CN103482776B - 一种复合阻垢剂及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合阻垢剂及其应用。该复合阻垢剂至少包括聚天冬氨酸和一小分子物质，其中，所述小分子物质为丙烯酸、L-天冬氨酸、DL-丙氨酸或2-甲基咪唑。本发明的复合阻垢剂能够应用于油田水、工业用水和生活用水的阻垢。本发明的复合阻垢剂在聚天冬氨酸低用量的情况下，仍能具有良好的碳酸钙阻垢率，其是一种制作成本低廉，阻垢效率高并且绿色环保的新型复合阻垢剂。

Description

一种复合阻垢剂及其应用

技术领域

本发明涉及一种复合阻垢剂及其应用，属于石油开采与污水处理技术领域。

背景技术

目前，人类正面临着有史以来最严重的环境危机，人均淡水资源占有量逐渐减少，从社会的可持续发展和环保的要求出发，绿色阻垢剂无疑已成为阻垢剂今后的重要发展趋势。

工业上常用的阻垢剂的种类丰富，按照阻垢剂的发展历程及起主要作用的官能团，大致可以将其分为：1、天然聚合物阻垢剂，其曾在20世纪60年代兴起，由于该阻垢剂在水处理应用时投加量大，费用高，所以现在极少使用；2、含磷类聚合物阻垢剂，无机含磷聚合物阻垢剂易水解为正磷酸盐，产生磷酸钙沉淀，而有机磷酸盐易分解，并且存在磷对环境的污染问题；3、共聚合物阻垢剂，主要包括磺酸类、丙烯酸类、马来酸类共聚物阻垢剂；4、绿色新型聚合物阻垢剂，主要包括聚天冬氨酸和聚环氧琥珀酸，其中，聚天冬氨酸（PASP）因其无毒，并可生物降解的特性，成为近年来广泛使用的一种优良的绿色环保阻垢剂。

针对聚天冬氨酸阻垢剂，国内外已于20世纪90年代开始对其进行研究与开发。CN101792504A公开了一种用于工业水处理的绿色环保阻垢剂，其由聚天冬氨酸改性而来，未经改性的聚天冬氨酸阻垢率仅为68%，改性后的聚天冬氨酸阻垢率提高到86%。但是该改性处理的方法操作复杂，而且得到的改性后的聚天冬氨酸在50-80℃下才能够具有良好的阻垢率，因而其应用受到限制。CN101700937A公开了一种适用于高硬高碱工业循环水的复合阻垢剂，该阻垢剂由HEDP、聚天冬氨酸、聚马来酸酐、聚丙烯酸分散剂等组成。CN102557278A公开了一种无磷缓蚀阻垢剂，其由钼酸钠、锌盐、柠檬酸盐、三乙醇胺、苯骈三氮唑、聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、丙烯酸磺酸三元共聚物、固态碱和水组成，该无磷缓蚀阻垢剂用于冷却水时，无毒、无磷、主要有机成分易生物降解，不存在环境问题，排放不受限制，可大大减少后续处理费用。上述两种阻垢剂虽然能够达到良好的阻垢效果，但是其成分组成繁多，使制备成本增高，并不利于大规模的应用。

由此可见，研发出一种新型的复合阻垢剂，仍是本领域亟待解决的问题之一。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种复合阻垢剂及其应用。本发明的复合阻垢剂在聚天冬氨酸低用量的情况下，仍能具有良好的碳酸钙阻垢率，其是一种制作成本低廉，阻垢效率高并且绿色环保的新型复合阻垢剂。

为达上述目的，本发明提供一种复合阻垢剂，其至少包括聚天冬氨酸（PASP）和一小分子物质，其中，所述小分子物质为丙烯酸、L-天冬氨酸（L-APS）、DL-丙氨酸或2-甲基咪唑。

在上述复合阻垢剂中，优选地，所述聚天冬氨酸和所述小分子物质的质量比为2-5:1-4。

在上述复合阻垢剂中，优选地，所述聚天冬氨酸和所述小分子物质的质量比为2-2.5:3.5-4。

在上述复合阻垢剂中，优选地，所述聚天冬氨酸对碳酸钙的阻垢率为70%-85%，该阻垢率为所述聚天冬氨酸在Ca²⁺浓度为240mg/L、HCO₃ ^-浓度为732mg/L的污水中，用量为60mg/L（以该污水的总体积为基准）下的阻垢率。

