带螯合性基团聚合物防垢剂的合成与性能评价_廖刚
海域天然气水合物完井液体系构建及性能评价
海域天然气水合物完井液体系构建及性能评价
冯明;廖波;王金堂;曾先进
【期刊名称】《钻井液与完井液》
【年(卷),期】2024(41)1
【摘要】砾石充填防砂方式是解决水合物储层开采出砂的有效手段,但与之配套的完井液体系面临水合物二次生成和砾石充填效率不高等技术难题。
结合南海常规油气藏开发完井经验,考虑水合物储层的特殊性,构建了不同水合物完井液体系,评价了体系性能。
研究结果表明,常用的热力学抑制剂乙二醇和盐类需要比较高的添加量才能达到比较好的抑制效果,但较高的完井液密度无法满足现场施工要求,需要替代使用动力学抑制剂;使用自行研发的SYZ-2动力学抑制剂配制的完井液体系能够满足现场各项指标要求,取得比较好的完井效果。
优选出完井液配方为:盐水
+2.5%PF-HCS+2.0%PF-CA101HT+6.5%NaCl+1.0%SYZ-2。
【总页数】8页(P133-140)
【作者】冯明;廖波;王金堂;曾先进
【作者单位】中海油海南能源有限公司;中海石油(中国)有限公司海南分公司;中国石油大学(华东)石油工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TE257.6
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带螯合性基团聚合物防垢剂的合成与性能评价_廖刚
用量、 原料配比、 反应温度和反应 时间对聚合物分子量 和防垢 性能的影 响 , 评价了 聚合物 的防垢 性能。结果 表明 , 聚合物的防垢性能与分 子量有关 , 但不是分子量越高越好 ; 在原料中 XA-1 单体物质 的量分率为 70% , 引发剂用量 为单体总量的 0. 4% , 反应温度为 60 多重作用 , 因此防垢率比均聚物高。 关键词 : 防垢剂 ; 螯合性基团 ; 聚合物 ; 正交 实验 中图分类号 : TQ 085. 4 文献标识码 : A 文章编号 : 1671- 3206( 2010) 07- 1005- 04 , 反应时间为 6 h 的条件下 合成的共聚物 , 加 量为 100 m g /L 时 , 对硫酸钡垢 的防垢率为 88 . 6% 。共聚物中两种结构单元上的螯合性基 团和吸附基团兼有增溶、 分散、 凝聚、 静电排 斥及协同等
收稿日期 : 2010 -05-10 修改稿日期 : 2010-05-20
[ 1]
的聚合物可提 高防垢剂对硫酸 钡垢的防垢率。同 时, 该单体是单取代单体 , 既可均聚, 又可共聚, 可以 合成多种防垢率较高的聚合物类防垢剂。
1 实验部分
1 . 1 试剂 单体 XA-1 , 自制; 丙烯酸 ( AA) 、 无水乙醇、 氯化 钡、 硫酸钠均为化学纯。 1 . 2 聚合物的合成 以水为溶剂, 过硫酸铵为引发剂, 在不同的条件 下反应一段时间 , 得到 XA-1 均聚物或 XA-1 /AA 共 聚物溶液。将聚合物溶液稀释, 缓慢倒入乙醇沉淀 剂中 , 静止 , 过滤, 干燥得聚合物产品。
由表 2 可知, 对分子量影响最大的因素是温度 , 其次是引发剂的用量, 温度越高, 引发剂用量越大 , 分子量越低。这是因为温度越高, 引发剂用量越大
有机硅三元共聚物阻垢剂的制备及性能评价
有机硅三元共聚物阻垢剂的制备及性能评价
段龙强;李居隆;张必宏;辛志勇;田磊
【期刊名称】《有机硅材料》
【年(卷),期】2024(38)1
【摘要】以环氧琥珀酸、乙烯基三乙氧基硅烷和丙烯酸为原料,偶氮二异丁腈为引发剂,通过共聚反应合成了有机硅三元共聚物(EAVT)阻垢剂。
探讨了聚合反应条件
对EAVT阻钙垢性能的影响,并对EAVT对单一垢及复合垢的阻垢性能进行了评价。
结果表明,较佳合成条件为反应温度65℃、反应时间4 h、引发剂用量6%、环氧
琥珀酸、丙烯酸与乙烯基三乙氧基硅烷物质的量之比0.8∶1∶0.8。
当EAVT用量
为100 mg/L时,其对某油田地层水中钙镁垢和钡锶垢的阻垢率分别为88.28%和87.26%。
【总页数】5页(P7-11)
【作者】段龙强;李居隆;张必宏;辛志勇;田磊
【作者单位】长江大学石油工程学院;长江大学资源与环境学院;佛山市天宝利硅工
程科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TQ264.17
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精的共聚物无磷阻垢剂的制备及性能评价5.MA/AA/DETA三元共聚物缓蚀阻垢剂的制备及机理研究
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新型聚合物阻垢剂聚天冬氨酸的合成与性能
第 10 期
霍宇凝， 等： 新型聚合物阻垢剂聚天冬氨酸的合成与性能
・ 583 ・
制备过程到实际应用均对环境和人体无害。 （2） 聚天冬氨酸可耐高温， 热稳定性好， 是一种 可应用于高温水系统的水处理剂。 （3） 在 低 投 加 量 的 情 况 下， 相对分子质量为 这为 4000 的聚天冬氨酸具有最为优良的阻垢性能， 今后制备这一阻垢剂提供了依据。 （4） 聚天冬氨酸阻垢性能优异、 投加量少。用量
2000 - 05 - 06 " 收稿日期： 注： 此文已于 1999 年 12 月 16 ~ 18 日在中国化工学会精细化工专业委员会主办、 华东理工大学承办的 “99 全国水处理、 节水节能、 环保精 细化学品学术交流会” 上交流。— — —编者
・ 582 ・
精细化工
FINE CHEMICALS
剂， 对环境没有毒性， 可完全生物降解成对环境无害 的终产物。利用后的 PASP 可高效、 稳定地被微生 物、 真菌降解为对环境无害的终产物， 同时作为阻垢 剂特别适用于抑制冷却水、 锅炉水及反渗透膜处理 中的碳酸钙等的成垢 。
［4］
1 实验
1.1 聚天冬氨酸的合成 1 . 1 . 1 原料 主要原料 ! -天冬氨酸的质量参数见表 1。
外观性状
近年来， 随着各国工业生产迅速发展， 工业用水 日益增多， 特别是用于水冷系统， 其用水量约占工业 用水总量的 80% 以上， 同时不同国家和地区的环保法
［1， 2］ 规日趋严格， 这就促使水处理技术得以迅速发展 。
!-天冬氨酸的质量参数
（氯化物） " 其他氨基酸 /% < 0.020 未检出 pH 2.5 ~ 3.5
从表 2 中可以看出， 聚天冬氨酸的玻璃化转变 温度和分解温度都较高。说明其可耐高温， 热稳定 性好， 是一种可应用于高温水系统的水处理剂。 热失重分析： 根据聚天冬氨酸的 TG 谱图得到 的热失重变化见表 3。
超支化聚酯阻垢剂的合成
ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｏｌｐｒｏｐａｎｅ （ ＴＭＰ） ａｓ ｔｈｅ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌｓ． Ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＨＢＰＥ—ＯＨ，
超支化聚酯，然后以三乙胺为催化剂，在 １０５ ～ １１０
丁试剂有限公司；对甲苯磺酸（ ｐ
ＴＳＡ） ，化学纯，安
学纯，阿拉丁试剂有限公司； 丁二酸酐 （ ＳＡ） ， 化学
海凌峰化学试剂有限公司；乙醚，分析纯，上海凌峰
剂有限公司。
１ ２ 超支化聚酯阻垢剂的合成
１ ２ １ 缩聚反应合成 ＨＢＰＥ—ＯＨ
生产、生活中水被应用在各个环节，如冷却水
１ 实验
含有的难溶性矿物质盐离子，会随着水体条件的改
１ １ 主要原料
循环、石油开采、污水处理、膜应用等过程。 但水中
变形成水垢
［１］
。 水垢会阻碍设备与水体间的能量
２，２ 二羟甲基丙酸 （ ＤＭＰＡ） ，化学纯，阿拉丁
；会使管线输送不
试剂有限公司；三羟甲基丙烷（ ＴＭＰ） ，化学纯，阿拉
ｃａｒｂｏｘｙｌ ｇｒｏｕｐ ｈｙｐｅｒｂｒａｎｃｈｅｄ ｐｏｌｙｅｓｔｅｒ （ ＨＢＰＥ—ＣＯＯＮａ ） ． Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｐｏｌｙｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ
ｔｉｍｅ， ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｃａｔａｌｙｓｔ ａｍｏｕｎｔ， ｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ａｎｄ ｒｅａｃｔｉｏｎ
