硫酸盐垢清垢剂CNQG的复配及性能评价_赵磊
新型硫酸盐垢防垢剂SDA的合成与性能评价
这 是 由 于 样 品 经 高 温 气 化 后 进 样 , 路 采 用 聚 四 氟 管 乙烯 管 , 使样 品气 化完 全 、 分 , 少 了管 路 吸附 Байду номын сангаас 能 充 减
因此得 到 了很 好 的重复性 , 高 了准 确度 。 提
5 结 论
42 .
进 样 速 度 的 影 响
果 异 常偏 高 。而 且 易 产生 积 碳 , 染裂 解 管及 电解 污
池 。
4 2 2 选 择 适 宜 的 进 样 速 度 是 准 确 测 定 硫 含 量 的 . . 关 键 。 要 保 证 充 分 燃 烧 又 要 控 制 S ) 的 生 成 。 品 既 (。 样 的燃 烧与 标 样 的燃烧 越 接近 , 得 的结 果越 准确 。 测 实 验 证 明 : 果 标 样 控 制 在 0 3 0 5x / , 样 品 控 如 . ~ . 1 s 则 I 制 在 8 1 m lm i 比 较 适 宜 。 ~ 2 / n 4 2 3 进 样 速 度 也 蛩 根 据 仪 器 、 解 管 形 状 及 实 验 .. 裂
我 国 绝 大 部 分 油 田采 用 注 水 开 采 。 油 田注 入 水 都 是 油 井 产 出 液 中 分 离 出 来 的 油 田 污 水 油 田 污 水
本 文 针 对 油 田 中 常 见 的 硫 酸 盐 垢 的 防 治 , 成 合 了 一 种 共 聚 物 防 垢 剂 , 顺 丁 烯 二 酸 酐 、 烯 酸 和 丙 即 丙 烯 磺 酸钠 的三 元共 聚 物 S DA, 对 不 同 条 件 下 产 品 并 的防垢 效 果作 了评 价 。
从 对 比 实 验 可 以 看 出 . 闪 蒸 气 化 的 样 品 气 化 未 不 充 分 、 度 低 且 有 吸 附 现 象 , 此 结 果 偏 低 , 复 温 因 重
新型油田用硫酸盐垢防垢剂SYB的研制及其性能评价
子天平 ; H S 一 i H . 1 N 型不锈钢电热恒温水浴槽 。
1 3 防垢剂 . 的合成
采 用顺 丁烯 二 酸 酐 、 乙酸 乙烯 酯 和丙 烯 酸 甲
在装有冷凝 回流装置 的三颈瓶 中加人称量好 的马来酸酐和蒸馏水 , 在不断搅拌下逐步升温 , 让 马来 酸酐 水解 为顺 丁烯 二 酸 。在 5 5℃左 右用 恒 压加 料器 开始滴加 乙酸 乙烯酯 , 滴毕用 2 % 的 0
药 品 : 丁烯 二 酸 酐 、 烯 酸 甲酯 、 顺 丙 乙酸 乙烯 酯 、 硫酸 铵 、 化 钠 、 化钡 、 化锶 、5 盐酸 、 过 氯 氯 氯 3%
氢氧 化钠 、 无水 乙醇 、 水硫 酸 钠 , 为分 析纯 。 无 均 成
和经济效益¨ 。由此看来 , 】 防止油 田结垢对 油气
价 了 S B对硫酸钡 、 Y 硫酸锶垢 的防垢性能 。实验表 明 , , MA) , V c : ( c 为 1 12 0 4, 当 l ( : ( A ), MA ) l l :.: . 引发剂过硫酸铵含量为 1% ,0 下反应 7h合成 的共 聚物 S B防垢 剂加量 为 2 m / 3 7 Y 0 g L时 , 防垢 率可 以达到 9 % 以上 。 6 关键词 硫酸盐垢 防垢剂 三元 共聚物 防垢率
水 溶液 , 为防垢 剂 S B 即 Y。
1 4 产 品性 能评 价 .
量对 S B防垢率 的影响, Y 结果如图 1 所示。
从 表 1可 以看 出 , 丙烯 酸 甲酯而 言 , 和其 对 它
有 的井套损坏 , 结垢 严重 , 的井因结垢堵死 , 有 抽
油 杆拉 断 , 油井被 迫关 井பைடு நூலகம், 而影 响 油 田开发 效果 从
硫酸盐垢聚合物阻垢剂研究进展
中图分类 号 :G 7 .2 T 14 4
文献标识码 : A
文章编号 :0 7— 1 X(0 2 0 0 0 0 10 0 5 2 1 )2— 0 8— 4
在油 气 生产 过 程 中 , 当含 B ,r ,a 的 a s¨ c 水体 与含 S O 一水 体 相 混 合 时 , 同一 水 体 中 既 或
盐垢 现象 , 因结硫 酸盐 垢 影 响 油 田的安 全 生产 且
和经 济效 益 。 目前 , 酸 盐 垢 阻垢 剂 以丙烯 酸 聚 硫 合物 阻垢剂 居 多 , 用 较 为普 遍 。其 阻 垢 效 果优 应 良 , 克 服 含 磷/ 阻垢 剂 使 用 时 造 成 的 环 境 问 能 膦 题, 与近几 年发展 起来 的绿 色环保 阻垢 剂相 比, 其
含有 B n ,r , a , 含 有 S a s¨ c ¨ 又 O 一时 即可 快 速
问题 。
1 1 国外发 展现 状 .