本发明的复合阻垢剂中的聚天冬氨酸和小分子物质可以分开存放，在使用时再进行混合。混合的方法可以为将聚天冬氨酸和小分子物质分别加入到待进行处理的水中再混合均匀，也可以为先将聚天冬氨酸和小分子物质混合均匀后再加入到待进行处理的水中，或者将聚天冬氨酸和小分子物质分别配成水溶液再加入到待进行处理的水中混合均匀，或者将聚天冬氨酸和小分子物质配成混合水溶液再加入到待进行处理的水中。当将聚天冬氨酸和小分子物质配成水溶液时，其浓度可以由本领域技术人员进行常规的调控，只要满足二者的比例并能够在应用时顺利进行反应即可。

本发明的复合阻垢剂中的小分子物质主要起到络合作用，大分子的聚天冬氨酸主要起到吸附缠绕作用。在碳酸钙垢的形成初期，小分子物质对Ca²⁺具有络合作用，导致Ca²⁺的溶解度增大，抑制其成核，从而减缓了碳酸钙垢的产生；碳酸钙垢微晶一旦形成，大分子的聚天冬氨酸将起到主导作用，在CaCO₃微晶表面发生物理和化学吸附，使微晶体表面形成双电层，微晶体间存在静电斥力从而阻碍了它们之间的碰撞和形成大晶体。

本发明的复合阻垢剂，相较于阻垢率为70%-85%的聚天冬氨酸单剂（Ca²⁺=240mg/L、HCO₃ ^-=732mg/L，PASP用量为60mg/L），在聚天冬氨酸用量减少大约1/3的情况下，本发明的复合阻垢率仍能保持聚天冬氨酸单剂原有的阻垢率，甚至达到比聚天冬氨酸单剂更优异的阻垢效果。

本发明还提供上述的复合阻垢剂在油田水、工业用水和生活用水的阻碳酸钙垢中的应用。

在上述的应用中，优选地，当待进行处理的水中的钙离子含量为120-280mg/L时，所述复合阻垢剂在所述待进行处理的水中的浓度为60mg/L。

在上述的应用中，优选地，所述复合阻垢剂中的聚天冬氨酸在所述待进行处理的水中的浓度为20-50mg/L，小分子物质（丙烯酸、L-天冬氨酸、DL-丙氨酸或2-甲基咪唑）在所述待进行处理的水中的浓度为10-40mg/L。

在上述的应用中，优选地，所述复合阻垢剂中的聚天冬氨酸在所述待进行处理的水中的浓度为20-25mg/L，小分子物质在所述待进行处理的水中的浓度为35-40mg/L。

本发明的复合阻垢剂能够针对碳酸钙水垢为主的油田水的特点，有效解决其结垢问题。而且由于本发明的复合阻垢剂的组成简单，可生物降解，其并不会对油田水处理中的脱水及絮凝作业造成不良影响。此外，本发明的复合阻垢剂还可用于一般工业用水和生活用水等的阻垢工作。

本发明的复合阻垢剂以聚天冬氨酸作为主剂，小分子物质作为辅剂，二者在进行阻垢时起到协同作用，使聚天冬氨酸在低用量的情况下，仍能具有良好的碳酸钙阻垢率，进而达到降低制作成本的效果。此外，本发明所采用的小分子物质均为价格低廉的材料，而且复合阻垢剂的制备方法简单，因而本发明的阻垢剂具有可大规模生产并广泛应用的优点。由此可见，本发明的复合阻垢剂是一种制作成本低廉，阻垢效率高并且绿色环保的新型复合阻垢剂。

附图说明

图1为实施例1的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和丙烯酸的阻垢率曲线。

图2为实施例2的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和L-天冬氨酸的阻垢率曲线。

图3为实施例3的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和DL-丙氨酸的阻垢率曲线。

图4为实施例4的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和2-甲基咪唑的阻垢率曲线。

图5为实施例5的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和DL-丙氨酸的阻垢率曲线。

图6为实施例6的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和2-甲基咪唑的阻垢率曲线。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。

