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硫酸钡（锶）阻垢剂的合成与应用性能研究

作　者: 张现斌
导　师: 梁发书
学　校: 西南石油大学
专　业: 化学工艺
关键词: 膦基聚磺羧酸盐阻垢剂硫酸钡硫酸锶硫酸盐结垢阻垢
分类号: TQ125.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 435次
引　用: 7次
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内容摘要

随着油田的逐渐开发,含水量持续上升,油田阻垢逐渐成为人们关注的焦点。在各种防治方法中,加入阻垢剂是最经济有效而且是最方便的办法。在各类垢中,硫酸盐垢是最难处理的,特别是BaSO₄。因此,各国都在竞相研究其对付办法,成为目前研究的焦点问题。本文的研究目的是合成一种能对油田中的硫酸钡（锶）等硫酸盐结垢有良好阻垢性能的阻垢剂,并对其进行复配效果的研究,探讨其阻垢机理,利用它们之间的协同作用来提高其阻垢性能,从而得到能够对油田中硫酸钡（锶）结垢良好阻垢效果的方案。本论文根据对硫酸钡（锶）类阻垢剂结构-性能的关系,用顺丁烯二酸酐、丙烯酸、烯类磺酸单体USA-Ⅰ、丙烯酸甲酯、次亚磷酸钠为原料,在过氧化物引发剂——过硫酸钾引发聚合反应的条件下合成了一种对硫酸钡等硫酸盐结垢有良好阻垢效果的膦基聚磺羧酸盐阻垢剂。在合成工艺的研究中,通过溶液聚合的方式合成了聚合物阻垢剂,并研究了影响聚合物阻垢剂性能的各种因素,包括引发剂用量种类及用量、反应温度、反应时间等。最后利用红外光谱对产品的结构进行分析,确定分子结构式,并用黏度法测试了其黏均相对分子质量。在膦基聚磺羧酸盐阻垢剂的阻垢性能评价中,静态阻垢实验的结果表明:该阻垢剂对硫酸钡、硫酸锶、硫酸钙都良好的的阻垢效果;体系温度的升高、pH值的降低以及成垢时间的延长,阻垢剂的阻垢率下降;产品与氨基磺酸的复配使得阻垢效果提高。通过对阻垢剂作用机理的分析,认为膦基聚磺羧酸盐阻垢剂主要通过螯合增溶、阴离子型聚电解质对阳离子的有效束缚、凝聚与分散等方式产生作用。

全文目录

摘要  2-3
Abstract  3-6
1. 绪论  6-22
  1.1 油田水结垢的一般问题及其化学防治技术  6-12
    1.1.1 油田水垢的类型  7
    1.1.2 油田水结垢的一般规律和影响因素  7-11
    1.1.3 油田水结垢的化学防治技术  11-12
  1.2 聚合物阻垢剂研究及其进展  12-18
    1.2.1 聚合物阻垢剂的种类及其发展  13-17
    1.2.2 阻垢剂的作用机理  17-18
  1.3 本课题的研究任务与内容  18-22
    1.3.1 本课题的背景  18-20
    1.3.2 硫酸钡(锶)阻垢剂研究的概况  20-21
    1.3.3 本课题研究的主要任务与内容  21-22
2. 硫酸钡(锶)阻垢剂的合成原理与评价方法  22-31
  2.1 硫酸钡(锶)阻垢剂的合成原理  22-27
    2.1.1 硫酸钡(锶)阻垢剂结构-性能关系  22
    2.1.2 硫酸钡(锶)阻垢剂的分子设计思路与原料选择  22-25
    2.1.3 硫酸钡(锶)阻垢剂的合成原理及可行性分析  25-27
  2.2 硫酸钡(锶)阻垢剂的评价方法  27-31
    2.2.1 阻垢剂的评价方法及本课题的选择  27-28
    2.2.2 钡锶离子的络合滴定分析方法的建立  28-31
3. 硫酸钡(锶)阻垢剂的合成研究  31-48
  3.1 实验试剂与仪器  31-32
    3.1.1 实验试剂  31-32
    3.1.2 实验仪器及装置  32
  3.2 合成方法与步骤  32-33
  3.3 聚合物阻垢剂合成条件的研究及其优选  33-42
    3.3.1 部分单体与引发剂的优选  33-35
    3.3.2 聚合物阻垢剂合成条件的优选  35-38
    3.3.3 阻垢剂组成对阻垢剂性能的影响及其选择  38-39
    3.3.4 合成条件与工艺的改变与阻垢剂性能的关系  39-42
  3.4 聚合物阻垢剂分子表征  42-48
    3.4.1 聚合物阻垢剂的红外光谱分析  42-43
    3.4.2 聚合物阻垢剂的特性黏数和黏均相对分子质量  43-48
4. 硫酸钡(锶)阻垢剂的应用性能研究及作用机理分析  48-67
  4.1 成垢体系的设计  48
  4.2 实验试剂及仪器  48-49
    4.2.1 实验试剂  48-49
    4.2.2 实验仪器  49
  4.3 聚合物阻垢剂对硫酸盐结垢抑制的性能  49-58
    4.3.1 不同成垢离子浓度下的阻垢性能  49-53
    4.3.2 不同温度与恒温时间下的阻垢性能  53-55
    4.3.3 不同pH下的阻垢性能  55-56
    4.3.4 聚合物阻垢剂氨基磺酸的复配研究  56-58
  4.4 聚合物阻垢剂在模拟注水水质中的阻垢性能  58-59
    4.4.1 模拟注水结垢的水质及条件  58-59
    4.4.2 聚合物阻垢剂在模拟介质中的阻垢性能  59
  4.5 影响阻垢剂应用性能的因素的分析  59-62
    4.5.1 成垢离子的类型与浓度  60
    4.5.2 成垢体系的pH值  60-61
    4.5.3 结垢环境的温度  61-62
  4.6 硫酸钡(锶)阻垢剂作用机理的分析  62-67
    4.6.1 螯合增溶作用  63
    4.6.2 阙值效应与阴离子型聚电解质对阳离子的束缚作用  63-64
    4.6.3 凝聚与分散作用  64-65
    4.6.4 晶格畸变作用  65-67
5. 结论  67-69
致谢  69-70
参考文献  70-74

硫酸钡（锶）阻垢剂的合成与应用性能研究

内容摘要

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