国外从 2 纪 6 0世 0年代 开始研 究丙 烯酸 硫 酸 盐垢 聚合 物阻垢 剂 , 今为 止 , 迄 已研制 出许 多可 运 用于 实际 生产且 性能 优 良的硫 酸盐垢 聚合 物阻垢 剂 。美 国是 技术 水 平 居 领 先地 位 的 国家 , 国 一 美 些著 名 水 处 理 药 剂 生 产 公 司 如 Bt Lbrt i e aoa r s z oe
于世界 领先 水平 。具 体产 品如下 :
国外从 2 纪 6 0世 0年代优 先开 发 了丙烯 酸硫 酸盐垢 聚合 物 阻垢 剂 , 内从 2 国 0世 纪 8 0年代 中 期开始 研究 。含丙 烯 酸硫酸 盐垢共 聚 物阻垢 剂可 共聚单 体 主要包 括 : 马来 酸 、 马来 酸酐 、 丙烯 酰胺 、 丙烯 酸 甲酯 、 烯 酸 乙酯 、 烯 酸 丁酯 、 烯 酸羟 丙 丙 丙
硫酸钙垢除垢剂的合成及性能评价
1实验部分 1.1试剂及仪器
2一丙烯酰胺基一2一甲基丙磺酸( AMPS) 、 马来酸酐( MA) 、乙酸乙烯酯( VAc ) 、丙烯酰胺 ( AM) 、过硫酸铵、亚硫酸氢钠、乙二胺四乙酸、钙 指示剂、氢氧化钠、柠檬酸、酒石酸、氨络合剂,均 为分析纯,成都科龙试剂厂。
f bo
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∞
≮ 删 蜷 畿
由图3可看出, 引发剂质量分数为O.5%,合 成的除垢剂除垢性能最佳。 2.1.3反应物总含量对除垢剂除垢性能的影响
固定单体配比m( AMPs ) :m( MA) : m( VAc) :m( AM) =6:2:0.5:1.5、引发剂用量 0.5%、反应体系pH=l 、反应温度60℃、反应时 间4 h,实验中改变反应物总含量,考察其对产物 除垢性能的影响,结果见图4。当反应物总含量 为22.2%时,合成的除垢剂除垢性能最佳。
一定量的AMPs,MA,VAc 和AM,在回流冷凝条
件下加热搅拌,待原料完全溶解后,加热至一定温
度后滴加引发剂,控制滴加速度。滴加完毕,反应
一段时间后,冷却得到产物。反应式见图l 。
1 .3性能 评价
用天平称取适量Cas O。垢样( 分析纯) 2 g
( 精确到0.000 1 g) ,放人小烧杯中,再加入l g
( 精确到0.000 1 g) 的除垢剂和50 mL蒸馏水,封
上保鲜膜在70℃下恒温24 h,取出冷却至室温,
然后取1 mL的恒温溶液用EDTA溶液测定Ca2+
新型硫酸盐垢防垢剂的制备与性能评价
维普资讯
20 06年 3 月
宋 燕 高 等 . 型 硫 酸 盐 垢 防 垢 剂 的 制 备 与 性 能 评 价 新
l l
1 3 共聚物 防垢 剂的 合成 .
垢剂 的 阻垢 机 理 以分 散 作用 为 主 , 有 晶体 畸 变 亦
1 2 实验 药 品和 仪器 .
产量 下 降 , 注水 压力 上 升 , 能 正常 连续 操 作 , 不 使
井下及 地面设 备停 产 、 早报废 。由此 可见 , 过 控制
结垢对 油气 田生产 意义 重大 ¨ 。 ]
笔 者根据 油 田 中常用 硫酸 盐 防垢剂 的分 子结
构, 设计 了一 种 二 元共 聚物 防 垢 剂 [ 。 以马 来 酸 2 ]
开发 以后 , 普遍 采 用 注水 采油 、 排水 找 气 、 水采 排
共 聚而难 以均聚 , 因此 , 首先对 二元 共 聚的可 行性 进行 分析 , 对单 体 的竞 聚率 进行 估算 , 确定 聚合 实施 方法 , 以确保 共 聚成 功 。其结 果列 于表 1中。
表 1 单体 竞聚 率与单 体反 应活 性 、 极性 的关 系
静 态沉 淀重 量法 评价 了防垢剂 对硫 酸钡垢 和硫 酸
钙 垢 的 防垢 性能 。
1 实验部 分 11 实验 的可 行性分 析 .
实验 仪器 : 聚合反 应装 置 ;B 0 J 5 一D型增 力 电
动搅 拌 机 ; 不 锈 钢 电 热恒 温水 浴 锅 ;S0 A型 全 C 22
电热保 温 干燥箱 ;A10 F 0 4上皿 电子天平 等 。
收 稿 日期 :0 6O 一3 2 0 一l 1 。
实验 中采用 马来 酸酐 和 乙酸 乙烯 酯进 行二 元 自由基 共 聚合 , 由于共 聚体 系 中不 同单 体 各 自的
油气田开发中硫酸盐垢的形成及防垢剂和除垢剂研究与应用进展_周厚安
石油与天然气化工 1999
油气田开发中硫酸盐垢的形成及防垢剂 和除垢剂研究与应用进展
周厚安
(四川石油管理局天然气研究院油化所)
摘 要 结垢对于油气田开采 、注水及排水工艺的实施危害极大 。 本文简要阐述油气田开发中硫 酸盐垢的形成原因及防垢除垢技术 , 着重介绍硫酸盐垢防垢剂和除垢剂研究与应用进展 。 主题词 硫酸盐垢 垢物形成 防垢剂 除垢剂 油田化学
油气田进入中后期开发后 , 普遍采用注水采油 、排 水采气 、排水找气等新工艺 ;同时为消除环境污染 , 对 气田水又主要采取回注处理 。 在上述生产过程中 , 由 于压力 、温度等条件的变化以及水的热力学不稳定性 和化学不相容性 , 往往造成注水地层 、油套管 、井下 、地 面设备及集输管线出现结垢 。 结垢会造成油气产量下 降 , 注水压力上升 , 井下及地面设备甚至 使油气井停 产 、报废 。 据报道[ 1] , 美国 每年油气井及 地面设备因 结垢而造成的经济损失就达 10 亿美元 。 碳酸盐垢是 油气田生产中最为常见的垢物 , 但易被酸化去除 , 危害 相对较小 , 而硫酸盐垢一般方法很难清除 , 因此危害很 大 。 本文结合近年来国内外有关资料着重就硫酸盐垢 的形成原因 、防垢除垢技术及硫酸盐垢防垢剂和除垢 剂的研究与应用进展作一简要介绍 。
钙 垢
聚丙烯酸(PAA)、聚 马来 酸(HPM A)、马
来酸(酐)/ 苯 乙 烯 磺 酸 共 聚 物 、马 来 酸 聚 (酐)/ 乙 酸 乙烯 酯 共 聚物 、丙 烯 酸/ 丙 烯 合 酰胺/ 2 -丙烯 酰胺 基 -2 -甲基 丙 磺酸 钙 、钡 、锶的
物 (AM PS)三元共 聚 物 、马 来 酸(酐)/ 乙酸 硫酸盐垢 类 乙 烯 酯/ 丙 烯 酸 三 元 共 聚 物 、 马 来 酸
两种硫酸盐清洗剂的研制
想; 2 ) 过程r l 】 用到强酸 、 强碱 , 无 沦足 埘设 备还 足 施 1 人员, 俘 在很大 儿率 的施 工安 全 隐患 : 3 ) 需要施 r
清 洗 世 界
Cl e an i ng W o r l d
第3 3卷第 6期
2 0 1 7年 6月
文章编号 : 1 6 7 1 — 8 9 0 9 ( 2 0 1 7 ) 0 6 — 0 0 2 7 — 0 3
两 种 硫 酸 盐清 洗 剂 的研 制