在下列实施例中，阻垢率的测定是按照《中华人民共和国国家标准GB/T16632-2008，水处理剂阻垢性能的测定——碳酸钙沉积法》中的实验方法所进行的。

阻垢率的计算公式为： $\begin{array}{cc}\mathrm{\ρ}=\frac{V_1\mathrm{cM}}{V}& \mathrm{\η}=\frac{{\mathrm{\ρ}}_4-{\mathrm{\ρ}}_3}{0.240-{\mathrm{\ρ}}_3}\×100;\end{array}$

式中：

ρ—钙离子含量的数值，单位为毫克每毫升（mg/mL）；

V₁—滴定中消耗EDTA二钠标准滴定溶液体积的数值，单位为毫升（mL）；

c—EDTA二钠标准滴定溶液的实际浓度的准确数值，单位为摩尔每升（mol/L）；

M—钙离子摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol）（M=40.08）；

η—水处理剂性能以百分率表示；

ρ₃—未加水处理剂的试液试验后的钙离子的浓度数值，单位为毫克每毫升（mg/mL）；

ρ₄—加水处理剂的试液试验后的钙离子的浓度数值，单位为毫克每毫升（mg/mL）；

0.240—试验前配置好的试液中钙离子浓度的数值，单位为毫克每毫升（mg/mL）。

实施例1

本实施例提供6种复合阻垢剂，其由不同质量比的聚天冬氨酸（Ca²⁺=240mg/L、HCO₃ ^-=732mg/L，PASP用量为60mg/L时的阻垢率为81.2%）和丙烯酸组成，具体制备方法为：分别配制浓度为500mg/L的聚天冬氨酸水溶液以及浓度为500mg/L的丙烯酸水溶液，取20mL的聚天冬氨酸溶液和40mL的丙烯酸溶液组成的复合阻垢剂1A、25mL的聚天冬氨酸溶液和35mL的丙烯酸溶液组成的复合阻垢剂1B、30mL的聚天冬氨酸溶液和30mL的丙烯酸溶液组成的复合阻垢剂1C、35mL的聚天冬氨酸溶液和25mL的丙烯酸溶液组成的复合阻垢剂1D、40mL的聚天冬氨酸溶液和20mL的丙烯酸溶液组成的复合阻垢剂1E、50mL的聚天冬氨酸溶液和10mL的丙烯酸溶液组成的复合阻垢剂1F（如表1所示）。

本实施例还提供上述复合阻垢剂和聚天冬氨酸单剂及丙烯酸单剂的阻垢对比实验，该实验方法包括以下步骤：

配制Ca²⁺=240mg/L、HCO₃ ^-=732mg/L的实验水样；

将上述的复合阻垢剂1A、复合阻垢剂1B、复合阻垢剂1C、复合阻垢剂1D、复合阻垢剂1E、复合阻垢剂1F分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同复合阻垢剂的待测水样；

将20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、50mL的聚天冬氨酸溶液（浓度500mg/L）分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同浓度聚天冬氨酸的待测水样；

将20mL、40mL的丙烯酸溶液（浓度500mg/L），分别加入到2份上述的实验水样中，得到2种体积均为500mL的含有不同浓度丙烯酸的待测水样。

对上述各个待测水样进行阻垢率的测定，所得的碳酸钙阻垢率结果如表1及图1所示。

图1为本实施例的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和丙烯酸的阻垢率曲线。由表1和图1可以看出：丙烯酸几乎没有阻垢功效；聚天冬氨酸在待测水样中的浓度为20mg/L时，阻垢率很低；而本实施例的6种复合阻垢剂的阻垢率均达到80%以上。尤其是聚天冬氨酸在待测水样中的浓度为20mg/L，丙烯酸在待测水样中的浓度为40mg/L的复合阻垢剂1A，其能够在聚天冬氨酸的用量减少1/3的情况下，保持其80%左右的阻垢率。

表1

PASP/丙烯酸（mg/L/mg/L）	20/40	25/35	30/30	35/25	40/20	50/10
							复合阻垢剂阻垢率（%）	80.1	80.1	80.1	80.5	80.5	81.3
PASP在待测水样中浓度（mg/L）	20	25	30	35	40	50
							PASP阻垢率（%）	60.5	76.2	80.5	81	81	81.2
丙烯酸在待测水样中浓度（mg/L）	20	-	-	-	40	-
							丙烯酸阻垢率（%）	2.5	-	-	-	5.7	-

