二氧化氯和有机膦药剂的配伍性能研究

研究二氧化氯和PBTCA(2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸)、HEDP(羟基亚乙基二膦酸)、ATMP(氨基三亚甲基磷酸)复配使用时对碳钢的缓蚀性能,并利用正交试验确定了最佳配方.     

阻垢剂HEDP和PBTCA阻垢机理探讨

碳酸钙晶体有3种晶相方解石、球霰石、文石.阻垢剂HEDP(羟基乙叉二膦酸)和PBTCA(2膦酸基丁烷1,2,4三羧酸)对碳酸钙晶体不同晶相的作用效果不同.实验结果表明,HEDP对方解石有很好的抑制作用,而对球霰石和文石则没有明显抑制效果.PBTCA对方解石和球霰石都有很好的抑制作用,对文石作用效果不明显.基于量子化学半经验方法,计算了HEDP和PBTCA的几何构型和分子中各原子所带电荷;由几何匹配理论说明HEDP可以抑制方解石的生长;PBTCA既能抑制方解石的生长,也能抑制球霰石的生长.     

环保型反渗透阻垢剂的性能研究

利用聚天冬氨酸(PASP)、聚环氧琥珀酸(PESA)、丙烯酸-丙烯酸酯共聚物(AA-AE)和2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)制备了一种环保型反渗透阻垢剂.通过静态及动态阻垢实验对阻垢剂的阻垢性能进行了评价,结果表明此反渗透阻垢剂具有优异的阻垢分散性能和生物降解性能.     

环氧琥珀酸共聚物的制备及对硫酸钡的阻垢作用

将环氧琥珀酸(ESA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟丙酯(HPA)三种单体共聚,再将该三元共聚物与膦羧酸(PBTCA)复配,制备了一种阻垢剂EAHP。初步探讨了该阻垢剂对硫酸钡垢的阻垢机理。结果表明,在m_ESA:m_AA:m_HPA:m_PBTCA=1:0.5:0.5:0.5、催化剂的质量分数0.3%、温度88~93℃和反应时间4h时,可制得阻垢性能优异的阻垢剂。阻垢剂的加入量为15mg/L时,其对硫酸钡的阻垢率达到100%,远优于各种常见的阻垢剂,从而为原油开采中遇到的硫酸钡阻垢难题提供了一种解决办法。该阻垢剂对硫酸钡的优异阻垢性可能是—OH和—COOH基团及—O—基团共同作用的结果。。     

腐植酸钠与含磷阻垢缓蚀剂复配产品的性能研究

研究了腐植酸钠(HA-Na)与市售的含磷阻垢缓蚀剂复配产品的阻垢和缓蚀性能。结果表明,在相同药剂用量的条件下,用质量分数为50%的腐植酸钠与50%的HEDP或PBTCA复配,产品的阻碳酸钙垢性能和对碳钢的缓蚀性能分别与100%的HEDP或PBTCA的性能基本一致,说明用腐植酸钠可以取代这些含磷阻垢缓蚀剂的50%(以质量分数计)。     

碳酸钙成垢离子变化规律及阻垢剂评价新方法

研究了碳酸盐垢成垢过程中成垢阴、阳离子浓度的变化规律,并在此基础上提出了利用酸碱滴定来评价阻垢剂性能的方法.其基本原理是用酸标准溶液滴定静态阻垢实验前后成垢阴离子(HCO3-)浓度变化来评价阻垢剂的阻垢效率.利用此方法对HEDP,PBTCA,丙烯酸-丙烯酸羟丙酯三元共聚物等常用阻垢剂的阻碳酸钙垢性能进行了评价,较传统的络合滴定法具有操作方便、经济,更易于实现自动化等优点.     