单 素灵 , 何政伟 , 刘立军 , 王双 田
S H A N S u l i n g, H E Z h e n g w e i , L I U L i j u n , W A NG S h u a n g t i a n
( B e i j i n g B l u s t a r C l e a n i n g C o . , L t d . , B e i j i n g 1 0 1 3 1 8 , C h i n a )
Ab s t r a c t : I n o r d e r t o c h a n g e t h e t r a d i t i o na l b a c k wa r d l a bo r i o u s a n d u n s a f e c l e a ni ng p r o c e s s o f s o d a b o i l i n g, a c i d pi c k l i n g a n d S O o n, a n d t o o v e r c o me a l l k i n d s o f c o mp l i c a t e d s u l f a t e s c a l e, u s e d p o p u l a r i n t h e ma r k e t n e u t r a l s u l f a t e d e t e r g e n t wi t h t h e p r o b l e m o f i nc o mp l e t e d e s c a l i n g, f o r mu l a i s d e v e l o p e d i n t hi s p a pe r ,a c c o r d i n g" t o t h e h a r d— s o t— f a c i d — b a s e,d e v e l o p e d t wo k i n d s o f c o mp l e x s u l f a t e s c a l e
基于响应面法的碱硫酸盐激发固废型固化剂组成优化设计
d o i :10.3963/j.i s s n .1674-6066.2024.02.003基于响应面法的碱硫酸盐激发固废型固化剂组成优化设计李 悦1,刘学磊1,林 辉1,穆金磊1,李亚强2(1.北京工业大学城市建设学部,北京100024;2.北京林业大学水土保持学院,北京100091)摘 要: 论文采用响应面法对碱-硫酸盐激发固废型固化剂体系进行优化,以赤泥㊁矿渣㊁生石灰和脱硫石膏为变量因素,以流态固化土的7d ㊁28d 无侧限抗压强度和流动扩展度为评价指标,建立预测模型㊂结果表明:当赤泥掺量为26.6%㊁矿渣掺量为53.2%㊁石灰掺量为11.7%㊁脱硫石膏掺量为8.5%时,流态固化土的工作性能和力学性能均达到最优,响应值的实测值和预测值误差范围控制在5%内,表明该响应面法预测模型预测精度高㊂关键词: 固化剂; 赤泥; 响应面法; 多目标优化O p t i m i z a t i o nD e s i g no fA l k a l i -s u l f a t eA c t i v a t e dS o l i d W a s t eC u r i n gA g e n t S y s t e mB a s e do nR e s po n s e S u r f a c eM e t h o d L IY u e 1,L I UX u e -l e i 1,L I N H u i 1,MUJ i n -l e i 1,L IY a -q i a n g2(1.U r b a nC o n s t r u c t i o nD e p a r t m e n t ,B e i j i n g U n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ,B e i j i n g 100024,C h i n a ;2.C o l l e g e o f S o i l a n d W a t e rC o n s e r v a t i o n ,B e i j i n g F o r e s t r y U n i v e r s i t y ,B e i j i n g 100091,C h i n a )A b s t r a c t : I n t h i s t h e s i s ,t h e r e s p o n s e s u r f a c em e t h o dw a s u s e d t o o p t i m i z e t h e a l k a l i -s u l f a t e a c t i v a t e d s o l i dw a s t e c u -r i n g a g e n t s y s t e m.R e dm u d ,s l a g ,q u i c k l i m e a n dd e s u l f u r i z e d g y ps u m w e r eu s e d a s v a r i a b l e f a c t o r s ,a n d t h e u n c o n f i n e d c o m p r e s s i v e s t r e n g t ha n d f l o we x p a n s i o no f 7da n d28do f t h e s o l i d i f i e d s o i lw e r e u s e d a s e v a l u a t i o n i n d i c a t o r s t o e s -t a b l i s ha p r e d i c t i o nm o d e l .T h e r e s u l t s s h o wt h a tw h e n t h e r e dm u dc o n t e n t i s 26.6%,t h e s l a g co n t e n t i s 53.2%,t h e l i m e c o n t e n t i s 11.7%,a n d t h e d e s u l f u r i z a t i o n g y p s u mc o n t e n t i s 8.5%,t h ew o r k i n g p e r f o r m a n c e a n dm e c h a n i c a l p r o p -e r t i e s o f t h e f l u i d