【正文】 3. pH值、體系溫度、阻垢時間不同都會影響阻垢率，通過實(shí)驗(yàn)得到最佳體系條件為pH值等于體系溫度為70℃、阻垢時間對阻垢率影響較少，小于13個小時最為宜。 結(jié)論與總結(jié)4 結(jié)論1. 按條件乙二胺：亞磷酸：甲醛質(zhì)量比=1:5:2，反應(yīng)溫度為100℃下合成乙二胺四甲叉磷酸操作簡單、可行，產(chǎn)品利用率也較高，產(chǎn)物阻垢效果非常好。 阻垢時間的影響在溶液PH值為9，阻垢劑加量為90mg/L，體系溫度在70℃的條件下改變阻垢時間，然后測定阻垢劑WJ2的阻垢率，阻垢結(jié)果如下圖：表10 阻垢時間與阻垢率時間阻垢率%357911131517圖8 阻垢率與阻垢時間的關(guān)系由圖7可知，在阻垢時間小于11小時時，阻垢劑的阻垢率并無多大變化，當(dāng)阻垢時間大于11小時后，阻垢劑的阻垢率隨時間的增加有所降低，降低值很小，阻垢率均在90%以上，并且降低到一定程度后保持不變。 體系溫度的影響在溶液PH值為9，阻垢劑加量為90mg/L，阻垢時間為5h的條件下改變?nèi)芤旱臏囟?，然后測定阻垢劑WJ2的阻垢率，阻垢結(jié)果如下圖：表9 體系溫度與阻垢率溫度阻垢率%405060708090100圖7 體系溫度與阻垢率的關(guān)系由圖可知，隨著溫度的升高，阻垢劑的阻垢率先是慢慢增加，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時阻垢率最大，繼續(xù)升溫，當(dāng)溫度大于70℃后，隨溫度的升高阻垢率下降很多。 復(fù)配阻垢劑WJ3阻垢率的測定．2．1方法測定阻垢劑WJ3阻硫酸鋇垢阻垢率如下表：表7 阻垢劑WJ3加量與阻垢率瓶序號阻垢劑加量mg/L阻垢率%A40B50C60D70E80F90G100圖5 阻垢率與阻垢劑加量關(guān)系 阻垢劑的性能評價（以阻垢劑WJ2阻硫酸鈣垢為例） 體系pH值的影響在溶液溫度為100℃，阻垢劑加量為90mg/L，阻垢時間為5h的條件下改變?nèi)芤旱膒H值，然后測定阻垢劑WJ2的阻垢率，阻垢結(jié)果如下圖：表8 pH值與阻垢率PH值阻垢率%567891011圖6 阻垢率與pH值的關(guān)系由圖5可知，體系pH值小于8時阻垢率逐漸增大，當(dāng)大于8后，對阻垢率影響不大，當(dāng)體系pH值在9左右時，阻垢率最高達(dá)97%，阻垢性能優(yōu)異。紅外圖譜在1640cm1處未出現(xiàn)C=C特征吸收峰，說明單體在引發(fā)劑的作用下發(fā)生了聚合反應(yīng)。 復(fù)配阻垢劑WJ2阻垢率的測定：表6 阻垢劑WJ2加量與阻垢率瓶序號阻垢劑加量mg/L阻垢率%A40B50C60D70E80F90G100圖3 阻垢率與阻垢劑加量關(guān)系 與鋇鍶阻垢劑的復(fù)配采用以上合成的阻垢劑WJ1與另一聚合物鋇鍶阻垢劑以1：2進(jìn)行復(fù)配，復(fù)配出阻垢劑WJ3評價復(fù)配阻垢劑WJ3對鋇鍶垢的阻垢效果。向瓶A瓶B瓶C瓶D瓶E瓶F中分別加入A溶液50ml，向瓶a瓶b瓶c瓶d瓶e瓶f中分別加入B溶液50ml，蓋緊瓶塞混勻溶液，將瓶子放入70℃恒溫水浴鍋里30分鐘。b. G溶液，g/L；CNaCl=，CBaSO4=c. C溶液，mg/mL。防垢劑性能用防垢率表征，其百分?jǐn)?shù)數(shù)值越大，防垢性能越好，防垢率E用下式計(jì)算:阻垢率式中∶m1—加阻垢劑后混合溶液中成垢陽離子的濃度；m2—未加阻垢劑混合溶液中成垢陽離子的濃度；ma—A 溶液中成垢陽離子的濃度之半；計(jì)算各瓶中的阻垢率如下表：表3 阻垢劑WJ1加量與阻垢率瓶序號阻垢劑加量mg/L阻垢率%A40B60C80D100圖1 阻垢率與阻垢劑加量關(guān)系a. F溶液，g/L；CNaCl=，CBaCl2各瓶中所裝溶液如下表：表2 反應(yīng)溶液的加量瓶序號溶液A/ mL阻垢劑/ mL瓶序號溶液B/mL阻垢劑/ mLA50a50B50b50C50C50D50d50E50e50然后，取出將瓶a中的溶液倒入瓶A中，對后面的瓶子做相同操作，在70℃恒溫水浴鍋放置25h。 