新型阻垢剂的合成及其阻垢性能的研究

摘要 ................................................................................................................ I ABSTRACT .................................................................................................... III 目录 .............................................................................................................. V 第1章绪论 (1)

1.1引言 (1)

1.2阻垢剂概述 (1)

1.2.1 阻垢剂的定义 (1)

1.2.2 阻垢剂的分类 (2)

1.3阻垢剂的作用机理 (9)

1.4阻垢剂的性能评定方法 (11)

1.4.1 静态法 (11)

1.4.2 鼓泡法 (11)

1.4.3 pH位移法 (12)

1.4.4 电导率法 (12)

1.4.5 动态模拟法 (12)

1.4.6 恒定组分技术 (12)

1.5本论文研究的内容及意义 (13)

第2章合成二乙烯三胺五甲叉膦酸的电喷雾质谱分析及其钠盐的阻垢性

武汉工程大学硕士学位论文

能 (15)

2.1实验部分 (15)

2.1.1 合成路线 (15)

2.1.2 实验试剂 (16)

2.1.3 主要仪器设备 (16)

2.1.4 DETPMP的合成 (16)

2.1.5 DETPMP和DETPMPS对硫酸钙阻垢性能的试验 (17)

2.2结果与讨论 (18)

2.2.1 电喷雾质谱分析 (18)

2.2.2 pH的影响 (20)

2.2.3 DETPMPS的浓度对硫酸钙阻垢性能的影响 (20)

2.2.4 反应时间的影响 (21)

2.3本章小结 (23)

第3章磺酸基团修饰的聚马来酸酐的合成及其阻垢性能的研究 (25)

3.1实验部分 (25)

3.1.1 合成路线 (25)

3.1.2 实验试剂 (25)

3.1.3 主要仪器设备 (26)

3.1.4 MA-SAS的合成 (26)

3.1.5 合成条件的优化 (27)

3.1.6 MA-SAS特性粘度的测定 (27)

3.1.7 MA-SAS对硫酸钙阻垢性能的测试 (28)

3.2结果与讨论 (29)

3.2.1 MA-SAS的浓度对硫酸钙阻垢性能的影响 (29)

3.2.2 反应条件的影响 (30)

3.2.3 聚马来酸酐和磺酸基团修饰的聚马来酸酐的阻垢性能比较 (31)

3.2.4 恒温温度的影响 (31)

3.3MA-SAS的表征 (32)

3.3.1 红外分析 (32)

3.3.2 热重分析 (34)

3.3.3 MA-SAS特性粘度的分析 (34)

3.3.4 SEM电镜扫描分析 (35)

3.3.5 X-射线衍射分析 (36)

3.4本章小结 (37)

第4章乙二胺接枝丙烯酸-丙烯酸甲酯聚合物的合成及其抑制碳酸钙和硫酸钙性能的研究 (39)

4.1实验部分 (39)

4.1.1 合成路线 (39)

4.1.2 实验试剂 (40)

4.1.3 主要仪器设备 (40)

武汉工程大学硕士学位论文

4.1.4 乙二胺接枝丙烯酸-丙烯酸甲酯的合成 (41)

4.1.5 P-AAMA-EDA对碳酸钙阻垢性能的试验 (41)

4.1.6 P-AAMA-EDA对硫酸钙阻垢性能的试验 (42)

4.2结果与讨论 (43)

4.2.1 红外分析 (43)

4.2.2 XPS分析 (43)

4.2.3 P-AAMA-EDA的浓度对碳酸钙阻垢性能的影响 (45)

4.2.4 P-AAMA-EDA的浓度对硫酸钙阻垢性能的影响 (46)

4.2.5 SEM电镜扫描分析 (47)

4.2.6 X-射线衍射分析 (47)

4.2.7 P-AAMA-EDA的阻垢机理 (50)

4.3本章小结 (51)

第5章总结 (53)

参考文献 (55)

攻读硕士期间已发表及待发表的论文 (63)

致谢 (65)

VIII

第1章绪论

1.1 引言

在工业用水以及油田采油过程中，阻垢剂具有重要的应用。近年来，随着工业的快速发展，需要消耗大量的工业用水，其中，冷却水约占60%-70%，节约冷却水对保护水资源起着重要的作用。节约冷却水的主要方法是循环利用冷却水，提高浓缩倍率，而循环使用会使水质变差，设备更容易结垢，从而影响了热传导，更有可能出现爆炸事故[1-2]。据Steinhagen等[3]的报导，90%的换热设备存在着不同程度的结垢问题。阻垢剂的使用是当前控制垢形成的常用方法[4-9]。

近年来，国内很多油田逐渐步入高含水期，使得油田开发的难度加大。管道结垢情况越来越严重，导致内径变小，管道压降增大，致使许多管线报废，造成了巨大的经济损失[10]。由于化学清洗方便简单、费用偏低、停工时间短，目前国内的油田主要采用溶垢技术来进行除垢，包括螯合剂清洗、酸洗和聚醚化合物清洗等[11-12]。但因传统的清洗剂、絮凝剂和阻垢剂具有腐蚀性[13]、难以降解、污染环境、而且不方便使用等缺点，使得研发可用于控制油田管道结垢和抑制金属腐蚀的―绿色阻垢剂‖成为目前油田水处理剂研究的重要方向。

1.2 阻垢剂概述

1.2.1 阻垢剂的定义

阻垢剂是指能够分散水中的难溶性无机盐、阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢功能、维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。