s o l i d i f i e d s o i l a r eo p t i m a l .T h ee r r o r r a n g eo f t h em e a s u r e dv a l u ea n dt h e p r e d i c t e dv a l u eo f t h e r e -s p o n s e v a l u e i s c o n t r o l l e dw i t h i n5%,i n d i c a t i n g t h a t t h e r e s p o n s e s u r f a c em e t h o d p r e d i c t i o nm o d e l h a sh i g h p r e d i c t i o n a c c u r a c y.K e y w o r d s : c u r i n g a g e n t ; r e dm u d ; r e s p o n s e s u r f a c em e t h o d ; m u l t i -o b j e c t i v e o p t i m i z a t i o n 收稿日期:2024-03-13.作者简介:李 悦(1972-),教授.E -m a i l :l i y u e @b j u t .e d u .c n 通讯作者:刘学磊(1998-),硕士生.E -m a i l :132********@q q.c o m 流态固化土是一种新型绿色工程材料,根据不同的工程需求和土壤类型,加入特定的土壤固化剂以及必要的外加剂,与水拌合而成㊂在过去,常选择水泥作为固化剂制备流态固化土,但其价格相对较高,从而限制其大规模应用[1]㊂因此,研究人员在寻找替代固化剂或者降低水泥使用量的同时,也在探索利用其他工业固废资源来替代水泥,以降低成本并实现资源的再利用㊂赤泥和矿渣是常见的工业固废[2],赤泥富含硅铝酸盐,具有一定的粘结性和胶凝性,矿渣主要以硅酸盐为主,胶凝性和水硬性等方面的性能表现良好㊂利用赤泥和矿渣,再加生石灰和脱硫石膏进行激发制作固化剂不仅可以减少成本,还可通过火山灰反应及填充效应改善流态固化土的工作性能以及力学性能[3]㊂响应面方法(R e s p o n s eS u r f a c eM t h o d o l o g y,R S M )广泛应用于各个领域,通过R S M 可以建立影响因素和响应值之间的函数模型㊂这种建模方法可以帮助理解影响因素对响应的影响程度以及它们之间的相互作用㊂R S M 不仅能够研究单个因素对响应的影响,还可以探究多种因素之间的交互作用[4]㊂高子琛[5]通过响应面法确定了水泥㊁矿渣粉和水玻璃固化淤泥质渣土的最佳配合比,通过系统实验设计和数据分析,为进一1建材世界 2024年 第45卷 第2期步优化实验条件奠定了基础㊂林泓民[6]基于响应面法,以水灰比为2ʒ1的混合样为例,分别建立了含泥量与流动度㊁无侧限抗压强度的关系模型,研究了含泥量对砂质土流态固化处理效果的影响㊂论文基于R S M的中心组合试验设计(C e n t r a l C o m p o s i t eD e s i g n,C C D)方法,通过对赤泥㊁矿渣㊁石灰和脱硫石膏等物质之间的相互作用进行研究,探讨它们在固废型固化剂体系中的交互效应,对各种可能的配比方案进行比较和优化探究㊂1实验1.1原材料试验选用拜耳法赤泥呈桔红色粉末,D50为23.9μm㊂矿渣选用S95级粒化高炉矿渣,密度为2.947g/c m3,比表面积为449m2/g㊂生石灰颜色呈白色,粉末状,属Ⅱ级生石灰㊂石膏选用脱硫石膏,密度为2.3g/c m3㊂流态固化土的土体取自安徽的待固化淤泥质路基材料,表面呈暗红色,其含水率为21.13%,液限和塑限分别为45.39%和15.89%㊂原材料的不同化学组成见表1㊂表1原材料的主要化学成分w/%原材料C a O S i O2A l2O3F e2O3T i O2M g O K2O S O3M n O L o s s 待固化淤泥质路基材料67.5916.599.313.750.790.780.630.180.100.28拜耳法赤泥0.8715.6023.6044.705.370.090.180.690.098.81矿渣37.5132.659.47-1.066.68-1.44-0.48脱硫石膏48.190.290.120.07-0.08-50.97-0.28生石灰92.41.08---1.35---5.17 1.2R S M-C C D实验方案设计试验借助D e s i g n-E x p e r t软件中的响应面C e n-t r a l C o m p o s i t eD e s i g n(C C D)进行优化试验设计㊂以赤泥㊁矿渣㊁生石灰和脱硫石膏为因素,编号分别为X1㊁X2㊁X3和X4,响应值为流态固化土的7d㊁28d的无侧限抗压强度和流动扩展度,分别为Y1㊁Y2和Y3,以此设计试验和建立响应面模型,寻找碱-硫酸盐激发固废型固化剂体系的最优配比方案㊂试验水平及因素的取值见表2,其中固化剂和待固化淤泥质路基材料的质量比保持1ʒ9不变,水固比为0.43㊂表2试验因素各水平w/%赤泥(X1)矿渣(X2)生石灰(X3)脱硫石膏(X4) 12306530701510 35010.57.5 39901.52.5 211019.512.5对数据进行标准多项式回归拟合,得到二次多项式,即为描述各龄期抗压强度㊁流动扩展度与各固化剂原材料的模型,其表达式为Y=a0+ða i X i+ða i i X2i i+ða i j X i X j式中,Y为响应值;a为回归系数;X为影响因素㊂2结果与分析试验研究利用D e s i g n-E x p e r t软件确定试验方案,总共进行30组试验㊂其中25组为析因试验,另外5组为中心点重复试验,用以估计试验误差㊂具体的试验结果见表3㊂11建材世界2024年第45卷第2期表3响应面设计的试验方案与结果编号设计因素赤泥(X1)/%矿渣(X2)/%石灰(X3)/%石膏(X4)/%响应值7d强度(Y1)/M P a28d强度(Y2)/M P