C阻垢劑=向編號為瓶A瓶B瓶C瓶D瓶E的瓶中依次加入c溶液0、向編號為瓶a瓶b瓶c瓶d瓶e的瓶中依次加入c溶液0、b. B溶液，g/L；CNaCl=，CNa2SO4=。（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 567393）a. A溶液，g/L；CNaCl=，CCaCl表1 合成實(shí)驗(yàn)正交表序號溫度單體配比乙二胺：甲醛：亞磷酸反應(yīng)時間h1901:2:522951:2:523951．5:2:54951::5351001:2:561001::537105:2:581051::5按正交表比例合成阻垢劑WJ1。 實(shí)驗(yàn)藥品乙二胺、甲醛、亞磷酸、氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈉、氯化鋇、鈣指示劑、EDTA、氫氧化鈉、氨水 阻垢劑的合成 合成步驟在三口圓底燒瓶中加入15ml水和乙二胺，并攪拌溶解，再加入亞磷酸，等溫度降至40℃時滴加甲醛溶液，溶液為淡黃色。（2）按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 567393《油田用阻垢劑性能評定方法》對聚合產(chǎn)物阻垢劑進(jìn)行阻垢性能評價。 解決思路:（1）以乙二胺、亞磷酸、甲醛為原料，進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，得到聚合產(chǎn)物阻垢劑。 重點(diǎn)關(guān)鍵問題：（1）在以前比較成熟的合成技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新，例如改變引發(fā)劑等。體系pH值的影響：pH值對不同垢型的溶液阻垢性能不同，在不同pH值下測定阻垢性能，繪制曲線，找出阻垢性能優(yōu)異的區(qū)間。設(shè)計(jì)正交表研究合成條件對該共聚物阻鎂鈣垢、鋇鍶垢的影響，確定最佳合成條件。為了進(jìn)一步增強(qiáng) PASP 的性能，一些學(xué)者對 PASP 進(jìn)行了共聚改性，引入其它具有不同功能的官能團(tuán)，使其具有更加優(yōu)異的性能。聚天冬氨酸與有機(jī)磷系緩蝕阻垢劑存在協(xié)同作用，常與乙烯基聚合物分散劑（如聚丙烯酸、水解聚馬來酸酐、丙烯酸丙烯酸乙酯衣康酸共聚物等）、膦系化合物緩蝕阻垢劑（如HEDP、ATMP、PBTCA 等）等復(fù)配成高效的、多功能的緩蝕阻垢劑。對碳酸鈣的阻垢率可達(dá) 100%。作為水處理劑，它的主要作用是阻垢和或分散，兼有緩蝕作用。聚天冬氨酸的用途廣泛。聚天冬氨酸因其結(jié)構(gòu)主鏈上的肽鍵易受微生物、真菌等作用而斷裂，最終降解產(chǎn)物是對環(huán)境不構(gòu)成危害的氨、二氧化碳和水。胡曉斌、張建枚、張素芳、何喬等人對 PESA 進(jìn)行了共聚改性研究，引入了其它官能團(tuán)，如磺酸基團(tuán)等，以增強(qiáng) PESA 的性能。鑒于 PESA 的優(yōu)良的阻垢和環(huán)保性能，國內(nèi)也對其進(jìn)行了大量的研究?？梢院陀袡C(jī)膦酸類、含膦聚合物阻垢劑等進(jìn)行復(fù)配，形成磷含量低或無磷的高效環(huán)保型阻垢劑。I 聚環(huán)氧琥珀酸（PESA）PESA 是一種無磷、無氮且具有生物降解性的綠色阻垢劑。目前對聚合物阻垢劑的基本要求是∶阻垢分散性能良好、對環(huán)境無污染、生物降解性良好。開發(fā)低磷、無磷的環(huán)保型阻垢劑已成為國內(nèi)外重要研究對象。