[發(fā)明專利]一種鋇鍶阻垢劑的合成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810238773.8
• 申請日: 2008-12-29
• 公開（公告）號: CN101767883A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李慧芝;許崇娟;莊海燕
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號: C02F5/08
• 分類號: C02F5/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻垢劑的合成方法，特別是一種鋇鍶阻垢劑的合成方法，屬于水處理和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在石油開采過程中伴隨有地層水的產(chǎn)出，不同地層水所含的成分不同，當(dāng)含有Ba²⁺，Sr²⁺，SO₄^2-地層水和注入水混合后極易產(chǎn)生硫酸鋇、硫酸鍶水垢，這種水垢一旦形成比一般的鈣鎂垢難處理，它堵塞地面管線及巖石縫隙，嚴(yán)重影響原油生產(chǎn)。在工業(yè)生產(chǎn)的循環(huán)水中也存在著水垢形成的問題，給生產(chǎn)過程造成很大的麻煩。因此一種高效能阻垢劑的使用就顯得尤為重要。共聚物阻垢劑是近年來開發(fā)的新型阻垢劑，由于這種阻垢劑具有熱穩(wěn)定性好、無毒，可與有機磷酸鹽產(chǎn)生協(xié)同作用，對鈣、鍶、鋇、鎂等離子有十分強的絡(luò)合作用，已成為人們研究的熱點。開發(fā)特效的鋇鍶阻垢劑對油田的開采具有很大的使用價值。同時該阻垢劑也可以應(yīng)用到一般鍋爐中。關(guān)于鋇鍶共聚物阻垢劑的合成及性能研究早在1988年由鄭邦乾等報告，他們提出順丁烯二酸酐共聚物阻止硫酸鋇水垢的生成。之后S.J.Dyer等也陸續(xù)發(fā)表鋇鍶阻垢劑的合成方法和性能評定，評定內(nèi)容包括靜態(tài)和動態(tài)兩種形式。阻垢劑的原理是幾種有機物質(zhì)通過控制反應(yīng)條件，使其聚合成適合分子量的聚合物，該聚合物與鋇鍶形成十分穩(wěn)定的絡(luò)合物，使水中無游離的Ba²⁺、Sr²⁺、Ca²⁺等離子存在，達(dá)到阻止水垢的生成。合成的產(chǎn)品應(yīng)用到人為配制含Ba²⁺、SO₄^2-的水中，投放量為10mg/L可達(dá)到98％阻垢率。阻垢率的測定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5673-1993，油田用防垢劑性能評定方法進(jìn)行的。由于合成共聚物所使用的原料的毒性很小，共聚后形成高分子物質(zhì)，同時如果使用量非常小對環(huán)境無污染。

但這類阻垢劑能和水中的多種離子形成絡(luò)合物，如果所使用的水中含有金屬離子的量比較高時，會影響其對鋇鍶的阻垢效果。在這種情況下可以適當(dāng)?shù)募哟笞韫竸┑耐斗帕俊?yīng)用到飲用水的鍋爐中的除垢上，但是該物質(zhì)使用量加大后對環(huán)境會產(chǎn)生一定污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種用量小而且不會產(chǎn)生污染的鋇鍶阻垢劑的合成方法。本發(fā)明鋇鍶阻垢劑通過以下技術(shù)方案合成：配比：馬來酸酐∶丙烯酸∶丙烯酸甲酯∶過硫酸銨∶水∶氨基三亞甲基膦酸＝20∶12∶15∶3.2∶50∶100，以50％氫氧化鈉溶液作為pH值調(diào)節(jié)劑。配制方法：

(1)稱取馬來酸酐6.6g于反應(yīng)器中，加水12ml，50℃加熱溶解，將4g丙烯酸和5g丙烯酸甲酯，混合均勻后倒入反應(yīng)器中，將3.2g過硫酸銨溶解于13ml水中，再滴加到反應(yīng)瓶中，滴加完畢，升溫至65℃；

(2)另將13.4g馬來酸酐溶解于25ml水中，加入8g丙烯酸和10g丙烯酸甲酯，混合均勻，滴加到上述反應(yīng)器中，完畢后，在65℃保溫一小時，然后升溫至80～90℃，保溫5小時；

(3)反應(yīng)完畢，溫度在50℃時，用50％的氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至弱堿性。上述所得產(chǎn)物與氨基三亞甲基膦酸按1∶1配比，得到本發(fā)明鋇鍶阻垢劑。

使用方法：投放前先將產(chǎn)品配成20％水溶液，以金屬離子總含量0.7g/L，投放阻垢劑10mg/L進(jìn)行計量。

以下對本發(fā)明一種鋇鍶阻垢劑的原理進(jìn)行詳細(xì)描述：馬來酸酐是一種性能良好，用途廣泛的水處理劑，它具有分散碳酸鈣、磷酸鈣微晶的效能，即使生成垢，也是比較疏松的易被水流沖洗掉；不但有除垢作用還有優(yōu)良的緩蝕作用；最重要一點是無毒，熱穩(wěn)定性很好，可在高溫下使用。但它單獨使用對鋇鍶的阻垢效果不是很好，通過馬來酸酐和丙烯酸、丙烯酸甲酯在一定的條件下共聚生成新的共聚物，這個共聚物在具有原來聚馬來酸酐的優(yōu)點的同時，還對硫酸鋇、硫酸鍶水垢的生成有特效的阻止作用。具體要解決的問題一是控制共聚反應(yīng)條件，達(dá)到控制共聚物的分子量，聚合物的分子量太小，阻垢率降低，聚合物的分子量太高，阻垢率也低。二是各種組分的配比和加入的次序和速度不同都會影響聚合物的形成質(zhì)量，也就影響其阻垢的效果。

本發(fā)明的優(yōu)點是：與現(xiàn)有阻垢劑相比，本發(fā)明鋇鍶阻垢劑的成本比單獨的馬來酸酐低，對硫酸鋇、硫酸鍶有特效的同時對鈣形成水垢同樣有阻止作用。熱穩(wěn)定性比馬來酸酐更高。主要原料馬來酸酐的價格低，無毒，合成的共聚物可在自然界中降解，降解產(chǎn)物可被植物吸收，對水體無污染。合成的過程要求的條件容易控制，能耗低，操作簡單，合成過程中無廢料產(chǎn)生。使用的方法簡便。

具體實施方式

以下是本發(fā)明一種鋇鍶阻垢劑合成方法的實施例：