a流动扩展度(Y3)/mm11230650.480.8420023030650.480.8219531270650.460.8119043070650.470.81190512301550.530.79195630301550.520.8185712701550.540.84195830701550.540.85190912306100.510.851951030306100.460.831901112706100.480.811851230706100.450.81185131********.560.8319514303015100.540.84185151********.550.8619516307015100.540.881901735010.57.50.480.8319018395010.57.50.420.8418519211010.57.50.560.8219520219010.57.50.540.841902121501.57.50.450.8119022215019.57.50.560.8518523215010.52.50.490.8220024215010.512.50.520.8619025215010.57.50.720.9521526215010.57.50.70.9421527215010.57.50.70.9421528215010.57.50.690.9321529215010.57.50.710.9321530215010.57.50.720.932152.1模型显著性检验对表3中的试验结果进行回归拟合分析,建立赤泥(X1)㊁矿渣(X2)㊁石灰(X3)㊁石膏(X4)与7d㊁28d的抗压强度和流动扩展度(Y1,Y2,Y3)关系的二元回归模型㊂在表4中,包含了对响应值进行方差分析以及建立的多项式模型方程㊂P值用于衡量模型的显著性,当Pɤ0.05时,通常认为模型具有显著性,表示响应值与回归方程关系显著;反之,P>0.05时,说明模型不可靠,表示响应值与回归方程关系不显著㊂表4显示Y1㊁Y2和Y3的P值均小于0.0001,表明模型具有高度显著性,适用于分析预测;三者的相关系数分别为21建材世界2024年第45卷第2期0.9851㊁0.9824和0.9839,均接近与1,表示实测值与真实值之间存在着较强的线性关系,说明模型拟合效果较好;且变异系数(C V )均小于10%,表明试验结果精确可靠㊂表4 试验结果的方差分析方差来源7d 强度均方差F 值P 值28d 强度均方差F 值P 值流动扩展度均方差F 值P 值模型0.017138.01<0.00014.59ˑ10-3116.42<0.0001209.38127.66<0.0001X 12.20ˑ10-318.280.00073.75ˑ10-50.950.345104.1757.69<0.0001X 23.38ˑ10-42.80.1155.04ˑ10-412.780.002837.520.770.0004X 30.023194.41<0.00011.50ˑ10-338.13<0.00014.172.310.1495X 47.04ˑ10-45.840.02892.20ˑ10-355.88<0.000166.6736.92<0.0001X 1X 21.56ˑ10-41.30.27281.56ˑ10-43.960.06512513.850.002X 1X 35.63ˑ10-50.470.5055.06ˑ10-412.830.00272513.850.002X 1X 47.56ˑ10-46.270.02436.25ˑ10-60.160.69621X 2X 35.06ˑ10-44.20.05844.56ˑ10-3115.51<0.000110055.38<0.0001X 2X 41.56ˑ10-41.30.27281.56ˑ10-43.960.0651001X 3X 41.56ˑ10-41.30.27287.56ˑ10-419.170.00052513.850.002X 110.11915.6<0.00010.019475.36<0.00011257.44696.43<0.0001X 220.041336.14<0.00010.021521.9<0.0001836.01463.02<0.0001X 330.068561.71<0.00010.021521.9<0.00011257.44696.43<0.0001X 440.068561.71<0.00010.017430.99<0.0001657.44364.12<0.0001R 2=0.9851,R A d j 2=0.9691,C V =2.01%R 2=0.9824,R A d j 2=0.9697,C V =0.74%R 2=0.9839,R A d j 2=0.9521,C V =0.69%2.2 赤泥和矿渣的交互作用对抗压强度和流动扩展度的影响图1中的响应面及等高线图展示了赤泥和矿渣交互作用对28d 抗压强度的影响㊂根据图1,赤泥和矿渣的掺量增加时,流态固化土的28d 抗压强度先增大后减小㊂同时,赤泥对流态固化土的流动扩展度影响较大,超过了其对抗压强度的影响㊂表4中的数据显示,抗压强度中的A B 交互项具有显著影响(P 值为0.0651),而流动扩展度中的A B 交互项则不显著(P 值为0.002),这与之前的研究结论一致[7]㊂中等掺量的赤泥对混凝土表现出较好的抗压强度提升效果,但其对抗压强度的影响与流动扩展度相比较小㊂此外,当赤泥和矿渣的掺量最大时,并非产生最高的强度值㊂这可能归因于固化剂浆体在水化反应和表面水分蒸发的过程中发生的体积收缩㊂矿渣的存在导致收缩更为明显,这种收缩对浆体与其他固化土结构部分的结合产生不利影响,最终导致强度下降㊂31建材世界 2024年 第45卷 第2期建材世界2024年第45卷第2期2.3响应面最优化分析结果预测与验证基于试验结果和响应面优化模型,综合考虑7d㊁28d的抗压强度和流动扩展度为目标优化值,得到满足愿望目标的配合比,其参数为:赤泥掺量为26.6%㊁矿渣掺量为53.2%,石灰掺量为11.7%,脱硫石膏掺量为8.5%㊂为验证模型准确性,按优化后的配合比制作流态固化土试样,测定试样各龄期抗压强度㊂在此配合比参数下,碱-硫酸盐激发固废固化剂制备的流态固化土预测值与实测值结果如表5所示㊂表5碱-硫酸盐激发固废固化剂制备的流态固化土优化结果7d抗压强度28d抗压强度流动扩展度预测值0.69M P a0.93M P a212mm实测值0.68M P a0.91M P a205mm误差/%1.42.22.4从表5中可以看出,碱-硫酸盐激发固废固化剂制备的流态固化土的7d㊁28d和流动扩展度的实测值分别为0.68M P a㊁0.91M P a和205mm,预测值与实测值的误差绝对值分别为1.4%㊁2.2%和2.4%,误差均小于5%㊂这表明了响应面法优化设计的准确性高,具有合理性和可行性㊂3结论赤泥㊁矿渣㊁生石灰和脱硫石膏的掺量在固化剂中对抗压强度和流动扩展度的影响存在差异㊂借助响应面分析确定了最佳的固化剂配比,其中具体掺量为赤泥为26.6%㊁矿渣为53.2%㊁生石灰为11.7%㊁脱硫石膏为8.5%㊂实测值显示,该配比下的7d㊁28d抗压强度分别为0.68M P a㊁0.91M P a,流动扩展度为205mm㊂模型预测值与实测值之间的相对误差分别为1.4%㊁2.2%和2.4%,均在5%以内,表明建立的模型具有精确可靠性㊂参考文献[1]周永祥,王继忠.