与Ca~(2+)的络合性能

以天冬氨酸和苹果酸为原料,采用微波加热共聚合成法制备了一种基于绿色阻垢剂聚天冬氨酸(PASP)的改性产品——天冬氨酸-苹果酸共聚物(PAMA),分子链中引入苹果酸,提高了PASP的络合性能。参照静态阻垢法,以络合量为评价标准,考察了不同条件下硫酸钙过饱和溶液中PAMA与Ca~(2+)的络合性能。结果表明,Fe3+、Zn~(2+)、Cu~(2+)及其混合离子的加入均导致PAMA与Ca~(2+)络合量降低,降幅依次为Ca~(2+)/Cu~(2+)Ca~(2+)/Fe3+Ca~(2+)/Zn~(2+),投加量为4 mg/L时,PAMA与Ca~(2+)的络合效果良好;单一Ca~(2+)条件下,投加量为2 mg/L时,PAMA与Ca~(2+)的络合量达到最高,为20.43 g/g。由此可见,PAMA对硫酸钙结垢具有很好的抑制作用。     

离子色谱法测定钙镁片中钙、镁离子的含量

采用离子色谱法进行了钙镁片中Ca~(2+)和Mg~(2+)的含量测定,过程为:先采用盐酸将样品溶解之后,采用阳离子交换色谱柱分离,用阳离子抑制器,分别进行精密度试验,重复性试验,加样回收率试验,系统适用性试验,最后结果检测。实验结果表明Ca~(2+)和Mg~(2+)的质量浓度处于2~18mg·L~(-1)和0.4~9mg·L~(-1)之间时,具有标准的线性关系,其相关系数都接近于1;Ca~(2+)和Mg~(2+)的检出浓度为0.003mg·L~(-1)和0.015mg·L~(-1),其定量浓度为0.004mg·L~(-1)和0.002mg·L~(-1),回收率也均接近100%;实验测的5批样品中Ca~(2+)的含量分别为13.5%、14.8%、15.0%、16.3%、10.6%,Mg~(2+)的含量分别为5.2%、3.8%、4.5%、6.0%、3.9%。     

L-半胱氨酸改性聚环氧琥珀酸的合成及其阻垢缓蚀性能

以L-半胱氨酸(LCY)为改性剂改性聚环氧琥珀酸(PESA)得到了一种聚环氧琥珀酸衍生物L-半胱氨酸改性聚环氧琥珀酸(LCY-PESA),用红外光谱和核磁共振谱表征了LCY-PESA的物质结构,用红外光谱、X射线衍射光谱和扫描电镜研究了钙垢的晶型(形),探讨了LCY-PESA的静态阻垢、动态阻垢、静态缓蚀、分散氧化铁和生物降解等性能,通过量子化学计算方法研究了LCY-PESA的缓蚀机理。静态阻垢结果表明,在c(Ca2+)为400mg·L?1、c(3HCO?)为800 mg·L?1的实验介质中,LCY-PESA投放量为6 mg·L?1,阻垢率即可达到94.6%;当c(Ca2+)为150 mg·L?1、c(Fe2+)为10 mg·L?1、LCY-PESA投放量为15 mg·L?1时,最小透光率为61.5%。动态阻垢测试显示:随着加药量的增加,动态污垢热阻减小,当加药量为1 mg·L?1时LCY-PESA的动态阻垢率比PESA提高了约15%。红外光谱、X射线衍射光谱和扫描电镜结果表明,LCY-PESA对钙垢有明显的晶格扭曲作用,把方解石变为球霰石,表现出良好的阻垢分散性能。该衍生物还表现出了优良的可生物降解性能。量子化学计算表明:LCY-PESA分子中的S原子和N原子对HOMO轨道的电荷密度影响较大,导致LCY-PESA的HOMO轨道和LUMO轨道的能隙差值小于PESA分子的能隙差值,因此LCY-PESA分子抑制金属腐蚀的效果好于PESA。     

油田注水井管线结垢分析及阻垢剂研制与应用

青化砭油田注水井管线结垢严重,以马来酸酐-丙烯酸-甲基丙烯酸羟乙酯(MAH)、EDTMPS、PASP和HDTMPA为原料,研制了一种复合型阻垢剂ZGJ-6,能同时高效阻止碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡锶垢,当投加量60 mg/L时,对钙盐(碳酸钙、硫酸钙)垢的阻垢率达94.52%,对硫酸钡锶垢的阻垢率达95.32%,阻垢效果优于常规阻垢剂。现场应用实验表明,在管线中投加ZGJ-6 60 mg/L后,试片光亮无结垢,同压力下的月平均注水量下降幅度和同注水量下的月平均压力提高幅度为2%～3%,变化平缓,从根本上解决了管线的结垢问题。     

