一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制

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1、一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制2011年3月第26卷第2期西安石油大学(自然科学版)JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Mar.20l1Vo1.26No.2文章编号:1673-064X(2011)02-0080-05一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制郝善奎(大港油田集团油田化学有限公司,天津大港300

2、280)摘要:针对循环冷却水系统的结垢和设备腐蚀问题,研制了GCS系列阻垢缓蚀剂.采用碳酸钙沉积法和静态挂片失重法考察了其阻垢性能和缓蚀性能.结果表明:阻垢缓蚀剂GCS-6在水中具有良好的溶解性;当其浓度为25m#L时,阻CaCO垢率为99.53%,缓蚀率为96.20%,年腐蚀速率为0.0086mm/a.并用扫描电镜,动电位电化学极化曲线,电子能谱,探讨了其阻垢机理和缓蚀机理.关键词:阻垢缓蚀剂;结垢;腐蚀;碳酸钙中图分类号:TQ085.4文献标识码:A提高循环冷却水的浓缩倍数已成为节约冷却用水的一项十分重要的手段.但是,随着浓缩倍数的提高,水中离子浓度增加,又导致结垢和设备腐蚀

3、等问题.有机膦化合物和共聚物复配的全有机配方因其含磷量低,对硬度较高,循环比大,浓缩倍数高的体系具有良好的阻垢和缓蚀效果而得到广泛应用.王睿等发现有机膦酸与聚羧酸之间存在明显的协同效应;梅平等研究发现次膦酸基聚丙烯酸(PCA)与羟基乙叉二磷酸(HEDP)复配后,在阻碳酸钙和阻硫酸钙垢作用方面均具有协同效应.国外研究发现PESA和无机磷酸盐,有机膦酸盐,苯并三唑等有很好的协同效果,复配后的缓蚀效果明显增强.J.Marin—Cruz等研究发现HPA和HEDP复配后对碳钢也有很好的缓蚀阻垢协同效果;此配方大大降低了磷的含量,对环境污染降低,是当前发展最快的一类配方.本文按照缓蚀剂与阻垢

4、剂复配的思路,将聚羧酸类阻垢剂和膦羧酸类缓蚀阻垢剂按一定比例进行复配,试图开发出一种低磷,低成本,高效的复合阻垢缓蚀剂.采用碳酸钙沉积法和静态挂片失重法考察其阻垢性能和缓蚀性能,探讨了其阻垢机理和缓蚀机理.1实验部分1.1主要试剂和仪器.主要试剂:氯化钠,七水硫酸镁,氯化钙,碳酸氢钠等均为分析纯试剂;氨基三甲叉膦酸(ATMP),羟基乙叉二磷酸(HEDP),2一膦酸丁烷一1,2,4一三羧酸(PBTCA),聚丙烯酸(PAA),水解聚马来酸酐(HPMA),苯并三唑(BTA),甲基苯并三唑(1TrA)等为工业品;膦基聚羧酸(MAHS)为自制品.主要仪器:Corrtest电化学测试仪,CS

5、300,华中科技大学;JSM一840型扫描电镜,日本JEOL公司;D/MAX一2400型x射线衍射仪,日本理学公司.1.2实验用模拟水参照HGT2159—91”水处理剂缓蚀性能的测定”中推荐的循环冷却水配制标准配制模拟水.1.3阻垢缓蚀剂评价方法1.3.1碳酸钙沉积法参照中国石化总公司《冷却水分析和试验方法》第401条规定,阻垢率依下式计算阻垢率r=(.一)/(一)×100%.(1)式中:Vo为未加阻垢剂水样(空白)消耗的EDTA体积,mL;V.为加人阻垢剂水样消耗的EDTA体积,收稿日期:2010439-21作者简介:郝善奎(1962一),男,工程师,主要从事油田化学剂研制及水

6、处理研究.E-mail:lishanjian@xsyu.edu.cn郝善奎:一种新型高效阻垢缓蚀剂的研制一81一mL;ME为室温配制水消耗的EDTA体积,mL.1.3.2静态挂片评价方法参考中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5273—2000(油田采出水用缓蚀剂性能评定方法》中的静态失重法对复配产物进行缓蚀性能评价.平均腐蚀速率和缓蚀率依下式计算:r…=8.76×10×(m—m)/(S?t-P).(2)式(2)中:r为平均腐蚀速率,mm/a;m为试验前的试片质量,g;m.为试验后的试片质量,g;S为试片的总面积,cm;p为试片材料的密度,g/cm;t为试验时间,h.Y=(A

7、m0一Am1)×100/Am0.(3)式(3)中:Y为缓蚀率,%;Am.为空白试验中试片的质量损失,g;Am为加药试验中试片的质量损失,g.1.3.3垢盐晶体形态的观察将阻垢实验得到的碳酸钙垢干燥后,用JSM一840型扫描电镜观察阻垢缓蚀剂加入前后垢盐的晶体形貌.1.3.4动电位电化学评价对未加阻垢缓蚀剂的模拟水和加入阻垢缓蚀剂的模拟水采用CS300电化学工作站绘制极化曲线.根据极化曲线的形状和走势,可以判断阻垢缓蚀剂的作用类型.1.3.5EDS分析采用能谱仪分别对A3试片的腐蚀