实施例2

本实施例提供6种复合阻垢剂，其由不同质量比的聚天冬氨酸（Ca²⁺=240mg/L、HCO₃ ^-=732mg/L，PASP用量为60mg/L时的阻垢率为81.2%）和L-天冬氨酸组成，具体制备方法为：分别配制浓度为500mg/L的聚天冬氨酸水溶液以及浓度为500mg/L的L-天冬氨酸水溶液，取20mL的聚天冬氨酸溶液和40mL的L-天冬氨酸溶液组成的复合阻垢剂2A、25mL的聚天冬氨酸溶液和35mL的L-天冬氨酸溶液组成的复合阻垢剂2B、30mL的聚天冬氨酸溶液和30mL的L-天冬氨酸溶液组成的复合阻垢剂2C、35mL的聚天冬氨酸溶液和25mL的L-天冬氨酸溶液组成的复合阻垢剂2D、40mL的聚天冬氨酸溶液和20mL的L-天冬氨酸溶液组成的复合阻垢剂2E、50mL的聚天冬氨酸溶液和10mL的L-天冬氨酸溶液组成的复合阻垢剂2F（如表2所示）。

本实施例还提供上述复合阻垢剂和聚天冬氨酸单剂及L-天冬氨酸单剂的阻垢对比实验，该实验方法包括以下步骤：

配制Ca²⁺=240mg/L、HCO₃ ^-=732mg/L的实验水样；

将上述的复合阻垢剂2A、复合阻垢剂2B、复合阻垢剂2C、复合阻垢剂2D、复合阻垢剂2E、复合阻垢剂2F分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同复合阻垢剂的待测水样；

将20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、50mL的聚天冬氨酸溶液（浓度500mg/L）分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同浓度聚天冬氨酸的待测水样；

将20mL、40mL的L-天冬氨酸溶液（浓度500mg/L），分别加入到2份上述的实验水样中，得到2种体积均为500mL的含有不同浓度L-天冬氨酸的待测水样。

对上述各个待测水样进行阻垢率的测定，所得的碳酸钙阻垢率结果如表2及图2所示。

图2为本实施例的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和L-天冬氨酸的阻垢率曲线。由表2和图2可以看出：L-天冬氨酸几乎没有阻垢功效；聚天冬氨酸在待测水样中的浓度为20mg/L时，阻垢率很低；而本实施例的6种复合阻垢剂的阻垢率均为80%左右。尤其是聚天冬氨酸在待测水样中的浓度为20mg/L，L-天冬氨酸在待测水样中的浓度为40mg/L的复合阻垢剂2A，其能够在聚天冬氨酸的用量减少1/3的情况下，保持其80%左右的阻垢率。

表2

PASP/L-APS（mg/L/mg/L）	20/40	25/35	30/30	35/25	40/20	50/10
							复合阻垢剂阻垢率（%）	78.1	81.3	82.1	78.9	75.6	77.2
PASP在待测水样中浓度（mg/L）	20	25	30	35	40	50
							PASP阻垢率（%）	60.5	76.2	80.5	81	81	81.2
L-APS在待测水样中浓度（mg/L）	20	-	-	-	40	-
							L-APS阻垢率（%）	2.4	-	-	-	9.8	-

实施例3

本实施例提供6种复合阻垢剂，其由不同质量比的聚天冬氨酸（Ca²⁺=240mg/L、HCO₃ ^-=732mg/L，PASP用量为60mg/L时的阻垢率为81.2%）和DL-丙氨酸组成，具体制备方法为：分别配制浓度为500mg/L的聚天冬氨酸水溶液以及浓度为500mg/L的DL-丙氨酸水溶液，取20mL的聚天冬氨酸溶液和40mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂3A、25mL的聚天冬氨酸溶液和35mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂3B、30mL的聚天冬氨酸溶液和30mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂3C、35mL的聚天冬氨酸溶液和25mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂3D、40mL的聚天冬氨酸溶液和20mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂3E、50mL的聚天冬氨酸溶液和10mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂3F（如表3所示）。