中和渣基地质聚合物的制备与性能表征
第42卷第11期2023年11月硅㊀酸㊀盐㊀通㊀报BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol.42㊀No.11November,2023中和渣基地质聚合物的制备与性能表征赖㊀金1,罗㊀琦1,王文耀1,黄文昊1,刘峰岳1,庄荣传2,汪峻峰1(1.深圳大学土木与交通工程学院,深圳㊀518060;2.低品位难处理黄金资源综合利用国家重点实验室,龙岩㊀364200)摘要:中和渣(NS)是矿物开采和冶金处理过程中生成的以硫酸钙为主要成分的工业废渣,中和渣大量堆积储存会给环境带来巨大威胁,因此,迫切需要探索一种回收利用中和渣的新技术㊂研究了不同粒化高炉矿渣掺量的中和渣基地质聚合物的力学性能,并通过X 射线衍射测试㊁反应热测试㊁压汞测试㊁傅里叶变换红外光谱测试和扫描电子显微镜测试等手段,对中和渣基地质聚合物的物相组成㊁水化速率㊁孔结构及微观形貌进行了表征㊂结果表明:在激发剂作用下,中和渣与粒化高炉矿渣间地质聚合反应的主要产物为C(N)-A-S-H 凝胶㊂粒化高炉矿渣的掺入可提高聚合反应速率,生成更多的地质聚合物凝胶,使得中和渣基地质聚合物微观结构更致密,力学性能也更高㊂粒化高炉矿渣掺量为30%(质量分数)的中和渣基地质聚合物28d 抗压强度可达17.8MPa㊂关键词:地质聚合物;中和渣;粒化高炉矿渣;抗压强度;孔结构;微观结构中图分类号:X705㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1001-1625(2023)11-3978-10Preparation and Properties Characterization of Neutralization Slag Based GeopolymersLAI Jin 1,LUO Qi 1,WANG Wenyao 1,HUANG Wenhao 1,LIU Fengyue 1,ZHUANG Rongchuan 2,WANG Junfeng 1(1.College of Civil and Transportation Engineering,Shenzhen University,Shenzhen 518060,China;2.State Key Laboratory of Comprehensive Utilization of Low-Grade Refractory Gold Resources,Longyan 364200,China)Abstract :Neutralization slag (NS)is an industrial waste residue with calcium sulfate as the main component produced by mineral mining and metallurgical treatment processes.The large accumulation and storage of NS will pose a great threat to the environment.Therefore,it is urgent to explore a new technology for recycling NS.The mechanical properties of NS based geopolymers with different granulated blast furnace slag (GBFS)blending levels were investigated,and the phase composition,hydration rate,pore structure and micromorphology of the NS geopolymer were characterized by X-ray diffraction,reaction heat testing,mercury intrusion porosimetry,Fourier-transform infrared spectroscopy testing and scanning electron microscopy.The results show that the main product of the geopolymerisation between NS and GBFS under the action of activator is C(N)-A-S-H gel.The incorporation of GBFS can increase the rate of polymerization reaction,generate more geopolymer gels,make the microstructure of NS based geopolymer denser and the mechanical properties higher.The 28d compressive strength of the NS based geopolymer with 30%(mass fraction)granulated blast furnace slag can reach 17.8MPa.Key words :geopolymer;neutralization slag;granulated blast furnace slag;compressive strength;pore structure;microstructure 收稿日期:2023-06-13;修订日期:2023-08-02基金项目:海南省重点研发项目(ZDYF2022SHFZ322);广东省滨海土木工程耐久性重点实验项目(2020B1212060074)作者简介:赖㊀金(1999 ),男,硕士研究生㊂主要从事新型建筑材料方面的研究㊂E-mail:laijin2021@通信作者:罗㊀琦,博士,副研究员㊂E-mail:chinalodger1@汪峻峰,博士,教授㊂E-mail:drjunfengwang2010@0㊀引㊀言铜㊁铝㊁铅㊁锌是我国消费需求最高㊁消费量最大的有色金属材料,国内矿产资源是其主要来源之一[1]㊂㊀第11期赖㊀金等:中和渣基地质聚合物的制备与性能表征3979然而,在矿物开采或冶金处理工程中会产生大量废渣,这些废渣主要以回填采空区或者堆积存放为主,不仅占用了大量空间资源,还对当地环境造成了巨大威胁[2-3]㊂中和渣(neutralization slag,NS)是生石灰(CaO)中和冶炼厂酸性废水后产生的废渣[4],某矿山每年需堆存处理100万立方米的中和渣,中和渣处理成本为15~20元/立方米[5],回收利用中和渣可有效解决企业堆存中和渣处理成本高和土地资源占用等问题㊂地质聚合物是一种具有非晶态和准晶态的三维立体网状结构的新型无机材料[6],因具有良好的力学性能和耐化学腐蚀等优点[7],成为当下研究热点㊂与普通硅酸盐水泥(ordinary Portland cement,OPC)相比,地质聚合物的使用可减少60%(质量分数)二氧化碳排放量[8]㊂因此有学者认为,地质聚合物作为一种可持续材料,是普通硅酸盐水泥的潜在替代品[9]㊂目前地质聚合物常见的制备方法是浇筑法[10],与传统的将前驱体与碱溶液混合后再浇入模具的两步法相比,单组分地质聚合物更利于促进地质聚合物在工程实践中的应用,有利于解决碱溶液运输和储存不方便的问题[11]㊂近年来,制备地质聚合物的原料也受到了广泛关注,如尾矿[12]㊁粉煤灰[13-14]㊁偏高岭土[15-16]㊁城市固体焚烧飞灰[17]㊁赤泥[18]等矿物材料都被证明可作为制备地质聚合物的前驱体材料㊂Liu等[19]通过碱性水热法对金矿尾矿进行活化,然后添加质量分数为60%的矿渣作补充材料,制备的地质聚合物28d抗压强度可达到33.5MPa,Li等[20]在60ħ下制备了电解锰渣/铅锌熔炼渣基地质聚合物,在引入钙源后其抗压强度可达到20MPa㊂然而,关于室温下采用中和渣经碱激发制备地聚物的性能尚不明确,为实现中和渣的资源化利用,有必要进一步展开研究㊂矿渣制备的地质聚合物有着优异的力学性能和耐久性而受到广泛关注,室温下矿渣容易在碱活化剂作用下反应生成C-A-S-H凝胶,促进地质聚合物抗压强度发展[21-22]㊂通过调节地聚物体系中的Si㊁Al和Ca的比例,也能优化地质聚合物微观结构,改善地聚物的力学性能[20]㊂基于此,本文采用粒化高炉矿渣(granulated blast furnace