新型水处理剂EDDAP阻垢性能的研究(Ⅱ)

本文对合成产物———新型水处理剂乙二胺 -N,N'-二乙酸 -二甲叉膦酸 (EDDAP)阻磷酸钙垢的性能进行了研究。结果表明 ,EDDAP具有优异的阻磷酸钙垢性能 ,且明显优于羟基乙叉二膦酸(HEDP)。     

有机膦酸羧酸型水质稳定剂的研究——Ⅰ.2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸的缓蚀阻垢作用

用旋转挂片失重法、腐蚀电化学测试方法,评定有机膦酸羧酸型水质稳定剂2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸(PBTCA)在中性水介质中对碳钢的缓蚀性能,并采用近代表面分析手段,对PBTCA在碳钢表面上形成保护膜的元素三维成分分布、原子结合状态及成膜机理进行了研究。结果表明,PBTCA与Zn~(2+)具有明显的缓蚀协同效应,络合沉淀膜Zn(Ca)(Ⅱ)-PBTCA-Fe(Ⅲ)能有效地抑制碳钢腐蚀。静态、动态阻垢实验的结果表明,PBTCA具有优异的抑制钙垢沉积的作用。显微摄影术、X-射线衍射仪对钙垢从空白溶液中及含PBTCA水溶液中沉积后的晶体形貌及结构的比较,证明了PBTCA对CaCO_3、CaSO_4·2H_2O晶体成核过程的干扰及其晶格歪曲作用。实验结果说明PBTCA是一种有开发和应用前途的兼具缓蚀阻垢性能的有效的水质稳定剂。     

不同类型的二元复合阻垢剂的阻垢性能

用鼓泡法研究了HDTMP(己二胺四甲叉膦酸)-HEDP(羟基乙叉二膦酸)、HDTMP-MA/AA(马来酸-丙烯酸共聚物)以及HDTMP-HMP(六偏磷酸钠)3种类型二元复合阻垢剂的阻垢性能,并在总浓度相同的情况下,与单一阻垢剂的阻垢性能进行了比较.结果发现:这3种不同类型的复合阻垢剂有着共同的特征:(1)组分阻垢剂HDTMP在上述3种复合阻垢剂中是主阻垢剂;(2)在相同的总浓度下,二元复合阻垢剂的阻垢性能在相当大的浓度范围内大体上呈加和效应且在整个试验浓度范围内大体上低于主阻垢剂的阻垢性能;(3)与复合缓蚀剂的协同效应相比,上述3种类型的二元复合阻垢剂阻垢性能的协同效应不如典型的二元复合缓蚀剂缓蚀性能的协同效应那么明显.     

油田管道阻垢剂阻垢性能及分子动力学模拟研究

为油田筛选高效阻垢剂对保障油田安全生产具有重要的意义。以长庆油田采油一厂某区块的油田水为研究对象，利用静态阻垢实验研究了1-烃基乙烷-1,1-二磷酸（HEDP）、氨基三亚甲基膦酸（ATMP）、聚丙烯酸（PAA）、丙烯酸-马来酸酐共聚物（AA-MA）4种油田常用阻垢剂的阻垢性能。同时利用分子动力学模拟阻垢剂与碳酸钙垢晶体表面相互作用过程，明确造成4种阻垢剂阻垢效率不同的微观机理。结果表明，4种阻垢剂的阻垢效率的大小顺序为HEDP> ATMP>AAMA>PAA；分子动力学模拟得到多元膦酸型和聚合物型阻垢剂都是通过吸附在碳酸钙垢晶体表面，与其发生相互作用，影响晶体有序生长过程，从而实现阻垢作用。阻垢剂与碳酸钙晶体表面的结合能大小不同是影响阻垢效率的关键因素之一。该研究可为同类油田筛选高效阻垢剂提供理论指导。     

聚天冬氨酸及其与膦系水处理剂复合的阻垢缓蚀研究

研究了聚天冬氨酸及其与膦系水处理剂(HEDP、PBTCA、DETPMP)复合的阻垢缓蚀性能。结果表明,聚天冬氨酸与膦系水处理剂复合比单独使用聚天冬氨酸具有更好的阻垢缓蚀性能,是一种高效、低磷、可部分生物降解的水处理剂。     

高效缓蚀剂对黄河恶化水质中普碳钢的缓蚀作用

采用交流阻抗法和极化曲线法,研究HEDP,PBTCA,HPMA复配缓蚀阻垢剂对材质20G,Q235在黄河恶化水质中的缓蚀效果.加入该种复配缓蚀剂后,两种材质20G,Q235在黄河恶化水质中的腐蚀电流明显减小,其阻抗谱呈现出两个容抗弧特征,表明阴极存在两种反应且受活化控制.XRD结果表明,腐蚀产物由CaCO3(H2O)与(Ca,Mg)CO3两种物相组成.     

