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高效复合型阻垢剂的研究
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高效复合型阻垢剂的研究
唐和清冯改宁朱丽华王万红陈玉娥
(华中科技大学化学系,湖北武汉,430074)
摘要:用静态法研究了由有机膦酸类、磺基共聚物等为主成分的复合阻垢剂的阻垢性能,
并与HEDP、单剂进行了比较。实验结果表明其阻垢性能优异,特别适合在油气田等结构问
题严重的场所使用
关键词:有机胖酸类,磺基共聚物,羧酸高聚物,碳酸钙
随着现代工业的飞速发展和环境要求的提高,单一组分的水处理剂已不能满足高效多功
能的要求,因此对现有水处理剂配方的优化以及对约剂之间协同作用的研究具有重要的现实
意义リ。
有机膦酸类垢剂如羟基亚乙基二に酸(HEDP)能与钙、镁、铁等金属离子生成立体
结构的双环或多环螯合物,对水中金属无机盐的沉积具有很好的抑制作用,同时也能抑制
系统中金属的腐蚀。许多阻垢剂因其増溶作用和晶格畸变作用+的存在,对水中金属无机
盐的沉积物有较好的抑制作用,同时对非结晶状的黏泥、粉尘和腐蚀产物如氧化铁等起分散
作用,使其随水流流动,避免污垢沉积引起垢下腐蚀。带磺酸基的共聚物由于磺酸基团的引
入使其共聚物链上既有强酸基,又有弱酸基。当弱酸基与结品的活性阳离了点相结合时,强
酸基则仍保留离了化状态,这样有助于聚合物/结品加合体的溶解性能与分散性能?!。作者选
择这一类阻垢剂中有代表性的单剂进行复配,研究了它们在苛刻条件下高硬度水中的阻垢性
能,并与HEDP、油田用阻垢剂S-1和其单剂进行了比较。
实验
1.1实验药品
单组分阻垢剂均为市售工业品,其中部分由常州市润洋化工有限公司提供;S-1为油田
提供的现用的进口阻垢剂;所川CaCl2、 NAHCO3、EDTA、HCI均为分析纯。
1.2阻垢性能实验
移取一定量质量浓度为p=200ogL的阻垢剂于锥形瓶中,再移取100mL质量浓度为p
(HCO3)=2000g0的储备阴离子水样和一定量质量浓度为p(Ca2)=2000gL的贮备
阳离子水样于锥形瓶中,定溶至200mL。将锥形瓶置于一定温度的恒温水浴中,恒温4小
时候后取出冷却。移収上层清液25mL,用已标定的HCI测定HCO3的残余浓度,根据所测
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第十三届全国缓蚀剂学术讨论会论文集
值计算阻垢率
实验分别在70℃、80℃、90℃下进行,恒温4小时。水样中成垢阴离子HCO含量为
100p0m,并用25gL的NaC!満节离子强度,成垢阳离子Ca2+的含量分别为250、500、750
1000ppmo
2结果与讨论
.1温度、钙浓度对复合阻垢剂阻垢效果的影响
70ミ60
?40L
90'?40
20
20
阻垢剂浓度(ppm)
阻垢剂浓度(pm)
(b)
8040
1520
25
阻垢剂浓度(pm)
阻垢剂浓度(ppm
图1温度与钙水平对复合阻垢剂浓度曲线的影响:(a)Cn3+250ppm
(b)Ca2+500pm;(c)Ca2+750ppm;(d)Ca2+1000pm
从图1可以看出,复合阻垢剂的阻垢率随省温度的升高、钙浓度的增加而降低。当钙水
半比较低时,阻垢剂的阻垢率均可达到95%以上:,而且温度的改变对3ppm以上:的阻垢效
果几乎没有影响;随着钙水平的提高,温度对阻垢性能有一定的影响。当温度为90℃时,
提高钙水平为750ppm时,使用10pm的阻垢剂其阻垢效果可达到90%,当钙水平高达
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1000pm时,20ppm的阻垢剂也能达到80%
2.2复配阻垢剂阻垢效果与单剂和HEDP的比较
为了对此复合阻垢剂性能进行全面地评价,我们在钙浓度为500ppm的条件下与HED
和洲田现用阻垢剂S-1进行了对比试验。结果见图2。
100
60
40
40
复配阻垢
FOP
---复配阻圻剂
2()
)
15
阻垢剂浓度(ppm)
阻垢剂浓度(ppm
由图可以看出,复合阻垢剂的阻垢效某均
优于油田现用阻垢剂S-1。对于HEDP,在低
浓度时复合垢剂的阻垢效果略差,这典型的
说明了有机磷酸类阻垢剂低用量高效率的特
40
复配阻垢剂点。但随着阻垢剂浓度的增大,HEDP的阻垢
率不随浓度的增大而增大,且随着温度的丌
高,最大阻垢率大幅降低,在90℃时其阻垢率
肚垢剂浓度(ppm)
已不能达到80%;而复合阻垢剂在高浓度时仍
可以达到95%以上,且不受温度的影响。这可
图2复合阻垢剂阻垢效果与 LHEDP
能是由于复合阻垢剂中含有高分子类阻垢剂
以及s-1的比较
的原因。这些阻垢剂不但可以抑制有机磷酸类
(a)70℃;(b)80℃;(c)90℃C
阻垢剂的水解,同时还可以发挥其分散能力,
从而取得很好的阻垢效果。
图3给出复配阻垢剂与其炳种单剂的比较结果。可以看出,复合阻垢剂的阻垢效果在低
浓度时处于炳种単剂中间,在高浓度时与単剂A相当。但复合阻垢剂中有机勝酸量较少,
大大降低了使用时磷的含量,増加了对环境友好。