国外文摘

作者首先介绍了多种合成锅炉水样(pH11～12、温度100～215℃)的成垢机理。指出,垢沉淀物为CaSiO_3、MgSiO_3、Mg(OH)_2及CaSO_4。在Ca~(2+)—SiO~(2-)_3—CO~(2-)_3系垢组成物中,首先沉淀下来的是CaCO_3,而后是CaSiO_3;而在Ca~(2+)—Mg~(2+)—SiO~(2-)_3系垢组成物中,当Mg~(2+)浓度低时,产生CaSiO_3沉淀,随着MS~(2+)浓度的增加,MgSiO_3的生成量增加。在     

聚N-马来酰甘氨酸的合成及其阻垢缓蚀性能的研究

酰胺羧酸类化合物是性能优良的有机胺缓蚀剂,为了提高其溶解与阻垢性能,合成一种新型的高分子型酰胺羧酸水处理剂—聚N-马来酰甘氨酸,以高分子碳长链骨架取代传统酰胺羧酸缓蚀剂分子结构中憎水基团高级烷基。通过红外光谱(FT-IR)表征产物,化学需氧量测定法判断产品产率。考察了Ca~(2+)、HCO_3~-、水处理剂浓度、温度以及时间对阻碳酸钙垢效果的影响,并研究了产品在已发生腐蚀系统中的缓蚀效果。结果表明,药品投加质量浓度为20 mg/L时,阻碳酸钙垢率为95.44%,相对于温度与过量碳酸氢根离子浓度,水处理剂浓度对阻垢性能的影响最大,其他水质条件发生变化时,确保水处理剂与钙离子质量浓度比高于1∶20即可保证所需的阻垢效果,有效阻垢时间大于10 h。产品投加质量浓度为80 mg/L,缓蚀率为90.43%,在碳钢已发生腐蚀的条件下仍然有效。     

端羧基型超支化聚合物在阻垢中的应用

以三羟甲基丙烷(TMP)为中心核,以柠檬酸为AB3型共聚单体,通过酯化反应,得到端羧基型的超支化聚合物(HBP-COOH),并将其应用于阻垢方面,探讨了阻垢剂用量、溶液pH对其阻碳酸钙和硫酸钙的能力。结果表明,HBP-COOH对CaCO_3和CaSO_4均具有良好的阻垢性能,在阻垢剂的用量为10 mg/L时,其阻碳酸钙垢的阻垢效率达到96.3%;其用量为20 mg/L时,阻硫酸钙垢的阻垢效率达到92.8%,且在pH=6～9使用,具有较高的阻垢效率。SEM分析表明,HBP-COOH能抑制钙垢晶体的生长,使晶体产生大量缺陷,晶体体积发生变化,从而起到抑制结垢的能力。     

电厂循环水绿色水处理剂阻垢缓蚀性能的研究

采用静态阻垢法、静态挂片法、极化曲线法对绿色水处理剂聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸的缓蚀阻垢性能进行了研究,初步探讨了其缓蚀阻垢机理。通过静态阻垢实验结果可知,聚环氧琥珀酸的阻垢性能好于聚天冬氨酸(PASP),当聚环氧琥珀酸(PESA)和PASP质量浓度达到8mg/L之后阻垢率基本维持在一个水平;通过静态挂片实验结果可以看出PASP的最佳质量浓度为50mg/L,PESA的最佳质量浓度为40mg/L;通过极化曲线法可知PASP和PESA均属于抑制阳极型水处理剂。     

基于电石渣原料的方解石型碳酸钙制备研究

以电石渣为原料,NH_4Cl溶液浸取,Na_2CO_3为碳化剂,制备了方解石CaCO_3。首先探讨了 NH_4Cl溶液浓度、反应时间和溶液pH等因素对电石渣Ca~(2+)浸取率的影响,然后研究了 Ca~(2+)浓度、反应温度、反应时间等工艺参数对制备方解石型CaCO_3的影响,并通过X-射线衍射,扫描电子显微镜和红外光谱等对其结构进行表征。实验结果表明,在NH_4Cl溶液浓度为5 mol·L~(-1),pH 7,室温下浸取40 min,Ca~(2+)浸取率为95.15%;Ca~(2+)浓度为0.1 mol·L~(-1)、反应温度为60℃、反应时间为120 min,得到晶型较好的方解石型碳酸钙。     

水力排灰管道结垢的热力学分析

本文根据热力学的基本原理讨论了有关结垢反应的平衡,推导出 p〔Ca~(2+)〕～px的函数式,描绘出 p〔Ca~(2+)〕～px 图,确定图上的结晶区和溶解区。就谏璧电厂排灰系统中某些测点的成分分析数据,应用 p〔Ca~(2+)〕～px 图,判断这些测点 CaCO_3、Ca(OH)_2、CaSO_4垢形成的可能性。预测的结果和实际情况相符。     

国外文摘

对苏联及其它一些国家的脱盐设备使用阻垢剂的阻垢效果进行了调查。由模拟装置试验结果可知,脱盐设备中垢的成分为CaCO_3、CaSO_4以及Mg(OH)_2,文章介绍了七种阻垢剂的阻垢效果与有关参数的关系。并指出,对于CaCO_3垢使用胺盐磺酸类阻垢剂是有效的,而对于CaSO_4垢,则适于采