[發(fā)明專利]一種帶螯合性基團(tuán)單體

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210478948.9
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN103804218A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冉啟波
• 申請（專利權(quán)）人: 冉啟波
• 主分類號: C07C233/49
• 分類號: C07C233/49;C07C231/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種帶螯合性基團(tuán)單體。

背景技術(shù)

防垢劑的早期應(yīng)用可追溯到上世紀(jì)30年代，當(dāng)時所用的防垢劑多為天然產(chǎn)物(如木質(zhì)素和丹寧等)，在組成和性能上并不穩(wěn)定，加酸(硫酸或鹽酸)控垢也是這一年代所用方法之一。到了上世紀(jì)40年代，人們已經(jīng)能夠利用Langelier指數(shù)或Ryznar指數(shù)預(yù)測水的結(jié)垢傾向，但在技術(shù)上仍采用加酸調(diào)pH值的控垢手段。自上世紀(jì)50年代國外首次采用聚磷酸鹽作防垢劑以來，防垢劑在國外發(fā)展迅速，目前已有數(shù)千種防垢劑投放市場，如美國的Nalco-8365、Nalco-3350；日本的T-225，NW-25等。我國的防垢劑的研究起步較晚，但發(fā)展速度很快，目前差不多國外有的產(chǎn)品我國也能生產(chǎn)。國內(nèi)油氣田常用防垢劑主要有有機(jī)膦酸鹽類、高分子聚合物類、有機(jī)膦酸鹽與聚羧酸鹽復(fù)合類。一般說來，有機(jī)膦酸鹽(酯)主要用于防碳酸鹽垢，聚羧酸及其衍生物主要用于防硫酸鹽垢，復(fù)合防垢劑主要用于防混合垢。自80年代末以來，國內(nèi)外對有機(jī)膦羧酸、含磷聚合物類防垢劑的開發(fā)給予了極大關(guān)注，相繼開發(fā)了多種產(chǎn)品。該類防垢劑分子結(jié)構(gòu)中既還有膦酸基團(tuán)(-PO3H2)，又含有羧酸基團(tuán)(-COOH)，因此，它同時具有防垢和緩蝕兩種性能，不僅對碳酸鹽垢防垢效果好，而且對CaSO4、BaSO4等硫酸鹽垢也非常有效。

水溶性聚合物防垢劑在油田水處理上得到了比較廣泛的應(yīng)用，在油田鍋爐水、工業(yè)循環(huán)冷卻水、注水系統(tǒng)和油水集輸系統(tǒng)等水處理方面都有顯著的效果。我國對水處理技術(shù)的研究起步較晚，與國外的發(fā)展還有一定的差距。美國從1930年開始研究應(yīng)用水處理劑，日本1955年開始研究應(yīng)用水處理劑。我國從80年代開始研究聚合物水處理劑，至今已研究出許多新型的油田水處理劑，目前我國油田每年約消耗水處理劑7700噸。

80年代初，丙烯酸/丙烯酸羥烷基酯的二元和三元共聚物作為商品進(jìn)入我國。80年代中期，實現(xiàn)了國產(chǎn)化，奠定了我國研制水溶性聚合物水處理劑的基礎(chǔ)。在這方面曹新莊等研究了丙烯酸羥烷基酯多元共聚物的濃度對磷酸鈣、硫酸鈣、氫氧化鐵的阻垢率的關(guān)系。

80年代后期，吳振德等合成了-丙烯酰胺基-2-甲基丙基磺酸/丙烯酸共聚物(SA/AA)，發(fā)現(xiàn)這類化合物對磷酸鈣的阻垢能力較強(qiáng)，同時進(jìn)行了磺化苯乙烯/馬來酸酐和丙烯酸三元共聚物的研制；朱清泉等合成了馬來酸酐和乙酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯

酸甲酯、丙烯酰胺等的二元或三元共聚物，發(fā)現(xiàn)對CaCO3和CaSO4垢有較好的抑制性能。近年來開發(fā)了聚膦羧酸，它是由丙烯酸和次磷酸聚合而成，與膦羧酸復(fù)配對CaSO4垢具有很好的防垢性能。刁月民等由水解聚馬-丙共聚物和亞磷酸為原料，一步合成得到膦酸化馬-丙聚合物，它具有阻垢和緩蝕的雙重功能。由于油田生產(chǎn)與建設(shè)用鍋爐等加熱系統(tǒng)、輸水輸氣設(shè)備、管線、地層孔隙、裂縫、井筒、油管、注水系統(tǒng)、油水集輸系統(tǒng)等表面經(jīng)常會出現(xiàn)結(jié)垢和腐蝕，不僅影響了油田產(chǎn)量，而且也降低加熱系統(tǒng)的傳熱效率和設(shè)備的壽命。

在各類垢中，硫酸鹽垢是最難處理的，特別是BaSO4，因此各國都在竟相研究其對付辦法。M.C.Van等人進(jìn)行了旨在確定聚羧酸分子結(jié)構(gòu)與其抑制BaSO4晶體生長能力間關(guān)系的研究，他們采用了聚羧酸和聚馬來酸為主干的接有不同親、憎水基團(tuán)(如羥基、羧酸、磺基、酰基)的聚電解質(zhì)及聚丙烯酸和兩種馬來酸進(jìn)行實驗。實驗結(jié)果表明，憎水基團(tuán)的引入往往使防垢效果降低，如果引入的基團(tuán)能夠取代或增強(qiáng)象羧基這類基團(tuán)的濃度和BaSO4、CaSO4晶體上的鋇、鈣的絡(luò)合穩(wěn)定性，那么就能增強(qiáng)防垢能力。上述研究結(jié)果已為實驗所證實，丙烯酸、馬來酸與許多帶有羥基、磺基、酰基的烯類單體或次膦酸所合成的共聚物(齊聚物)均表現(xiàn)出較好的防垢的BaSO4、CaSO4能力。如成都科技大學(xué)與長慶油田共同研制的BS-2E，天研院開發(fā)的CT4-52，美國Nalco公司生產(chǎn)的V-953等防垢劑。BS-2E防垢劑(馬來酸/醋酸乙烯酯的二元共聚物與有機(jī)膦酸鹽復(fù)配)對于抑制BaSO4、SrSO4結(jié)垢有很好的效果，其性能基本達(dá)到了美國Nalco公司生產(chǎn)的V-953水平。CT4-52防垢劑(膦基聚馬來酸酐)不僅能有效地抑制碳酸鹽結(jié)垢，而且對BaSO4、SrSO4等硫酸鹽垢也有很好的阻垢效果。