预拌固化土的原理及工程应用前景[J].新型建筑材料,2019,46(10):117-120.[2]陈吉忠,马幸,梁婉.赤泥资源化利用最新研究进展及展望[J].中国资源综合利用,2023,41(3):105-111.[3]李悦,齐帜飏,林辉,等.硫铝酸盐水泥基预拌流态固化土固化剂性能的研究[J].新型建筑材料,2023,50(3):42-45,55.[4] A s a d z a d e hS,K h o s h b a y a nS.M u l t i-o b j e c t i v eO p t i m i z a t i o no f I n f l u e n t i a l F a c t o r s o nP r o d u c t i o nP r o c e s s o fF o a m e dC o n-c r e t eU s i n g B o x-B e h n k e nA p p r o a c h[J].C o n s t r u c t i o na n dB u i ld i n g M a te r i a l s,2018,170:101-110.[5]高子琛.预拌流态固化土的路用性能研究[D].西安:长安大学,2023.[6]林泓民,白兰兰,彭劼,等.含泥量对砂质土流态固化处理效果的影响研究[J].河北工程大学学报(自然科学版),2022,39(3):30-35.[7]J i a n g Z,H eB,Z h uX,e t a l.S t a t e-o f-t h e-a r tR e v i e wo nP r o p e r t i e sE v o l u t i o n a n dD e t e r i o r a t i o nM e c h a n i s mo f C o n c r e t ea tC r y o g e n i cT e m p e r a t u r e[J].C o n s t r u c t i o na n dB u i l d i n g M a t e r i a l s,2020,257:119456.41。
一种有机硫杀菌剂的合成及性能评价
一种有机硫杀菌剂的合成及性能评价张磊;张迪彦【摘要】以对二氯苄、十二烷基二甲基叔胺、硫氰酸钠为原料,在100℃时恒温反应4h,制备了一种含硫杀菌灭藻剂TBDA,对其杀菌性能及灭藻性能进行评价.结果表明,对于油田回注水系统,当TBDA的投加量为50 mg/L时,对TGB、SRB的杀菌率达100%;对于工业循环冷却水系统,当TBDA的投加量为100 mg/L时,灭藻率为99.99%.TBDA的杀菌及灭藻效果明显优于1227及双季铵盐等常规杀菌剂.【期刊名称】《工业用水与废水》【年(卷),期】2014(045)003【总页数】4页(P44-46,51)【关键词】含硫杀菌剂;灭藻剂;油田回注水;循环冷却水【作者】张磊;张迪彦【作者单位】中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131【正文语种】中文【中图分类】X703.5微生物的大量繁殖会给循环冷却水系统带来许多危害[1],例如黏泥不仅会使换热器的效率下降,还会使设备堵塞,直接影响生产效率。
由于黏泥易产生点蚀,严重时可导致设备穿孔、企业停产检修。
油田系统中微生物的生长、代谢和繁殖可造成钻采设备和注水管线及其它金属材料的腐蚀和损坏、管道和注水井的堵塞;使油层孔隙渗透率下降,妨碍注水采油;甚至可以降解其它油田化学品,降低药剂的使用效率。
目前解决此类问题的方法是投加杀菌剂。
杀菌剂种类繁多,其中有机硫类杀菌剂具有高效、低毒、杀菌广谱、低泡、不易产生抗药性等共同的优点。
但它们也有着各自的缺陷,如代森类杀菌剂和福美类杀菌剂,由于这两类杀菌剂本身存在水溶性和复配能力差、杀菌能力弱等缺点,目前相关的应用和研究都比较少;二硫氰基甲烷水溶性差(室温时溶解度为2.3 mg/L)、适用范围小,当注水中硫化物的浓度过高时,会因硫化物作用而使其杀菌能力降低乃至失效。
异噻唑啉酮对硫酸盐还原菌(SRB)杀菌率较低[2-3]。
总体来讲目前常用的有机硫类杀菌剂稳定性差、对环境污染大、价格相对较高。
油田新型碳酸盐和硫酸盐阻垢剂的合成与评价
油田新型碳酸盐和硫酸盐阻垢剂的合成与评价
高海亮;刘德华
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2024(53)2
【摘要】非聚合物类阻垢剂的生物降解性限制了其在近海等地区的应用。
以单腈和双腈为原料,合成并研究了一种含有1个或2个氨基双膦酸酯的化合物
C(NH_(2))(PO_(3)H_(2))_(2),其具有生物降解性,可作为碳酸钙和硫酸钡的阻垢剂,同时能较好地与Ca^(2+)离子兼容,合成的硫酸盐阻垢剂的阻垢性能较差,碳酸盐阻垢剂的阻垢性能较好。
为了提高阻垢剂的性能,将胺基团转化为氨基二亚甲基膦酸酯基—N(CH_(2)PO_(3)H_(2))_(2),得到了一种含4~8个膦酸基的新型非聚合物阻垢剂。
其中BP-9是最有效的阻垢剂,碳酸盐垢的FIC为5μg·g^(-1),硫酸盐垢的FIC为20μg·g^(-1),新的双膦酸盐化合物具有较好的生物降解活性。
【总页数】5页(P358-361)
【作者】高海亮;刘德华
【作者单位】长江大学石油工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ085
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复配防垢剂对碳酸垢防垢效果的研究
复配防垢剂对碳酸垢防垢效果的研究
张晓阳;赵晓非
【期刊名称】《化学工程师》
【年(卷),期】2015(29)8
【摘要】常用防垢剂主要有磷酸盐型、聚合物两大类,单一的防垢剂防垢效果有一定的局限性,且防垢有效期短.本文对单一元防垢剂防垢效果筛选对比,以及二元复配体系的防垢效果对比,优化.实验结果得一最优复合型防垢剂ATMP:AMPS=3:1.在6mg· L-1加量下30min防垢效果在95%以上,长期防垢效果(6h)也能维持在90%左右.添加复合防垢剂后对N80钢挂片的腐蚀性加剧,加入5mg· L-1的甲基苯丙三氮唑后,可明显改善体系的腐蚀性,对N80钢挂片的腐蚀率与空白组(未加防垢剂)基本一致.