slag,GBFS)复合中和渣为主要原料制备单组分中和渣基地质聚合物,分析粒化高炉矿渣掺量对其力学性能的影响规律㊂采用SEM㊁XRD㊁MIP和FTIR等微观分析技术进行性能表征,探究粒化高炉矿渣对中和渣基地聚物性能影响的机理,为中和渣基地质聚合物在工程领域的应用提供参考㊂1㊀实㊀验1.1㊀原材料中和渣来自中国福建紫金山金铜矿,将中和渣烘干至恒重,研磨后通过1.18mm网筛;粒化高炉矿渣为S95级,来自库尔勒地区新疆八一钢铁厂㊂使用X荧光光谱分析中和渣和粒化高炉矿渣的主要化学成分,测试结果见表1㊂中和渣的化学成分主要包括SO3(37.45%,质量分数,下同)㊁CaO(34.25%)㊁Fe2O3 (19.51%);粒化高炉矿渣的化学成分主要包括SiO2(36.47%)㊁CaO(29.86%)㊁Al2O3(9.15%)㊂粒度由BT-9300ST激光粒度分布仪测出,粒径分布如图1所示㊂中和渣的中值粒径D50为7.01μm,比表面积为765.9m2/kg,粒化高炉矿渣的中值粒径D50为10.37μm,比表面积为633.7m2/kg㊂碱活化剂为天津致远化学试剂有限公司的硅酸钠(Na2SiO3㊃5H2O,分析纯)㊂图1㊀中和渣和粒化高炉矿渣的粒径分布Fig.1㊀Particle size distribution of NS and GBFS3980㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷表1㊀中和渣和粒化高炉矿渣的主要化学成分Table1㊀Main chemical composition of NS and GBFSMaterial Mass fraction/%SO3CaO Fe2O3Al2O3SiO2MgO ZnO CuO MnO NS37.4534.2519.51 4.52 1.88 1.260.580.150.10GBFS 2.3529.867.079.1536.47 2.130.350.070.15原料的微观形貌如图2所示,中和渣的微观形貌呈两种形态,分别是细球颗粒堆积组成的多孔疏松的团状和长条形结晶形态㊂粒化高炉矿渣的微观形貌呈棱角分明㊁形状和大小不一的颗粒状㊂原料的XRD谱如图3所示,中和渣的主要组成成分为石膏(Ca2SO4㊃2H2O),粒化高炉矿渣以非晶体及无定形结构为主,含有部分石英(SiO2)㊁钾石膏(K2Ca(SO4)2㊃H2O)和硅酸钙(Ca2SiO4)晶体㊂图2㊀中和渣和粒化高炉矿渣的SEM照片Fig.2㊀SEM images of NS and GBFS图3㊀中和渣和粒化高炉矿渣的XRD谱Fig.3㊀XRD patterns of NS and GBFS1.2㊀样品制备及养护将中和渣烘干㊁粉碎并通过1.18mm网筛㊂将原料及激发剂充分混匀后开始搅拌,根据粒化高炉矿渣掺量的不同分为四个试验组,编号N1(0%)㊁N2(10%)㊁N3(20%)和N4(30%),以粒化高炉矿渣占粒化高炉矿渣和中和渣总质量的百分比计,碱激发剂掺量均为10%(以Na2O占粒化高炉矿渣和中和渣总质量的百分比计)㊂试验所采用的水为去离子水,水灰比为0.53,中和渣基地质聚合物的配合比见表2㊂将搅拌均匀的浆体注入30mmˑ30mmˑ30mm模具中,震动样品至表面无气泡㊂覆盖保鲜膜后在温度为(20ʃ2)ħ㊁相对湿度高于90%的养护箱中养护24h后,去除保鲜膜并拆除试模,继续养护1㊁7和28d㊂第11期赖㊀金等:中和渣基地质聚合物的制备与性能表征3981㊀表2㊀中和渣基地质聚合物配合比Table 2㊀Mix proportion of NS based geopolymerSample No.Mass fraction /%NS GBFSNa 2O Water-binder ratio N11000N29010N38020N47030101010100.530.530.530.53㊀㊀注:Na 2O 为外掺㊂1.3㊀试验方法1.3.1㊀抗压强度参照‘水泥胶砂强度检验方法(ISO 法)“(GB /T 17671 2021)测试养护龄期分别为1㊁7和28d 的地质聚合物净浆的抗压强度,每批试件取3个样品进行抗压强度试验并计算平均值㊂试验仪器采用天津市申克试验仪器有限公司的水泥抗折抗压试验一体机(TJSK-300S)㊂1.3.2㊀X 射线衍射(XRD)通过XRD 测试养护了7和28d 的地质聚合物样品中的晶体衍射峰,地质聚合物样品经过研磨后用酒精浸泡,再经由50ħ干燥箱烘干后通过74μm 网筛㊂试验采用德国Bruker 公司的D8Advance 型仪器,靶材为Cu 靶,工作电流和电压分别为40mA 和40kV,扫描步长为0.02ʎ,扫描时间为0.1s,扫描范围2θ为5ʎ~70ʎ㊂1.3.3㊀反应热为了解中和渣原料和五种地质聚合物样品的水化速率,通过I-CAL 8000HPC (Calmetrix,美国)等温量热仪测定20ħ下地质聚合物48h 内的水化放热速率及累积放热量㊂1.3.4㊀孔径分布通过压汞仪表征地质聚合物的孔结构,使用9500压汞孔径自动计(美国)测试养护28d 地聚合物的孔径分布,孔径测量范围为3~350000nm㊂进行压汞(MIP)试验之前,将样品置于50ħ干燥箱中干燥,用离心管量取约5mL 直径为3~4mm 的块状样品㊂汞侵入体积根据样品的质量进行归一化处理㊂1.3.5㊀傅里叶变换红外光谱(FTIR)试验所采用的仪器为FTIR-650S(港东科技,中国)光谱仪,扫描波数400~4000cm -1㊂取过74μm 网筛后的样品与KBr 粉末按质量比约1ʒ100混合,用研钵研磨均匀后压片,获取其红外吸收光谱㊂1.3.6㊀扫描电子显微镜(SEM)/X 射线能量色散谱(EDS)采用TESCAN MIRA3扫描电子显微镜(工作电压为10kV)观察地质聚合的微观形貌,EDS 测定水化产物的元素组成㊂试样要求较薄且表面平整,表面尺寸约为3mm ˑ3mm,试样干燥后喷金以增强导电性㊂2㊀结果与讨论2.1㊀抗压强度分析图4㊀中和渣基地质聚合物抗压强度Fig.4㊀Compressive strength of NS based geopolymer 中和渣基地质聚合物的抗压强度如图4所示,随着粒化高炉矿渣掺量的增加,中和渣基地质聚合物的抗压强度也增加㊂值得注意的是,中和渣基地质聚合物样品养护28d 的抗压强度比养护7d 时高10%~74%,并且粒化高炉矿渣掺量越大,7~28d 抗压强度提升幅度越大㊂这可能是因为粒化高炉矿渣容易在室温碱活化的地质聚合物中溶解[23],促进C-S-H 和C-A-S-H 凝胶的形成,填充了地质聚合物基体内的孔隙,使得地质聚合物结构更致密,从而提高了中和渣基地质聚合物的抗压强度[22]㊂3982㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷2.2㊀XRD分析图5为中和渣基地质聚合物养护7和28d的XRD谱,对结晶相的相对含量进行了归一化计算㊂2θ为11.6ʎ㊁20.7ʎ㊁23.4ʎ和29.1ʎ附近的衍射峰是典型的石膏衍射峰,石膏是中和渣的主要结晶相,说明中和渣中的石膏在碱性环境中较难反应完全㊂在中和渣基地质聚合物中未发现其他较为明显的晶相,说明反应体系形成的其他晶相较少㊂非晶相凝胶是中和渣基地质聚合物抗压强度发展的主要原因[24-25],这一凝胶通常被认为是C(N)-A-S-H凝胶[26]㊂如图5(a)所示,与养护7d的样品N1相比,养护7d的样品N2㊁N3和N4中的石膏相对含量均有所降低,说明未参与反应的石膏减少,有利于中和渣基地质聚合物强度发展㊂如图5(a)和(b)所示,在养护7和28d的中和渣基地质聚合物样品中,随着粒化高炉矿渣掺量的增加,石膏衍射强度降低㊂如图5(c)所示,样品N4养护28d时的石膏衍射峰相对强度比养护7d时有所降低,并且在其XRD谱中发现了2θ为9ʎ附近的钙矾石衍射峰[27]㊂说明随着原料中粒化高炉矿渣比例增加㊁养护时间增长,未反应的原料减少,样品N4养护28d后还生成了钙矾石,中和渣基地质聚合物微观结构更致密,力学性能提升,这也是样品N4的28d抗压强度最高的原因㊂图5㊀养护7和28d中和渣基地质聚合物XRD谱Fig.5㊀XRD patterns of NS based geopolymer curing for7and28d2.3㊀反应热试验分析图6为地质聚合物在不同粒化高炉矿渣掺量下48h内的放热速率和累积放热量㊂如图6(a)所示,中和渣基地质聚合物的放热速率曲线表明地质聚合物初始反应剧烈,10min内即可达最高放热峰,约2h后,反应缓慢,放热曲线回到基线附近㊂初始放热峰的形成与原材料的润湿和溶解有关[28],样品N4中原料溶解越多,其初始反应峰值就越高㊂Mahmood等[29]认为富含Ca的矿渣不仅容易溶解,而且反应产物也会发生较大变化㊂因此,与样品N1相比,样品N2㊁N3和N4拥有更高的放热峰,并且随着粒化高炉矿渣掺量增加,初始放热速率峰值持续上升,放热峰变得更加尖锐㊂此外,如图6(b)所示,随着系统中粒化高炉矿渣比例的增㊀㊀㊀图6㊀中和矿渣基地质聚合物在活化48h内的放热速率及累积放热量曲线Fig.6㊀Heat