本实施例还提供上述复合阻垢剂和聚天冬氨酸单剂及DL-丙氨酸单剂的阻垢对比实验，该实验方法包括以下步骤：

配制Ca²⁺=240mg/L、HCO₃ ^-=732mg/L的实验水样；

将上述的复合阻垢剂3A、复合阻垢剂3B、复合阻垢剂3C、复合阻垢剂3D、复合阻垢剂3E、复合阻垢剂3F分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同复合阻垢剂的待测水样；

将20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、50mL的聚天冬氨酸溶液（浓度500mg/L）分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同浓度聚天冬氨酸的待测水样；

将20mL、40mL的DL-丙氨酸溶液（浓度500mg/L），分别加入到2份上述的实验水样中，得到2种体积均为500mL的含有不同浓度DL-丙氨酸的待测水样。

对上述各个待测水样进行阻垢率的测定，所得的碳酸钙阻垢率结果如表3及图3所示。

图3为本实施例的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和DL-丙氨酸的阻垢率曲线。由表3和图3可以看出：DL-丙氨酸几乎没有阻垢功效；聚天冬氨酸在浓度为20mg/L时，阻垢率很低；而本实施例的6种复合阻垢剂的阻垢率均为80%左右。尤其是聚天冬氨酸在待测水样中的浓度为20mg/L，DL-丙氨酸在待测水样中的浓度为40mg/L的复合阻垢剂3A，其能够在聚天冬氨酸的用量减少1/3的情况下，保持其80%左右的阻垢率。

表3

PASP/DL-丙氨酸（mg/L/mg/L）	20/40	25/35	30/30	35/25	40/20	50/10
							复合阻垢剂阻垢率（%）	78.1	80.5	79.7	78.9	78.9	78.1
PASP在待测水样中浓度（mg/L）	20	25	30	35	40	50
							PASP阻垢率（%）	60.5	76.2	80.5	81	81	81.2
DL-丙氨酸在待测水样中浓度（mg/L）	20	-	-	-	40	-
							DL-丙氨酸阻垢率（%）	0	-	-	-	3.3	-

实施例4

本实施例提供6种复合阻垢剂，其由不同质量比的聚天冬氨酸（Ca²⁺=240mg/L、HCO₃ ^-=732mg/L，PASP用量为60mg/L时的阻垢率为81.2%）和2-甲基咪唑组成，具体制备方法为：分别配制浓度为500mg/L的聚天冬氨酸水溶液以及浓度为500mg/L的2-甲基咪唑水溶液，取20mL的聚天冬氨酸溶液和40mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂4A、25mL的聚天冬氨酸溶液和35mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂4B、30mL的聚天冬氨酸溶液和30mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂4C、35mL的聚天冬氨酸溶液和25mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂4D、40mL的聚天冬氨酸溶液和20mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂4E、50mL的聚天冬氨酸溶液和10mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂4F（如表4所示）。

本实施例还提供上述复合阻垢剂和聚天冬氨酸单剂及2-甲基咪唑单剂的阻垢对比实验，该实验方法包括以下步骤：

配制Ca²⁺=240mg/L、HCO₃ ^-=732mg/L的实验水样；

将上述的复合阻垢剂4A、复合阻垢剂4B、复合阻垢剂4C、复合阻垢剂4D、复合阻垢剂4E、复合阻垢剂4F分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同复合阻垢剂的待测水样；

将20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、50mL的聚天冬氨酸溶液（浓度500mg/L）分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同浓度聚天冬氨酸的待测水样；

将20mL、40mL的2-甲基咪唑溶液（浓度500mg/L），分别加入到2份上述的实验水样中，得到2种体积均为500mL的含有不同浓度2-甲基咪唑的待测水样。

对上述各个待测水样进行阻垢率的测定，所得的碳酸钙阻垢率结果如表4及图4所示。

图4为本实施例的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和2-甲基咪唑的阻垢率曲线。由表4和图4可以看出：2-甲基咪唑几乎没有阻垢功效；聚天冬氨酸在浓度为20mg/L时，阻垢率很低；而本实施例的6种复合阻垢剂的阻垢率均达到72%以上。尤其是聚天冬氨酸在待测水样中的浓度为20mg/L，2-甲基咪唑在待测水样中的浓度为40mg/L的复合阻垢剂4A，其能够在聚天冬氨酸的用量减少1/3的情况下，达到72.8%的阻垢率。