【总页数】3页(P50-52)
【作者】张晓阳;赵晓非
【作者单位】东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省重点实验室,黑龙江大庆163318;东北石油大学化学化工学院石油与天然气化工省重点实验室,黑龙江大庆163318
【正文语种】中文
【中图分类】O69
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硫酸盐垢清垢剂CNQG 的复配及性能评价赵磊,李克华,杜雯(长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023)[摘要]结垢对于油气田开采、注水及排水工艺的实施危害极大。
通过正交试验得到硫酸盐垢用清垢剂CNQG 的最佳复配比为:乙二胺四乙酸(EDTA )、C 酸、N 酸质量比为1ʒ0.5ʒ1;清垢最优条件为:清垢温度50ħ,清垢时间4h ,清垢剂浓度50mg /L 。
还考察了温度、清垢剂浓度对CNQG 清垢效果的影响,并与现场用清垢剂进行了清垢效果对比。
结果表明,清垢温度为50ħ、清垢剂浓度为40mg /L 时效果最好;CNQG 清垢剂整体性能稍优于现场使用的其他3种工业品清垢剂。
[关键词]硫酸盐垢清垢剂油田化学品收稿日期:2014-04-15。
作者简介:赵磊,在读硕士研究生,研究方向为油田化学。
油气田进入中后期开发,普遍会采用注水采油、排水采气、排水找气等新工艺;但同时为消除对环境的污染,对油气田水需采取回注处理。
油田注入水通常有3种:一是清水,即有油区的浅层地下水;二是污水,即与原油同时采出的地层水,经处理后可回注到油层;三是清污混注,当然这两种水先在地面混合,使水中一部分成垢离子先沉淀再回注到地下[1]。
在油田开发中,注水地层、油井与地面集输系统结垢在其机理及分布规律上不尽相同,但总的来说是由于水的热力学条件变化及不相容水的混合造成的。
在地面因伴热掺水温度较高,地面集输系统会出现结垢;随着注水井井深的延伸,温度逐渐升高,在注入端,水井发生结垢;在地下,因地下温度较高,注入水与地下水相混,就发生地层结垢;在采出过程中,由于化学作用及流体热力学、动力学等条件的改变,水中的溶解盐以沉淀的形式析出,采出系统就会结垢[2-3]。
结垢会造成油气产量下降,注水压力上升,井下及地面设备损坏,甚至使油气井停产或报废。
在各类垢中,硫酸盐垢最难处理,特别是BaSO 4垢。
BaSO 4垢与石膏类垢的最大区别在于,前者的溶解度随温度升高而急剧增加。
一般说来,在地面条件下不析出BaSO 4的水,注入地层后也不会产生BaSO 4垢;但在地层饱和了BaSO 4的水一进入井筒,在上升过程中随着温度降低便会迅速结垢[4]。
1实验部分1.1主要仪器及原料恒温水浴锅,集热式恒温加热磁力搅拌器,电子天平,循环水式真空泵,烘箱,容量瓶若干,烧杯若干,比色管若干。
硫酸钡,EDTA ,C 酸,N 酸,渗透剂JFC ,渗透剂KT ,现场清垢剂AD50-10、CQ02-01、长庆3#。
C 酸,是一种二齿配位体,工业上常用作沉淀剂、还原剂和掩蔽剂;它还是一种性能优良的络合剂,化学分析工程中常将C 酸用以检验和测定钙、铬、锶等金属离子,能与许多金属离子形成溶于水的络合物,即配位化合物。
N 酸是一种重要的的有机酸,广泛应用于化学工业、食品业和化妆业,在化学工业中常用作络合剂和掩蔽剂。
1.2清垢率的测定本研究的清垢对象为硫酸盐,探索过程中主要以硫酸盐类为主,所以固定实验用垢样为纯硫酸钡固体,用量均为0.25g 。
参照中国石油天然气集团公司企业标准Q /SY 148—2007《油田集输系统化学清垢剂技术要求》推荐的做法,加入一定质量浓度的混合新型清垢剂,用质量法测定清垢剂对油田现场垢样的清垢率,测试时间为4h ,测试温度为50ħ。
清垢率(k )的计算公式:k =(m 1-m 2)/m 1ˑ100%式中,m 1为溶垢前垢的质量,g ;m 2为溶垢后剩余垢质量,g 。
2结果与讨论2.1正交试验结果及分析以硫酸钡的溶解率为评价指标,选择C 酸与23精细石油化工进展ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS第15卷第5期DOI:10.13534/ki.32-1601/te.2014.05.013EDTA质量比(A)、N酸与EDTA质量比(B)、清垢剂浓度(C)、清垢温度(D)和清垢时间(E)为主要因素,设计5因素4水平的正交试验。
正交试验因素及水平见表1,正交试验结果见表2。
表1正交试验方案因素水平1234A[m(C酸)ʒm(EDTA)]0ʒ10.5ʒ10.8ʒ11ʒ1 B[mʒ(N酸)ʒm(EDTA)]0ʒ10.5ʒ10.8ʒ11ʒ1 C[清垢剂浓度/(mg·L-1)]20304050 D(清垢温度/ħ)30405060 E(清垢时间/h)481224表2正交试验结果与分析序号A B C/(mg·L-1)D/ħE/h清垢率/% 10ʒ10ʒ12030442.2920ʒ10.5ʒ13040835.2930ʒ10.8ʒ140501239.7240ʒ11.0ʒ150602431.6950.5ʒ10ʒ130502438.0660.5ʒ10.5ʒ120601244.8570.5ʒ10.8ʒ15030845.8680.5ʒ11.0ʒ14040454.8790.8ʒ10ʒ14060835.75 100.8ʒ10.5ʒ15050455.47 110.8ʒ10.8ʒ120402421.20 120.8ʒ11.0ʒ130301241.71 131.0ʒ10ʒ150401247.25 141.0ʒ10.5ʒ140302431.20 151.0ʒ10.8ʒ13060455.54 161.0ʒ11.0ʒ12050841.40 K1148.99164.05149.74161.06208.17K2184.34166.81171.30158.61158.30K3154.13162.32161.54175.35173.53K4175.39169.67180.27167.83122.85极差(R)35.357.3530.5316.7485.32从表2可以看出,各因素对清垢率的影响程度为:E>A>C>D>B,即从大到小依次为:清垢时间、C酸与EDTA质量比、清垢剂浓度、清垢温度、N酸与EDTA质量比。
按照最优条件复配出的产物,命名为CNQG清垢剂,测得其在50ħ、50 mg/L时的清垢率为63.57%,清垢效果好于正交试验中的最优效果。