release rate and accumulated heat release curves of NS based geopolymer in activated48h第11期赖㊀金等:中和渣基地质聚合物的制备与性能表征3983㊀加,累积放热量会依次上升㊂结果表明,在原料中掺入粒化高炉矿渣可以加快地质聚合反应,生成更多反应产物,从而使地质聚合物达到更高的抗压强度㊂2.4㊀MIP 分析对养护28d 的中和渣基地质聚合物样品进行MIP 测试,中和渣基地质聚合物的孔隙特征分布曲线如图7所示㊂从图7(a)可以看出,地质聚合物中几乎所有的孔隙均小于300μm,样品N1累计孔隙体积最大,样品N2次之,样品N4最小㊂说明随着粒化高炉矿渣的掺入,中和渣基地质聚合物的总孔隙体积减小,并且在100~10000nm 的累计孔隙体积也明显更低㊂从图7(b)可以看出,当孔径小于100nm 时,样品N2和N4具有更大的孔隙体积,当孔径为100~10000nm 时,样品N1具更大的孔隙体积,表明样品N2和N4具有更佳的孔结构㊂图7㊀中和渣基地质聚合物的孔隙结构特征分布曲线Fig.7㊀Pore structure characteristics distribution curves of NS basedgeopolymer图8㊀中和渣基地质聚合物中不同尺寸的孔隙比例Fig.8㊀Pore ratio of different dimensions in NS based geopolymer中和渣基地质聚合物不同尺寸孔隙比例如图8所示,根据孔径大小把孔隙分成四类:(0,20)nm 为微孔,[20,50)nm 为小孔,[50,200)nm 为中孔,[200,+ɕ)nm 为大孔[30]㊂从孔径分布可以看出,与不掺粒化高炉矿渣的样品N1相比,样品N4的微孔多6.15个百分点,小孔多33.79个百分点,中孔少1.02个百分点,大孔少38.92个百分点㊂这表明粒化高炉矿渣的加入降低了中和渣基地质聚合物中有害大孔隙的比例,增加了无害小孔隙的比例,呈更均匀和致密的微观结构㊂这也是粒化高炉矿渣能有效提高地质聚合物的抗压强度原因之一㊂此外,随着粒化高炉矿渣掺量的增加,大孔数量减少,有利于抗压强度发展,与抗压强度变化趋势一致㊂2.5㊀FTIR 分析为探究粒化高炉矿渣对中和渣基地质聚合物内化学键的影响,对养护28d 的中和渣基地质聚合物样品进行了FTIR 光谱测试分析,结果如图9所示㊂各组试验样品的FTIR 光谱相似,3410和1124cm -1附近的红外吸收强度最高㊂其中3410和1634cm -1附近的吸收峰分别是由 OH 基团拉伸和弯曲振动引起的[25,31],代表C(N)-A-S-H 凝胶中的结合水㊂1461cm -1附近的吸收带与CO 2-3中O C O 键的对称伸缩振动有关[32],这归因于试样在养护过程中吸收空气中的CO 2发生碳化㊂1124和605cm -1附近的吸收带分别与SO 2-4基团中S O 非对称伸缩振动和弯曲振动有关[33],这是存在于钙矾石或石膏中的SO 2-4基团所引起的㊂在981cm -1的吸收带归因于Si O X 键(X 为Si 或Al)不对称伸缩振动[34],在450和646cm -1附3984㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷图9㊀中和渣基地质聚合物FTIR 光谱Fig.9㊀FTIR spectra of NS based geopolymer近的吸收峰属于Si O Si 键伸缩振动和O Si (Al) O 键弯曲振动,这三个吸收峰是C(N)-A-S-H 凝胶的显著标志[32,35]㊂如图9所示,原料中粒化高炉矿渣掺量逐渐增加,样品位于981cm -1的吸收带也更为明显,其中样品N4吸收峰最为明显㊂表明样品N4中生成了更多地质聚合物凝胶,有利于中和渣基地质聚合物的强度发展,获得更好的力学性能㊂2.6㊀SEM /EDS 分析用扫描电子显微镜观察样品养护28d 后的微观形貌,中和渣基地质聚合物样品的SEM 照片及其对应的EDS 能谱如图10所示㊂所有样品的微观图像均可观察到地质聚合物凝胶和孔隙的存在,并且随着粒化高炉矿渣掺量增加,地质聚合物微观形貌呈现越来越致密的趋势,MIP 测试结果也证明了这一点㊂如图10(a)所示,能明显地观察到被C(N)-A-S-H 复合凝胶包裹的未水化颗粒及凝胶间1μm 左右的大直径孔隙㊂当粒化高炉矿渣掺量为10%时,样品N2中絮团状的C (N)-A-S-H 复合凝胶填充基体间的孔隙(图10(b))㊂当粒化高炉矿渣掺量增加至30%时,样品N4中C(N)-A-S-H 复合凝胶聚合紧密(图10(d)),未发现明显的孔隙㊂㊀第11期赖㊀金等:中和渣基地质聚合物的制备与性能表征3985图10㊀中和渣基地质聚合物的SEM照片和EDS能谱Fig.10㊀SEM images and EDS spectra of NS based geopolymer3986㊀资源综合利用硅酸盐通报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第42卷㊀㊀从地质聚合物的EDS能谱结果可以看出,所有聚合产物中均含Ca㊁Na㊁Si和Al元素,表明此地质聚合物凝胶可能是C(N)-A-S-H复合凝胶[22,36]㊂值得注意的是,在所有地质聚合物微观图像中均可观察到针棒状或絮团状两种不同形态的C(N)-A-S-H凝胶,有学者认为这是Ca/Si质量比和Si/Al质量比不同导致C-(A)-S-H凝胶结构改变[31]㊂3㊀结㊀论1)中和渣活性较粒化高炉矿渣更低,中和渣基地质聚合物的抗压强度随着粒化高炉矿渣掺量的增加而增大㊂当粒化高炉矿渣掺量为30%时,中和渣基地质聚合物28d抗压强度为17.8MPa㊂2)延长养护时间有利于原料间反应完全,生成更多地质聚合物凝胶,可显著提升中和渣基地质聚合物的力学性能㊂增加粒化高炉矿渣的掺量,可加速中和渣基地质聚合物的水化进程,改善孔径分布,提升中和渣基地质聚合物的力学性能㊂3)随着粒化高炉矿渣掺量增加,未反应原料减少,反应体系生成了大量的C(N)-A-S-H凝胶,填充基体间的孔隙,中和渣基地质聚合物的微观形貌更致密㊂4)中和渣基地质聚合物产物中Ca/Si比和Si/Al比不同,C(N)-A-S-H凝胶的形状也不同㊂而Ca/Si比和Si/Al比对中和渣基地质聚合物中C(N)-A-S-H凝胶结构形状的影响机理还有待进一步深入研究㊂参考文献[1]㊀孙传尧,宋振国,朱阳戈,等.中国铜铝铅锌矿产资源开发利用现状及安全供应战略研究[J].中国工程科学,2019,21(1):133-139.SUN C Y,SONG Z G,ZHU Y G,et al.Exploitation and utilization status and safe supply strategy of copper,aluminum,lead,and zinc resources in China[J].Strategic Study of CAE,2019,21(1):133-139(in Chinese).[2]㊀薛兴勇,韩要丛,苏俏俏,等.铜渣基磷酸盐胶凝材料的力学性能与微观结构[J].硅酸盐通报,2023,42(5):1750-1757.XUE X Y,HAN Y C,SU Q Q,et al.Mechanical properties and microstructure of copper slag-based phosphate cementitious materials[J].Bulletin of the Chinese Ceramic Society,2023,42(5):1750-1757(in Chinese).[3]㊀DENG D Q,LIU L,YAO Z L,et al.A practice of ultra-fine tailings disposal as filling material in a gold mine[J].Journal of EnvironmentalManagement,2017,196:100-109.[4]㊀李伟光,杨㊀航,李崇智,等.铅锌冶炼废水中和渣制备免烧免蒸砖试验研究[J].