專利名稱：一種油田水復(fù)合型阻垢劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種復(fù)合型緩蝕阻垢劑的制備方法。
背景技術(shù)：
油田開發(fā)到中后期，注水量增加，原油含水量增多，水質(zhì)日益復(fù)雜，原油質(zhì)量變重變差，垢的成分也由單一變?yōu)閺?fù)雜，水中除CaC03、CaSO4, BaSO4, SrSO垢X外，還有Fe (OH)2, Fe203、FeS、MgC03、MgS04、Ca3(PO4)2、SiO2等垢。油田生產(chǎn)時(shí)，只要有水的存在，采油過(guò)程中處于各種環(huán)境和條件下的油田水就會(huì)發(fā)生某些化學(xué)變化和物理變化，導(dǎo)致沉淀物的生成，這些沉淀物沉積或聚集在地層中、管道上及各種設(shè)備的表面上即是結(jié)垢。結(jié)垢會(huì)造成油氣產(chǎn)量下降，造成生產(chǎn)管線或設(shè)備堵塞，注水壓力上升，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成抽油桿拉斷，油井關(guān)閉，甚至報(bào)廢。自20世紀(jì)50年代以來(lái)首次采用無(wú)機(jī)磷酸鹽如六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉作為阻垢劑以來(lái)，阻垢劑得到迅速發(fā)展。水處理劑不斷發(fā)展，多以天然聚合物木質(zhì)素、植酸鈉等作為阻垢分散劑，阻垢效果不夠理想。70年代初聚丙烯酸(PAA)和聚馬來(lái)酸(PMA)的開發(fā)成功，使阻垢劑取得突破性進(jìn)展，并帶動(dòng)了一系列含有多種基團(tuán)的二元、三元甚至四元共聚物的開發(fā)和使用。目前，中國(guó)專利公開了申請(qǐng)?zhí)枮?00410066828. 3 “一種用于工業(yè)冷卻水系統(tǒng)的緩蝕阻垢劑”、申請(qǐng)?zhí)枮?00610137772.5 “一種阻垢劑及其在水處理中的應(yīng)用”、申請(qǐng)?zhí)枮?00710051679.7 “高效馬來(lái)酸酐系聚合物阻垢劑的制備方法”、申請(qǐng)?zhí)枮?00710022984. 3 “一種無(wú)磷環(huán)保型緩蝕阻垢劑及其制備方法”、申請(qǐng)?zhí)枮?2007101339925. 5 “烯丙氧基聚醚類阻垢劑及制備方法” 200810123729. 2 “一種四元聚合物型緩蝕阻垢劑及其制備方法”等等，上述專利技術(shù)均采用共聚。目前，國(guó)內(nèi)油田常用的阻垢劑主要有有機(jī)磷酸鹽、高分子聚合物類、有機(jī)磷酸鹽與聚羧酸鹽復(fù)合類，如申請(qǐng)?zhí)枮?200610127172. 0 “一種環(huán)保型復(fù)合緩蝕阻垢劑”、申請(qǐng)?zhí)枮?00610012917. 9 “可生物降解復(fù)合緩蝕阻垢劑及其制備方法”，張彥河等同志研究了 “烏頭酸-丙烯酸共聚物的合成及性能的研究“，工業(yè)水處理，2005，25 (2) 48 49，在加入量為15mg/L時(shí)，阻垢率達(dá)到65. 71%, 該共聚物與HEDP、PBTCA復(fù)合后，有協(xié)同阻垢效果，其阻垢率分別為76. 80%和83. 91% ;王憲革等同志研究了 “復(fù)配阻垢劑的性能及阻垢機(jī)理研究“，東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)， 2010,31 (6) :909 912，對(duì)CaCO3的阻垢效果比較好，對(duì)CaS04、Fe203的阻垢效果較差，而且這種復(fù)配阻垢劑的保質(zhì)期很短，一個(gè)月內(nèi)就出現(xiàn)絮狀沉淀；但是，現(xiàn)有的阻垢劑普遍存在適用范圍窄，阻垢能力弱，而由于油田用水水質(zhì)的復(fù)雜性和多變性，單一的阻垢劑的阻垢性能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足油田水處理的要求了，必須運(yùn)用多元聚合與幾種阻垢劑進(jìn)行復(fù)配將更多含不同活性基團(tuán)的引入復(fù)合阻垢劑中，賦予水處理劑更多更新的優(yōu)異的性能。本發(fā)明在調(diào)研國(guó)內(nèi)外復(fù)合型水處理劑最新研究成果和經(jīng)驗(yàn)后，經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，成功開發(fā)出適合復(fù)雜水環(huán)境中應(yīng)用的，含-C00H、-S03H、-OH、-P04、-NH2等活性基團(tuán)、性能優(yōu)異的多元復(fù)合型阻垢劑
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是 提供一種復(fù)合型油田用緩蝕阻垢劑的制備方法，其特征在于，這種復(fù)合阻垢劑是由聚環(huán)氧琥珀酸(PEAS)、聚天冬氨酸(PASP)、馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯(MA-AA-MAC)、2_丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)、六偏磷酸鈉、氫氧化鈉和水組成，其中各組分按質(zhì)量百分比聚環(huán)氧琥珀酸(PESA) 14 25%;聚天冬氨酸(PASP) 7 15%;馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯(MA-AA-MAC) 25 42% :2_丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS) 10-18% ;六偏磷酸鈉5 13% ;其余的是水,氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH。一種復(fù)合型阻垢劑的制備方法，包括如下步驟(I)將2_丙烯酸胺_2_甲基丙橫酸(AMPS)和六偏憐酸鈉按質(zhì)量比為I : 0. 4 0. 75溶解于水中濃度為35 50%之間，配成溶液(I)；(2)將聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸和馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯(MA-AA-MAC)按質(zhì)量比為I : 0.4 0.75 I. 3 2.0混合均勻，配成溶液(II);(3)然后將溶液⑴與溶液(II)按質(zhì)量比I : 0. 8 I. 6混合均勻，在攪拌下于 65 85°C恒溫反應(yīng)120 150min，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液， 將PH調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。本發(fā)明制備的阻垢劑用于油田水阻垢，可抑制CaC03、BaSO4, SrSO4, Ca3(PO4)2等水垢的形成。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)(I)用藥量少、成本低、阻垢能力強(qiáng)，對(duì)鋇鍶鈣鎂鐵等垢有十分優(yōu)異的阻垢效果，產(chǎn)品質(zhì)量好，保質(zhì)期一年以上；(2)熱穩(wěn)定性好，產(chǎn)品可生物降解；
(3)合成的過(guò)程要求的條件容易控制，能耗低，操作簡(jiǎn)單，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)“三廢”排放，屬于清潔生產(chǎn)工藝；(4)該阻垢劑為液態(tài)，可通過(guò)計(jì)量泵打入管道，適合復(fù)雜水質(zhì)的阻垢。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I(I)稱取IOg 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和5g六偏磷酸鈉置于燒杯中，溶解于 25mL去離子水中，配成溶液(I)；(2)取IOmL聚環(huán)氧琥珀酸、5mL聚天冬氨酸和18mL馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯于反應(yīng)器中混合均勻，配成溶液(II)；(3)然后將溶液⑴加入溶液(II)中，混合均勻，在攪拌下于65°C恒溫反應(yīng) 120min，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。實(shí)施例2(I)稱取12g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和5g六偏磷酸鈉置于燒杯中，溶解于 23mL去離子水中，配成溶液(I)；(2)取12mL聚環(huán)氧琥珀酸、8mL聚天冬氨酸和20mL馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯于反應(yīng)器中混合均勻，配成溶液(II)；(3)然后將溶液⑴加入溶液(II)中，混合均勻，在攪拌下于70°C恒溫反應(yīng) 150min，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。實(shí)施例3
(I)稱取25g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和IOg六偏磷酸鈉置于燒杯中，溶解于35mL去離子水中，配成溶液(I)；(2)取20mL聚環(huán)氧琥珀酸、15mL聚天冬氨酸和40mL馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯于反應(yīng)器中混合均勻，配成溶液(II)；(3)然后將溶液⑴加入溶液(II)中，混合均勻，在攪拌下于80°C恒溫反應(yīng)135min，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。實(shí)施例4(I)稱取IOg 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和7g六偏磷酸鈉置于燒杯中，溶解于20mL去離子水中，配成溶液(I)；(2)取15mL聚環(huán)氧琥珀酸、9mL聚天冬氨酸和23mL馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯于反應(yīng)器中混合均勻，配成溶液(II)；(3)然后將溶液(I)加入溶液(II)中，加入一定量的去離子水，混合均勻，在攪拌下于55°C恒溫反應(yīng)150min，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。實(shí)施例5(I)稱取25g 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和IOg六偏磷酸鈉置于燒杯中，溶解于35mL去離子水中，配成溶液(I)；(2)取40mL聚環(huán)氧琥珀酸、16mL聚天冬氨酸和52mL馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯于反應(yīng)器中混合均勻，配成溶液(II)；(3)然后將溶液(I)加入溶液(II)中，加入一定量的去離子水，混合均勻，在攪拌下于85°C恒溫反應(yīng)120min，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。