因此,由C酸与EDTA质量比为0.5ʒ1、N酸与EDTA质量比为1ʒ1复配得到的CNQG清垢剂,在浓度为50mg/L时,50ħ下清垢4h,清垢效果最好。
2.2CNQG清垢剂的性能评价2.2.1温度对CNQG清垢剂清垢效果的影响在不同温度下,将复配产物CNQG清垢剂与一定量的硫酸盐垢进行清垢反应,清垢剂浓度50 mg/L,清垢时间4h,测定其清垢率,结果见图1。
图1清垢率随清垢温度变化的关系曲线由图1可以看出,CNQG清垢剂的清垢性能随着清垢温度的升高先增强后降低,呈不规则的正态分布。
为了降低使用成本,同时考虑到现场清垢条件,清垢温度以50ħ为宜。
2.2.2清垢剂浓度对CNQG清垢效果的影响用不同浓度的CNQG清垢剂与一定量的硫酸盐垢进行清垢反应,清垢温度50ħ,清垢时间4h,测定其清垢率,结果见图2。
图2清垢率随清垢剂浓度变化的关系曲线由图2可以看出,CNQG清垢剂的清垢性能随着其浓度的增加而增强。
为降低使用成本,同时考虑到浓度为40mg/L的清垢剂已能满足清垢的要求,因此CNQG清垢剂浓度以40mg/L为宜。
2.3与工业品清垢剂的性能对比将CNQG清垢剂与工业品清垢剂进行了性能对比。
由于清垢剂的现场使用浓度通常为50 mg/L,CNQG的清垢最佳浓度也是50mg/L,因此测定了清垢剂浓度为50mg/L的工业品清垢剂和制备的CNQG清垢剂在清垢温度为40,50,60ħ时对现场垢样的清垢效果,实验结果见表3。
制备的CNQG清垢剂整体性能稍优于现场使用的3种工业品清垢剂,尤其是对固52-62垢样和庄157-45垢样清垢效果较好。
332014年9月赵磊等.硫酸盐垢清垢剂CNQG的复配及性能评价表3CNQG 与现场工业品清垢剂效果对比清垢温度/ħ清垢剂清垢率/%庄二增垢样庄一增垢样庄一联垢样庄157-45垢样固52-62垢样固52-65垢样长庆1#ʒAD50-1018.9321.6522.3624.7731.4422.0940长庆2#ʒCQ02-0121.7322.2223.0526.2328.2421.99长庆3#21.5320.6126.0324.0424.2724.45CNQG27.7827.2824.6128.1843.0820.31长庆1#ʒAD50-1022.0428.6728.7525.6228.0531.5550长庆2#ʒCQ02-0118.5827.6222.2123.2628.8621.27长庆3#19.3228.7335.1828.4926.3125.84CNQG27.3928.7321.7833.7752.3427.64长庆1#ʒAD50-1026.2721.1540.5634.5622.1230.4260长庆2#ʒCQ02-0123.2529.3137.3824.0925.2628.65长庆3#23.6424.4745.3325.3522.0126.16CNQG26.8632.7825.6840.5553.5028.753结论1)以乙二胺四乙酸、C 酸、N 酸为原料优选复配出一种新型清垢剂CNQG ,这种具有螯合作用的清垢剂的清垢性能优良。
2)通过正交试验得到CNQG 清垢剂的最佳清垢效果的条件为:乙二胺四乙酸/C 酸/N 酸的质量比为1ʒ0.5ʒ1,清垢温度50ħ,清垢时间4h 。
3)制备的CNQG 清垢剂整体性能稍优于现场使用的3种工业品清垢剂。
参考文献[1]管令.浅析油井结垢机理及清防垢技术[J ].中国化工贸易,2013,11(11):33-34.[2]高清河.油田用绿色高效阻垢分散剂的研究及应用[D ].大庆:大庆石油学院,2006.[3]孙莉.坪桥油田采油管道结垢机理与防治措施[D ].西安:西安建筑科技大学,2008.[4]周厚安.油气田开发中硫酸盐垢的形成及防垢剂和除垢剂研究与应用进展[J ].石油与天然气化工,1999,28(3):213-214.Compounding and Evaluating of Scale Remover CNQG for Sulfate ScaleZhao LeiLi KehuaDu Wen(School of Chemistry and Environmental Engineering ,Yangtze University ,Jingzhou ,Hubei 434023,China )[Abstract ]Scaling is great harm to the technique implementation of oil and gas drilling ,water injection ,and drainage.By the orthogonal test ,the scale remover CNQG for sulfate was compounded as mass ratio of ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA ),C acid ,and N acid 1:0.5:1;the optimum conditions of descaling were as follows :descaling temperature 50ħ,descaling time 4h ,the concentration of scale remover 50mg /L.The influences of the temperature of descaling and the concentration of CNQG on descaling effect were also investigated.And the descaling effects on the field scale samples were compared between CNQG and the scale remover used in situ.The best descaling effect was obtained when the descaling temperature was 50ħand the concetration of scale remover CNQG was 40mg /L.The overall performance of CNQG is a bit better than other three industrial scale removers which used in fields.[Key words ]sulfate scale ;scale remover ;oilfield chemical43精细石油化工进展ADVANCES IN FINE PETROCHEMICALS第15卷第5期。