中国矿业,2017,26(增刊2):141-146.LI W G,YANG H,LI C Z,et al.Experimental study on preparation of unburned and non autoclaved brick from neutralization slag of lead zinc smelting wastewater[J].China Mining Magazine,2017,26(supplement2):141-146(in Chinese).[5]㊀林秀培.矿坑水中和渣的资源化利用[J].工程建设,2019,51(8):92-94.LIN X P.Resource utilization of neutralization sludge derived from mine wastewater[J].Engineering Construction,2019,51(8):92-94(in Chinese).[6]㊀WANG C,LI Z F,ZHOU Z H,et patibility of different fibres with red mud-based geopolymer grouts[J].Construction and BuildingMaterials,2022,315:125742.[7]㊀LUO Q,LIU Y T,DONG B Q,et al.Lithium slag-based 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Production,2021,298:126806.[20]㊀LI J,LIU Y C,KE X,et al.Geopolymer synthesized from electrolytic manganese residue and lead-zinc smelting slag:compressive strength andheavy metal immobilization[J].Cement and Concrete Composites,2022,134:104806.[21]㊀PUERTAS F,PALACIOS M,MANZANO H,et al.A model for the C-A-S-H gel formed in alkali-activated slag cements[J].Journal of theEuropean Ceramic Society,2011,31(12):2043-2056.[22]㊀ISHWARYA G,SINGH B,DESHWAL S,et al.Effect of sodium carbonate/sodium silicate activator on the rheology,geopolymerization andstrength of fly ash/slag geopolymer pastes[J].Cement and Concrete Composites,2019,97:226-238.[23]㊀PUERTAS F,MARTÍNEZ-RAMÍREZ S,ALONSO S,et al.Alkali-activated fly ash/slag cements[J].Cement and Concrete Research,2000,30(10):1625-1632.[24]㊀安㊀赛,王宝民,陈文秀,等.电石渣激发矿渣-粉煤灰复合胶凝材料的作用机制[J].硅酸盐通报,2023,42(4):1333-1343.AN S,WANG B M,CHEN W X,et al.Interaction mechanism of carbide slag activating slag-fly ash composite cementitious materials[J].Bulletin of the 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一种天然多糖高分子螯合锌微胶囊及其制备方法与应用[发明专利]
![一种天然多糖高分子螯合锌微胶囊及其制备方法与应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/21d3b42d77c66137ee06eff9aef8941ea76e4b13.png)
专利名称：一种天然多糖高分子螯合锌微胶囊及其制备方法与应用
专利类型：发明专利
发明人：龚圣,黄超强,廖海艳,李双双,黄启章,叶荣达,舒绪刚
申请号：CN202210414310.2
申请日：20220420
公开号：CN114652697A
公开日：
20220624
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种天然多糖高分子螯合锌微胶囊及其制备方法与应用，属于微胶囊领域。
该天然多糖高分子螯合锌微胶囊的制备方法包括以下步骤：(1)将芯材加入壁材溶液中，搅拌均匀，得到混合物D；所述芯材为天然多糖高分子螯合锌，所述壁材为天然高分子材料；(2)在步骤(1)所得混合物D中加入油相，搅拌均匀，得到混合物E；(3)在步骤(2)所得混合物E中加入乳化剂，搅拌均匀，得到混合物F；(4)在步骤(3)所得混合物F中加入固化剂，固化后得到天然多糖高分子螯合锌微胶囊。
本发明可有效得到天然多糖螯合锌微胶囊，可高效实现锌元素在肠环境pH的定点释放，实现锌元素的可控缓释，有效提高锌元素的生物利用率。
申请人：仲恺农业工程学院
地址：510225 广东省广州市海珠区纺织路东沙街24号
国籍：CN
代理机构：广州市华学知识产权代理有限公司
代理人：钟燕琼
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两性离子聚合物硅垢阻垢剂的合成及阻垢性能
两性离子聚合物硅垢阻垢剂的合成及阻垢性能于洪江;李德佳;代吉建【摘要】采用水溶液自由基聚合法,引入一种新型烯丙基型季铵盐阳离子——三羟乙基烯丙基季铵盐,与丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)在氧化-还原引发剂体系下合成一种两性三元共聚物.在静态条件下考察最佳合成条件:单体配比n(季铵盐阳离子):n(丙烯酰胺):n(AMPS)为1:2:1,聚合温度为60℃、反应时间为4 h、引发剂质量分数为4.5％时,合成的聚合物阻垢性能最好.性能评价结果表明,阻垢剂质量浓度为120 mg/L时,对硅垢的阻垢率可达到78.2％.通过加入阻垢剂前后垢样的电镜扫描图可知,加入阻垢剂的垢样疏松分散.【期刊名称】《西安石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(034)002【总页数】6页(P93-98)【关键词】烯丙基型季铵盐;两性聚合物;硅垢;阻垢剂【作者】于洪江;李德佳;代吉建【作者单位】西安石油大学化学化工学院,陕西西安 710065;西安石油大学化学化工学院,陕西西安 710065;河南油田分公司采油一厂,河南南阳 474780【正文语种】中文【中图分类】TE39;TQ42引言硅垢质密坚硬，一旦沉积便腐蚀设备，影响生产效率[1-2]，油田水处理、反渗透膜、造纸、高压蒸汽锅炉及蒸汽轮机等行业均深受其害[3-5]。
投加阻垢剂抑制硅垢的沉积是现阶段工业生产中常用的方法。
常用阻垢剂多为阴离子型聚合物，对无定型的胶体硅垢无效[6-7]，且该类阻垢剂大多含磷，不符合当下生态环保的理念[8]。
因此，研制出一种能抑制硅酸盐及胶体硅垢沉积且对环境危害小的聚合物阻垢剂是当前研究的难点与主要方向。
具有某些特殊官能团的聚合物能够有效抑制硅垢的沉积，含酸性的羧基、磺酸基或亲水性极强的羟基都具有良好的负电分散性能[9-10]，与季铵盐阳离子合成两性离子聚合物，能够在硅酸盐垢表面形成有机-无机杂合层，通过氢键水化及静电作用与无定形的胶体硅结合为水合层，产生强烈的位阻效应[11-13]，从而抑制硅垢沉积。
阻垢聚合物压裂液的制备及其性能评价
阻垢聚合物压裂液的制备及其性能评价
袁浩文;薛鑫燕;马永红;李玉龙;赖小娟
【期刊名称】《当代化工研究》
【年(卷),期】2024()9
【摘要】为提高阻垢性能和改善生物降解性,本文以丙烯酰胺为主要单体,马来酸酐为阻垢单体,引入2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和甲基丙烯酸,采用水溶液聚合法合成了阻垢压裂液稠化剂(PAM-ZG),并对该压裂液体系进行流变性能评价、阻垢性能评价。
结果表明,PAM-ZG溶液经170 s^(-1)剪切后,在90℃和120℃条件下最终黏度分别在99.60 mPa·s和60.15 mPa·s。