有机膦酸化合物阻垢缓蚀性能的量子化学研究

通过量子化学计量，探讨了乙烷－1，1－二膦酸（1，1－EDPA）、乙烷－1，2－二膦酸（1，2－EDPA）与羟基乙叉二膦酸（HEDP）三种结构相似的有机膦酸阻垢缓蚀剂分子结构与阻垢缓蚀性能之间的构效关系。计算结果显示，在阻垢性能方面，三种膦酸分子膦羧基团中氧原子呈负电性，这使得膦羧基易与晶面上的钙离子发生静电交互作用。且1，1－EDPA与HEDP分子中两个膦氧离子间距与方解石有关晶面上钙离子间距匹配，因而显著加强了阻垢剂分子与特定晶面的吸附行为，起到了碳酸钙晶体的阻垢效能，而1，2－EDPA不具有匹配的特征。在缓蚀性能方面，计算得到的三种分子最高占据轨道能量从高到低依次为1，2－EDPA；HEDP；1，1－EDPA。配合计算膦羧基团中膦中心原子对前线轨道电子云密度分布的贡献、磷原子2p轨道电子的富集程度，通过分析缓蚀剂分子与金属形成配价键的难易性，探讨了这三种有机膦酸分子缓性能差异的微观成因。     

常用阻垢剂性能的极限碳酸盐硬度法评定

本文介绍了极限碳酸盐硬度法的作用原理及应用价值。此方法主要是利用其原理找出体系的结垢点,通过比较结垢点对应的浓缩倍数K,对HEDP、PBTCA、ATMP、POCA、HPMA、T-225等阻垢剂进行阻垢性能评定。由实验结果表明用极限碳酸盐硬度法来评定用到的设备简单,操作简便,时间较短、简单实用。     

四元聚合缓蚀阻垢剂PMAHP的制备与表征

以马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)、膦酸丁烷-1,2,4三羧酸(PBT-CA)为单体,水为溶剂,过硫酸钠/次磷酸钠为引发剂,制备了四元聚合缓蚀阻垢剂PMAHP,并通过大量试验确定了最佳制备条件。结果表明:PMAHP质量浓度为20 mg/L时,其对碳酸钙垢和磷酸钙垢阻垢率分别达68.2%和90.0%,缓蚀率为56.6%。红外光谱检测表明PMAHP分子结构含羧基、膦酰基等官能团。     

固体防垢块中的HEDP粉末的制备

用固体防垢块防止油井结垢,有效期长。为筛选制作这种固体块所需的材料,评价了7种膦酸盐防垢剂,发现羟基乙叉二瞵酸(HEDP)对碳酸钙垢具有较高的防止能力,且热稳定性好。将HEDP防垢剂水溶液由一定浓度的NaOH中和后,经烘干、粉碎,可制得水溶性好、防垢率高的HEDP钠盐粉末;另一种方法是在HEDP水溶液中按n(Ca(OH)₂)/n(HEDP)=1.75的比例加入Ca(OH)₂,经过滤、烘干后,可得到能在水中缓慢溶解的HEDP粉末,其主要成分是Ca₂HEDP。上述两种HEDP粉末同聚乙烯混炼,可制备出固体防垢块。     

PBTCA 合成与结构研究

以二烷基亚磷酸酯、顺丁烯二酸二烷酯,以及丙烯酸烷酯等为原料,在强碱性催化条件下,经一步连续反应合成PBTCA（2－膦酸基－1,2,4三羧酸丁烷）,产率为87．7％;采用IR、^31P-NMR,^1H-NMR,^13C-NMR等方法证实了合成产物的分子结构,并取得了理想的结果。     

不同pH值羟基乙叉二膦酸的制备和光谱分析研究

羟基乙叉二膦酸受pH值影响很大.以质量分数为25%的NaOH溶液为滴定剂,制备pH值为2~13的羟基乙叉二膦酸(HEDP),研究了各pH值时HEDP的红外光谱,用拉曼光谱、等离子体发射光谱进行验证.光谱研究结果显示,pH值=2时主要是以羟基乙叉二膦酸存在,随着pH值升高,羟基乙叉二膦酸依次以一钠盐、二钠盐、三钠盐、四钠盐存在;816cm-1δOH吸收峰和630cm-1υP-C吸收峰是羟基乙叉二膦酸及其钠盐的特征吸收峰,α位碳的羟基变形振动吸收不变,和氧相连的υP-C随pH值升高吸收波数逐渐增大.