表4

PASP/2-甲基咪唑（mg/L/mg/L）	20/40	25/35	30/30	35/25	40/20	50/10
							复合阻垢剂阻垢率（%）	72.8	79.7	78.9	81.3	80.5	72.8
PASP在待测水样中浓度（mg/L）	20	25	30	35	40	50
							PASP阻垢率（%）	60.5	76.2	80.5	81	81	81.2
2-甲基咪唑在待测水样中浓度（mg/L）	20	-	-	-	40	-
							2-甲基咪唑阻垢率（%）	4.9	-	-	-	4.9	-

实施例5

本实施例提供6种复合阻垢剂，其由不同质量比的聚天冬氨酸（Ca²⁺=240mg/L、HCO₃ ^-=732mg/L，PASP用量为60mg/L时的阻垢率为70%）和DL-丙氨酸组成，具体制备方法为：分别配制浓度为500mg/L的聚天冬氨酸水溶液以及浓度为500mg/L的DL-丙氨酸水溶液，取20mL的聚天冬氨酸溶液和40mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂5A、25mL的聚天冬氨酸溶液和35mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂5B、30mL的聚天冬氨酸溶液和30mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂5C、35mL的聚天冬氨酸溶液和25mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂5D、40mL的聚天冬氨酸溶液和20mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂5E、50mL的聚天冬氨酸溶液和10mL的DL-丙氨酸溶液组成的复合阻垢剂5F（如表5所示）。

本实施例还提供上述复合阻垢剂和聚天冬氨酸单剂及2-甲基咪唑单剂的阻垢对比实验，该实验方法包括以下步骤：

配制Ca²⁺=120mg/L、HCO₃ ^-=366mg/L的实验水样；

将上述复合阻垢剂5A、复合阻垢剂5B、复合阻垢剂5C、复合阻垢剂5D、复合阻垢剂5E、复合阻垢剂5F分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同复合阻垢剂的待测水样；

将20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、50mL的聚天冬氨酸溶液（浓度500mg/L）分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同浓度聚天冬氨酸的待测水样；

将20mL、40mL的DL-丙氨酸溶液（浓度500mg/L），分别加入到2份上述的实验水样中，得到2种体积均为500mL的含有不同浓度DL-丙氨酸的待测水样。

对上述各个待测水样进行阻垢率的测定，所得的碳酸钙阻垢率结果如表5及图5所示。

图5为本实施例的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和DL-丙氨酸的阻垢率曲线。由表5和图5可以看出：DL-丙氨酸几乎没有阻垢功效；聚天冬氨酸在浓度为20mg/L时，阻垢率很低；而本实施例的6种复合阻垢剂在Ca²⁺浓度低的情况下，其阻垢率均在80%左右。尤其是聚天冬氨酸在待测水样中的浓度为20mg/L，DL-丙氨酸在待测水样中的浓度为40mg/L的复合阻垢剂5A，以及聚天冬氨酸在待测水样中的浓度为25mg/L，DL-丙氨酸在待测水样中的浓度为35mg/L的复合阻垢剂5B，其能够在聚天冬氨酸低用量的情况下，仍能达到80%左右的阻垢率，明显高于聚天冬氨酸单剂的阻垢率。

表5

PASP/DL-丙氨酸（mg/L/mg/L）

20/40

25/35

30/30

35/25

40/20

50/10

复合阻垢剂阻垢率（%）	78	80.5	83.7	79.9	76.9	78.1
							PASP在待测水样中浓度（mg/L）	20	25	30	35	40	50
PASP阻垢率（%）	62.6	69.2	75.3	81.3	84.7	88.2
							DL-丙氨酸在待测水样中浓度（mg/L）	20	-	-	-	40	-
DL-丙氨酸阻垢率（%）	0.1	-	-	-	3.3	-