PAM-ZG压裂液用量对CaCO3、CaSO4和BaSO4垢阻垢效率均大于95%。
本文可为油田现场施工“压裂-阻垢”一体化奠定基础。
【总页数】3页(P179-181)
【作者】袁浩文;薛鑫燕;马永红;李玉龙;赖小娟
【作者单位】中石化胜利石油工程有限公司井下作业公司;陕西科技大学陕西省轻化工助剂重点实验室;青海油田油气工艺研究院;陕西日新石油化工有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE39
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新型硫酸钡垢防垢剂的合成及作用机理研究
新型硫酸钡垢防垢剂的合成及作用机理研究
林科雄;任坤峰;罗刚;潘定成;陈凯
【期刊名称】《化学工程师》
【年(卷),期】2024(38)1
【摘要】为了提高硫酸钡垢的防垢效率,明确防垢剂的作用机理,以马来酸酐、丙烯酸和新型酯类单体为主要原料,合成了一种新型硫酸钡垢防垢剂HFGJ-26,考察了防垢剂浓度、成垢离子浓度以及实验温度对防垢效果的影响,并在此基础之上,研究了防垢剂的作用机理。
实验结果表明,新型硫酸钡垢防垢剂HFGJ-26对溶液中BaSO_(4)的防垢效果较好,当水溶液中的Ba^(2+)和SO_(4)^(2-)的浓度均为300mg·L^(-1)时,添加100mg·L^(-1)的防垢剂HFGJ-26即可达到较高的防垢率,实验温度为60℃时,防垢率可以达到97.8%,而当温度升高至100℃时,防垢率仍能达到92.6%,防垢效果较好。
【总页数】5页(P11-14)
【作者】林科雄;任坤峰;罗刚;潘定成;陈凯
【作者单位】荆州市汉科新技术研究所;中海油服油田生产事业部
【正文语种】中文
【中图分类】TE358.5
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防垢剂PASP的合成及其性能评价
防垢剂PASP的合成及其性能评价余兰兰;吉文博;王宝辉【期刊名称】《化工机械》【年(卷),期】2012(039)003【摘要】以马来酸酐、碳酸铵为原料,合成了聚天冬氨酸(PASP)防垢剂.通过正交实验确定了聚天冬氨酸的最佳合成工艺务件,并对其进行了性能评价.聚天冬氨酸的最佳合成工艺:pH值为12,碳酸铵与马来酸酐的物质的量比为1.3,聚合温度为170℃,聚合时间为90min.在温度为70℃、pH=12、防垢剂加量为3mg/L时,测定碳酸钙防垢率为95.20％.%Polyaspartic acid(PASP) was synthesized with maleic anhydride and ammonia carbonate. Optimum condition for PASP synthesis was determined by orthogonal test and its performance was evaluated. The results show that pH = 12, molar ratio of 1: 3 for ammonium carbonate and maleic anhydride, 170℃ polymerization temperature and 90min polymerization time jointly characterize PASP' s optimal synthesis technology. At 70℃ , pH = 12 and 3mg/L antiscale, the calcium carbonate' s inhibition rate measured can reach 95.20% .【总页数】4页(P291-294)【作者】余兰兰;吉文博;王宝辉【作者单位】东北石油大学化学化工学院;东北石油大学化学化工学院;东北石油大学化学化工学院【正文语种】中文【中图分类】TQ016.1【相关文献】1.MA/AMPS/APEG防垢剂的合成以及性能评价 [J], 全红平;谢林红;饶政;何帆;唐坤利2.聚合物防垢剂XD-1的合成及室内防垢性能评价 [J], 白小东;蒲晓林;曾易3.一种油田管道用防垢剂的合成及性能评价 [J], 李晨曦4.膦基PTA-AA共聚物防垢剂的合成及其性能评价研究 [J], 方曦;杨文;;5.海上某油田新型井下防垢剂的合成与性能评价 [J], 钟铮;陆原;李冬宁;戴俊峰;呼文财因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
阻垢剂的化学名称
阻垢剂的化学名称
阻垢剂是一种被广泛使用的化学物质，它具有去除水垢的功能。
水垢是由于水中所含的钙、镁等离子沉积而形成的固体沉淀物，不仅会影响水质的清洁度，还会降低管道和设备的效率。
阻垢剂的化学名称为螯合剂，它的主要作用是与水中的钙、镁离子结合，形成可溶性的络合物，从而防止水垢的形成。
螯合剂通常是一种有机化合物，它含有能与金属离子形成稳定络合物的功能基团。
常见的螯合剂有柠檬酸、乙二胺四乙酸（EDTA）等。
柠檬酸是一种天然的有机酸，它具有良好的螯合性能。
当柠檬酸溶解在水中时，它的羧基会与钙、镁离子发生络合反应，形成可溶性的络合物。
这些络合物具有较高的稳定性，可以阻止钙、镁离子的沉积，从而防止水垢的形成。
EDTA是一种合成的螯合剂，它具有更强的螯合能力。
它含有四个乙二胺基团，可以与多种金属离子形成稳定的络合物。
在水处理中，EDTA可以与钙、镁离子结合，形成可溶性的络合物，从而防止水垢的形成。
除了柠檬酸和EDTA，还有许多其他的螯合剂可以用作阻垢剂。
这些螯合剂不仅可以去除水垢，还可以防止锈蚀和污垢的产生，保护管道和设备的正常运行。
阻垢剂是一种能够去除水垢的化学物质。
柠檬酸、EDTA等螯合剂
可以与钙、镁离子结合，形成可溶性的络合物，从而防止水垢的形成。
它们在水处理和设备维护中起着重要的作用，保证了水质的清洁度和管道设备的正常运行。
我们应该认识到阻垢剂的重要性，并在实际应用中合理选择和使用。
接枝不同种类氨基酸对聚天冬氨酸阻垢剂阻垢性能的影响
接枝不同种类氨基酸对聚天冬氨酸阻垢剂阻垢性能的影响初光友;毛琦;杨子浩;汪成;李毓;逯力成
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】在油田生产过程中结垢问题给油田企业带来巨大损失。
常见的处理结垢的方法大致分为物理法、工具法和化学法。
采用物理法、工具法处理结垢问题存在费用高、垢物清除效率低等缺陷,化学法因其操作简单、用量少、效果好等优点而被广泛采用。
近年来,随着人们对环境保护意识的增强,聚天冬氨酸类阻垢剂被广泛研究。
以马来酸酐和碳酸铵为原料合成了聚琥珀亚酰胺(PSI),在此基础上接枝丝氨酸、谷氨酸、酪氨酸并研究其阻垢性能。
结果表明:谷氨酸接枝改性聚合物(GUL-PASP)阻垢效率为100%,具有优异的阻垢性能。
【总页数】6页(P535-540)
【作者】初光友;毛琦;杨子浩;汪成;李毓;逯力成
【作者单位】海洋油气高效开发全国重点实验室;海上稠油热采重点实验室;中海油田服务股份有限公司;中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE358
【相关文献】
1.绿色环保型聚天冬氨酸阻垢剂合成与阻垢性能
2.聚天冬氨酸与含磷阻垢剂复配产品的阻垢性能
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4.改性聚天冬氨
酸阻垢剂的合成及其阻垢性能研究5.聚天冬氨酸/对氨基苯甲酸接枝共聚物的制备及阻垢缓蚀性能
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阻垢剂HEDP和PBTCA阻垢机理探讨
阻垢剂HEDP和PBTCA阻垢机理探讨
曹英霞;杨坚;李杰
【期刊名称】《同济大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2004(032)004
【摘要】碳酸钙晶体有3种晶相:方解石、球霰石、文石.阻垢剂HEDP(羟基乙叉二膦酸)和PBTCA(2-膦酸基丁烷-1,2,4三羧酸)对碳酸钙晶体不同晶相的作用效果不同.实验结果表明,HEDP对方解石有很好的抑制作用,而对球霰石和文石则没有明显抑制效果.PBTCA对方解石和球霰石都有很好的抑制作用,对文石作用效果不明显.基于量子化学半经验方法,计算了HEDP和PBTCA的几何构型和分子中各原子所带电荷;由几何匹配理论说明HEDP可以抑制方解石的生长;PBTCA既能抑制方解石的生长,也能抑制球霰石的生长.