聚合物類阻垢劑是阻垢劑中非常重要且很有前景的一類，有些聚合物如聚丙烯酸（PAA）等，分子中不含對環(huán)境有害的元素，阻垢效果相對也比較好，但是該類聚合物的生物降解性差，長期使用會造成在環(huán)境中富集，日積月累也會對環(huán)境造成污染。劉立新，才華等對于大慶油田三元復(fù)合驅(qū)產(chǎn)生的硅垢問題，實(shí)驗(yàn)合成了2，3環(huán)氧丙磺酸鈉丙稀酰胺共聚物，評價結(jié)果表明該磺酸類聚合物對硅垢的阻垢效果比較理想，但對鈣、鎂垢的阻垢效果比較差，應(yīng)加大力度研究應(yīng)對混合垢的阻垢劑，可以考慮引入羧基和膦基等基團(tuán)以增強(qiáng)聚合物的螯合、增溶能力。全紅平等根據(jù)目前油氣田使用阻垢劑的情況，以馬來酸酐(MA) 、丙烯酸甲酯(MAC)和苯乙烯磺酸(SS)為單體，進(jìn)行三元共聚得到阻垢劑FGJ2。配伍性實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示該聚合物阻垢劑與其它油田化學(xué)助劑有良好配伍性。在pH=10時，仍能保持其良好的性能。對共聚物的阻垢性能進(jìn)行了測試，結(jié)果表明，衣康酸丙烯磺酸鈉共聚物具有優(yōu)良的阻垢性能。在同一條件下進(jìn)行了BS2E，CT452，V953，PBTA四種類型的阻垢劑和BR01對BaSO4的阻垢性能評價試驗(yàn)，結(jié)果表明BR01對BaSO4的阻垢能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于國內(nèi)外同類產(chǎn)品。我國從90年代初到現(xiàn)在，也一直致力于含有磺酸基團(tuán)的聚合物阻垢劑的研究，同時也取得了突破性進(jìn)展，合成了一系列的磺酸類羧酸鹽聚合物。此外Betz Laboratories公司、Roboamp。國外一些著名的藥劑生產(chǎn)公司先后合成了許多性能很優(yōu)良的含有磺酸基團(tuán)的聚合物阻垢劑。該類聚合物一般是含磺酸基團(tuán)的單體與其它單體共聚得到。至此，結(jié)合聚合物的發(fā)展歷程可以得出，聚合物阻垢劑分子從最初只含有羧酸基團(tuán)，到含有羧酸基、膦基，如今聚合物阻垢劑分子中可以存在羧基、膦基、磺酸基等基團(tuán)，各種基團(tuán)的協(xié)同效應(yīng)使聚合物阻垢劑具有非常優(yōu)越的性能。穩(wěn)定性強(qiáng)，抗溫能力強(qiáng)，不易結(jié)膠，對鹽不敏感。對溶解度很低的硫酸鋇垢具有良好的阻垢性能。黃青松等人以AA、AM、復(fù)合不飽和磺酸(HSA)、次磷酸鈉為原料，在過硫酸銨的引發(fā)下，合成了共聚物阻垢劑 HS1。梅超群以馬來酸酐（MA）、次膦酸鈉、水為溶劑在催化劑作用下一步法合成了含膦水解聚馬來酸酐聚合物。實(shí)驗(yàn)評價結(jié)果表明該聚合物阻垢劑的加藥濃度為15 mg/L時，對Ca3(PO4)2的阻垢率為100%，對CaCO3的阻垢率高達(dá)90%以上。周林濤等人以亞磷酸、丙烯酸(AA)和2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸(AMPS)為單體，過硫酸鈉為引發(fā)劑，在水溶液中合成了膦?；人酨OCA。于兵川以丙烯酸(AA)、馬來酸酐(MA)、烯丙基磺酸鈉(SAS)和次磷酸鈉為單體，水為溶劑，過硫酸銨為引發(fā)劑，合成了一種集膦?；?、羧基和磺酸基于一體，含磷量低，綜合性能良好的阻垢分散劑ZHCD05。趙彥生合成了異丙烯膦酸丙烯酸（AA）共聚物阻垢劑，評價實(shí)驗(yàn)表明該共聚物對CaCO3具有優(yōu)良的阻垢性能。國內(nèi)的何煥杰等以AA、MA和次磷酸鈉為主要原料合成了膦基丙烯酸馬來酸酐（MA）