實(shí)施例7阻垢性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)碳酸鈣、磷酸鈣的靜態(tài)阻垢性能測(cè)試方法依據(jù)GB/T 16632-2008和GB/T22626-2008分別測(cè)定阻垢劑的阻垢性能，碳酸鈣阻垢的實(shí)驗(yàn)條件為Ca2+濃度為250mg/L，HCO3-濃度為250mg/L，pH = 7 9之間，溫度80°C，時(shí)間為IOh ;磷酸鈣阻垢的實(shí)驗(yàn)條件為Ca2+濃度為250mg/L，P043—濃度5mg/L，溫度80°C，時(shí)間為10h，阻垢性能如表I所示；硫酸鋇和硫酸鍶的靜態(tài)阻垢性能測(cè)試方法依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5673-93進(jìn)行測(cè)定阻垢劑的阻垢性能，硫酸鋇阻垢的實(shí)驗(yàn)條件為=Ba2+濃度為370mg/L，Sr2+濃度為370mg/L，S042_濃度為540mg/L, pH = 7 9之間，溫度70°C，時(shí)間為16h，阻垢性能如表I所示。按相同的測(cè)試方法測(cè)試了單一組成阻垢劑的阻垢性能，結(jié)果列入表I。
表I阻垢性能測(cè)試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種油田水復(fù)合型阻垢劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和六偏磷酸鈉按質(zhì)量比為I: 0. 4 0. 75溶解于水中濃度為35 50%之間，配成溶液⑴；(2)將聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸和馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯按質(zhì)量比為 I 0.4 0.75 I. 3 2. 0混合均勻，配成溶液(II)；(3)然后將溶液(I)與溶液(II)按質(zhì)量比I: 0. 8 I. 6混合均勻，在攪拌下于65 85°C恒溫反應(yīng)120 150min，停止反應(yīng)，冷至50°C左右向產(chǎn)物中滴加50% NaOH溶液，將pH 調(diào)至近中性，得到一種淡黃色透明液體，即為復(fù)合型阻垢劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種油田水復(fù)合型阻垢劑的制備方法，其特征是聚環(huán)氧琥珀酸14 25% ;聚天冬氨酸7 15% ;馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯25 42% :2_丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10-18%;六偏磷酸鈉5 13%;其余的是水，氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH，各組分含量之和為百分之百。
3.根據(jù)權(quán)利要求I步驟(3)中所述的制備方法，其特點(diǎn)在于復(fù)配反應(yīng)溫度為65 85。。。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特點(diǎn)在于2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和六偏磷酸鈉質(zhì)量比為I : 0.4 0.75之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的制備方法，其特點(diǎn)在于聚環(huán)氧琥珀酸、聚天冬氨酸和馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯質(zhì)量比為I : 0.4 0.75 I. 3 2.0之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I步驟(3)中所述的制備方法，其特點(diǎn)在于用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH時(shí)的溫度為40 55°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種油田水復(fù)合型阻垢劑的制備方法，其特征是該阻垢劑是一種復(fù)合型，該阻垢劑由各組分的質(zhì)量比為聚環(huán)氧琥珀酸14～25％；聚天冬氨酸7～15％；馬來(lái)酸-丙烯酸-丙烯酸甲酯25～42％2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸10-18％；六偏磷酸鈉5～13％；其余的是水，氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH。本發(fā)明還公開了這種復(fù)合型阻垢劑的制備方法，本發(fā)明制備的阻垢劑對(duì)BaSO4、SrSO4、CaCOX和Ca3(PO4)2垢都具有優(yōu)異的阻垢效果，還具有緩蝕性能、耐高溫、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)“三廢”排放。本發(fā)明產(chǎn)品處理油田用水工藝簡(jiǎn)單，用藥量少，成本低、效果好，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和廣泛的社會(huì)效益。
文檔編號(hào)C02F5/08GK102616945SQ20121009783
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者莊海燕, 李冬梅, 李慧芝, 許崇娟 申請(qǐng)人:濟(jì)南大學(xué)