【总页数】5页(P556-560)
【作者】曹英霞;杨坚;李杰
【作者单位】同济大学,物理系,上海,200092;同济大学,物理系,上海,200092;同济大学,物理系,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】TQ314.255
【相关文献】
1.PBTCA和HEDP低温条件下碳酸钙阻垢性能评价 [J], 楼琼慧;谢文州;秦会敏;郦和生;吴颖
2.HEDP、PBTCA、Zn2＋复配对黄河恶化水中316L、317L的缓蚀阻垢作用 [J], 海雅玲;朱湘萍;刘江;薛守洪
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开题报告(胡强伟)
开题报告（胡强伟）开题报告长江大学毕业设计开题报告题目名称 FG共聚物型防垢剂的研制院（系）化学与环境工程学院专业班级化工10904班学生姓名胡强伟指导教师刘罡辅导教师金明皇开题报告日期 2021年4月11日1FG共聚物型防垢剂的研制FG共聚物型防垢剂的研制学生：胡强伟化学与环境工程学院指导教师：刘罡化学与环境工程学院一题目来源题目类型：毕业论文题目来源：生产实际二研究目的和意义油田进入含水开发期后，由于水的热力学不稳定性和化学不相容性，造成油井井筒、地面系统、管线及注水井井底结垢，给生产带来极大的危害。
结垢造成油井产量下降、管线及加热炉阻塞，增加了油井的井下作业，严重时会造成油井停产、报废，造成重大经济损失。
共聚物防垢剂是 20世纪 80年代开发的新型防垢剂。
因其防垢性能优越，热稳定性好，无毒，可与有机磷酸盐产生协同作用，对钙、钡等离子有较好的络合作用，现已成为水处理剂的研究热点。
现采用水溶液聚合法，用过硫酸铵作引发剂，研制AM／AA／MG 三元共聚物用于防止 CaCO3 、CaSO4 垢的形成，其防垢效果较好。
三阅读的主要参考文献及资料名称[1]王忠辉.油田污水回注阻垢剂的研制[D]:[硕士学位论文].大庆石油学院,2021. [2]张贵才.油田污水防垢与缓蚀技术研究[D]:[博士学位论文].成都:西南石油学院,2021.[3]Suitor J W, Marner W J, Ritter R B. The history and status of research in fouling ofheat exchangers in cooling water serviee[J]. Can J ChemEng,1997,55:374. [4]Shah P P. Role of low-molecular weight polymer additives in the cooling watertreatment[J]. Re-search and Industry,1991,36(2):105.[5]谢燕,曾祥钦.改性磺化木质素LSA阻垢分散性能及机理研究[J].贵州工业大学学报(自然科学版),2021,32(1):37-40.[6]樊明明,王建平,凌开成,刘彦荣.腐植酸钠的阻垢缓蚀性能研究[J].太原理工大学学报,2021,35(6):648-650.[7]赵彦生,孙凤儿,刘永梅,党在清,王华. 我国聚合物阻垢剂的研究新进展[J]. 化学与~ 2 ~FG共聚物型防垢剂的研制生物工程,2021,24(2):1-4.[8] 魏锡文，许家友．防垢剂AM／AA／MA三元共聚物的合成及性能研究．精细石油化工,1998,(3)：4-6[9] 潘祖仁. 高分子化学. 北京：化学工业出版社.1985.75-81 [10] 宋启煌. 精细化工工艺学. 北京：化学工业出版社.2021.14-16[11] 盖军. 油田用水溶性聚合物阻垢剂[ J] . 工业水处理, 1996, 16 ( 5) : 7 �C 9. [12] 路长青, 汪鹰, 马迎军等. 磺酸共聚物的合成及阻垢性能的研究..[J] .工业水处理, 1995, 15(3) : 14 �C 17.[13] 鲍其鼐. 冷却水处理中的水溶性聚合物[J] . 化工进展, 1995, 18 (5) : 56 �C 58. [14] 陆柱. 绿色化学及其技术在水处理的应用〔J〕. 精细化工, 2000, 17 (9) : 515～518.[15] 张波.唐星华.苏玉春.王仙芳.张涛合成阻垢剂研究现状及展望[期刊论文]-江西化工 2021(4).[16] 赵彦生.孙凤儿.刘永梅.党在清.王华我国聚合物阻垢剂的研究新进展[期刊论文]-化学与生物工程 2021(2).[17] 盖军. 油田用水溶性聚合物阻垢剂[ J] . 工业水处理, 1996, 16 ( 5).[18] 荆国林, 于水利, 刘淑芝. 绿色阻垢剂聚天冬氨酸的研究进展[J] . 工业水处理,2021,23( 11).[19] 霍宇凝,刘珊,陆柱. 新型聚合物阻垢剂聚天冬氨酸的合成与性能[J].精细化工,2000,17(10).[20] 高利军,郭宁,牟庆平. 聚天冬氨酸衍生物的合成及性能研究[J].石油化工, 2021,32 (9) .[21] 吴兵,徐瑞银,何绪文,卢桂兰,李发生. 用于循环冷却水处理的新型阻垢剂的合成及性能研究[期刊论文]-环境工程2021,21(5).[22] 宋光顺,王九思,马艳飞. 三元共聚物AA-MA-EA的合成及阻垢性能研究[期刊论文]-兰州铁道学院学报 2021(6).[23] 马艳然,靳通收,李珊. 仝占仓阻垢剂马来酸酐-丙烯酰胺共聚物的合成及其阻垢性能[期刊论文]-河北大学学报（自然科学版） 2021(6).[24] 刘汉玉,陈武,梅平. 阻垢剂的合成及应用研究进展[期刊论文]-化学与生物工程~ 3 ~FG共聚物型防垢剂的研制2021,23(4) .四国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向4.1 国内外研究现状4.1.1 国外阻垢剂的发展与研究现状阻垢剂的发展从使用天然聚合物阻垢剂起步，60年代末到70年代初，聚丙烯酸和聚马来酸的问世使冷却水垢技术取得了快速的发展，并带来了一系列二元乃至多元共聚物的开发；70年代后期开发出含磷聚合物兼具阻垢性和缓蚀性；80年代国外出现含磺酸基团聚合物的开发热潮；80年代末到90年代相继开发出几种环境友好聚合物阻垢剂。
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应
用
化
工
V o.l 39 N o . 7 Ju. l 2010
A pplied Chem ica l Industry
带螯合性基团聚合物防垢剂的合成与性能评价
廖刚, 卿大咏
(西南石油大学 化学化工学院 , 四川 成都 610500)
摘
要 : 以新单体 XA-1和丙 烯酸为原料合成了 PXA-1 均聚物和 PXA-1 /AA 共聚物 , 通过正交实验考察了引发剂的
由表 2 可知, 对分子量影响最大的因素是温度 , 其次是引发剂的用量, 温度越高, 引发剂用量越大 , 分子量越低。这是因为温度越高, 引发剂用量越大
时, 单位时间分解的引发剂量越多 , 体系中自由基浓 度越高, 终止速率与自由基浓度的平方成正比, 终止 速率加快 , 聚合物分子量越低。而温度高, 引发剂浓
用量、 原料配比、 反应温度和反应 时间对聚合物分子量 和防垢 性能的影 响 , 评价了 聚合物 的防垢 性能。结果 表明 , 聚合物的防垢性能与分 子量有关 , 但不是分子量越高越好 ; 在原料中 XA-1 单体物质 的量分率为 70% , 引发剂用量 为单体总量的 0. 4% , 反应温度为 60 多重作用 , 因此防垢率比均聚物高。 关键词 : 防垢剂 ; 螯合性基团 ; 聚合物 ; 正交 实验 中图分类号 : TQ 085. 4 文献标识码 : A 文章编号 : 1671- 3206( 2010) 07- 1005- 04 , 反应时间为 6 h 的条件下 合成的共聚物 , 加 量为 100 m g /L 时 , 对硫酸钡垢 的防垢率为 88 . 6% 。共聚物中两种结构单元上的螯合性基 团和吸附基团兼有增溶、 分散、 凝聚、 静电排 斥及协同等
Abstract : P olym er( PXA-1) and copo lym er( PXA-1 /AA) w as syn th esized by new m onom er( XA-1) and acry lic acid . T he effect o f different cond ition on sca le inh ib ition rate w as investigated by orthogonal experi m ents . The scale inh ib ition rate of the po lym ers w as appraised . T he scale in hib it io n rate of the po lym ers associated w ith m o lecu lar w eigh, t but is no t the higher , the better . T he scale inh ib ition rate o f the copo ly m er for m ed at XA-1 70 % am oun t of in itiator is 0 . 4% o f a ll m onom ers , reaction te m perature 60 and reactio n ti me6h , the sca le inh ib ition rate for barium su lfate is 88 . 6 % w ith th e add ition of 100 m g /L. T he sca le inhibitio n rate of th e copo lym er w as h ig her than th e copo lym er for m ed XA-1 because o f its che lated group and adso rpt iv e group have the act io n of so lub ilization and dispersa l and agg lom erat io n and electro static repulsion , etc . K ey w ord s : scale inh ib itor ; che la ted group ; po lym er ; orthogona l experi m ent 马来酸酐聚合形成的结构单元水解后 , 即形成 顺丁烯二酸结构单元, 它的两个羧基能与多价金属 离子形成七元环螯合物 , 以增加金属离子难溶盐在 水中的溶解度。因此, 马来酸酐是聚合物类防垢剂 首选的单体。但由于马来酸酐是 1 , 1 -二取代单体 , 难以均聚, 通常与其它单体共聚 , 形成共聚物作为防 垢剂, 如马来酸酐 丙烯酸共聚物 、 马来酸酐-丙烯 [ 2] 酸甲代烯丙基磺酸钠共聚物 等。另外 , 马来酸酐 结构单元与金属离子形成的七元环稳定性较差 , 对 碳酸钙垢有一定的防垢效果 , 但对硫酸钡垢的防垢 效果较差。 [ 3] 本文应用一种新的单体 XA-1 , 该单体带有一 个可与金属离子形成五元环的螯合基团, 因此形成
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应用化工
第 39 卷
1 . 3 转化率的计算 设反应前加入单体的质量为 m 1 ( g) , 干燥聚合 物的质量为 m 2 ( g), 单体转化率按下式计算: 转化率 = m2 m1 100 %
验, 以引发剂、 温度、 反应时间为实验因数, 以转化率 和特性粘数为评价指标。转化率和特性粘数都是越 高越好。 正交 实验 因素 水 平见 表 1 , 实 验 结果 见 表 2 。
表 1 合成均聚物的因素水 平 Table 1 Fac tors and leve l of syn the siz ing po lym er
水平 1 2 3 A 引发剂用量 /% 0 . 2 0 . 4 0 . 6 B 反应温度 / 55 65 75 C 反应时间 / h 4 5 6
1 . 4 聚合物防垢性能的评价 根据中华人民共和国石油天然气行业标准 SY / T5673 1993 油田用防垢剂性能评定方法 对聚合 物防垢率进行测定。
收稿日期 : 2010 -05-10 修改稿日期 : 2010-05-20
[ 1]
的聚合物可提 高防垢剂对硫酸 钡垢的防垢率。同 时, 该单体是单取代单体 , 既可均聚, 又可共聚, 可以 合成多种防垢率较高的聚合物类防垢剂。
1 实验部分
1 . 1 试剂 单体 XA-1 , 自制; 丙烯酸 ( AA) 、 无水乙醇、 氯化 钡、 硫酸钠均为化学纯。 1 . 2 聚合物的合成 以水为溶剂, 过硫酸铵为引发剂, 在不同的条件 下反应一段时间 , 得到 XA-1 均聚物或 XA-1 /AA 共 聚物溶液。将聚合物溶液稀释, 缓慢倒入乙醇沉淀 剂中 , 静止 , 过滤, 干燥得聚合物产品。
T ab le 4 Resu lts of L16 ( 45 ) orthogona l exp eri m ent
实验号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 177 . 9 217 . 1 333 . 4 300 . 9 44 . 48 54 . 28 83 . 35 75 . 23 38 . 88 B 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 248 . 7 255 . 8 272 . 7 170 . 9 62 . 18 63 . 95 68 . 18 42 . 73 25 . 45 C 1 2 3 4 2 1 4 3 3 4 1 2 4 3 2 1 258 .7 267 .2 259 .4 245 .9 64 . 68 66 . 80 64 . 85 61 . 48 5 . 33 D 1 2 3 4 3 4 1 2 4 3 2 1 2 1 4 3 253. 4 260. 6 260. 5 254. 8 63. 35 65. 15 65. 13 63. 70 1. 80 E ( 空列 ) 1 2 3 4 4 3 2 1 2 1 4 3 3 4 1 2 防垢率 /% 41 . 8 45 . 2 51 . 3 39 . 6 55 . 3 54 . 8 52 . 1 54 . 9 78 . 9 81 . 5 87 . 8 85 . 2 72 . 7 74 . 3 81 . 5 72 . 4
Synthesis and perfor m ance evaluation of poly m er scale inhibitor w ith chelating group
LIAO Gang, QING Da-yong
( Schoo l o f Che m istry and Che m ica l Eng ineering , Southw est Pe tro leum U n iversity , Chengdu 610500, Ch ina)
基金项目 : 油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金资助项目 ( PLN 0603) 作者简介 : 廖刚 ( 1954- ), 男 , 四川南充人 , 西南石油大学教授 , 主要从事油田化 学处理剂 方面的教学 和科研工 作。电话 : 13072824999, E- m ai:l liaog4280@ yahoo . com. cn
图 1 单体配比对共聚物防垢率的影响 F ig . 1 E ffect o f propo rtion o fm onom ers on sca le inhib ition ra te of copo lym ers
第 7期
廖刚等 : 带螯合性基团聚合物防垢剂的合成与性能评价 表 4 L16 ( 45 ) 正交实验结果
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度大, 转化率相对较大。因此, 要同时兼顾分子量和 转化率应视具体情况而定 , 本文中还应考虑对防垢 效果的影响。 2 . 2 XA-1 /AA 共聚物的合成 2 . 2 . 1 单体配比对共聚物的影响 在二元共聚物 的合成中, 单体比例对共聚物性能影响最大, 并且变 化范围也宽 , 因此 , 先就单体配比对共聚物性能的影 响做初步考察。在 70 , 过硫酸铵 引发剂加量为 0 . 5 % , 反应时间为 5 h 的条件下 , 改变两种单体的 比例, 得到图 1 的结果。