实施例6

本实施例提供6种复合阻垢剂，其由不同质量比的聚天冬氨酸（Ca²⁺=240mg/L、HCO₃ ^-=732mg/L，PASP用量为60mg/L时的阻垢率为70%）和2-甲基咪唑组成，具体制备方法为：分别配制浓度为500mg/L的聚天冬氨酸水溶液以及浓度为500mg/L的2-甲基咪唑水溶液，取20mL的聚天冬氨酸溶液和40mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂6A、25mL的聚天冬氨酸溶液和35mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂6B、30mL的聚天冬氨酸溶液和30mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂6C、35mL的聚天冬氨酸溶液和25mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂6D、40mL的聚天冬氨酸溶液和20mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂6E、50mL的聚天冬氨酸溶液和10mL的2-甲基咪唑溶液组成的复合阻垢剂6F（如表6所示）。

本实施例还提供上述复合阻垢剂和聚天冬氨酸单剂及2-甲基咪唑单剂的阻垢对比实验，该实验方法包括以下步骤：

配制Ca²⁺=120mg/L、HCO₃ ^-=366mg/L的实验水样；

将上述复合阻垢剂6A、复合阻垢剂6B、复合阻垢剂6C、复合阻垢剂6D、复合阻垢剂6E、复合阻垢剂6F分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同复合阻垢剂的待测水样；

将20mL、25mL、30mL、35mL、40mL、50mL的聚天冬氨酸溶液（浓度500mg/L）分别加入到6份上述的实验水样中，得到6种体积均为500mL的含有不同浓度聚天冬氨酸的待测水样；

将20mL、40mL的2-甲基咪唑溶液（浓度500mg/L），分别加入到2份上述的实验水样中，得到2种体积均为500mL的含有不同浓度2-甲基咪唑的待测水样。

对上述各个待测水样进行阻垢率的测定，所得的碳酸钙阻垢率结果如表6及图6所示。

图6为本实施例的复合阻垢剂、聚天冬氨酸和2-甲基咪唑的阻垢率曲线。由表6和图6可以看出：2-甲基咪唑几乎没有阻垢功效；聚天冬氨酸在浓度为35mg/L时，阻垢率为81.3%；而本实施例的聚天冬氨酸在待测水样中的浓度为35mg/L，2-甲基咪唑在待测水样中的浓度为25mg/L的复合阻垢剂6D，在Ca²⁺浓度低的情况下，其阻垢率能达到84.3%，而且本实施例的复合阻垢剂6A在聚天冬氨酸的用量减少1/3的情况下，保持其75%左右的阻垢率。

表6

PASP/2-甲基咪唑（mg/L/mg/L）	20/40	25/35	30/30	35/25	40/20	50/10
							复合阻垢剂阻垢率（%）	74.8	79.7	78.9	84.3	80.5	72.8
PASP在待测水样中浓度（mg/L）	20	25	30	35	40	50
							PASP阻垢率（%）	62.6	69.2	75.3	81.3	84.7	88.2
2-甲基咪唑在待测水样中浓度（mg/L）	20	-	-	-	40	-
							2-甲基咪唑阻垢率（%）	4.9	-	-	-	4.9	-

综上所述，本发明的复合阻垢剂在聚天冬氨酸低用量的情况下，仍能具有良好的碳酸钙阻垢率，其是一种制作成本低廉，阻垢效率高并且绿色环保的新型复合阻垢剂。

Claims (3)

1.一种复合阻垢剂，其由聚天冬氨酸和一小分子物质组成，其中，所述小分子物质为丙烯酸或2-甲基咪唑；

所述聚天冬氨酸和所述小分子物质的质量比为1:2；

所述聚天冬氨酸对碳酸钙的阻垢率为81.2％，该阻垢率为所述聚天冬氨酸在Ca²⁺浓度为240mg/L、HCO₃ ^-浓度为732mg/L的污水中，用量为60mg/L下的阻垢率。

2.权利要求1所述的复合阻垢剂在油田水、工业用水和生活用水的阻碳酸钙垢中的应用。

3.根据权利要求2所述的应用，其中，当待进行处理的水中的钙离子含量为120-280mg/L时，所述复合阻垢剂在所述待进行处理的水中的浓度为60mg/L；

所述复合阻垢剂中的聚天冬氨酸在所述待进行处理的水中的浓度为20mg/L，小分子物质在所述待进行处理的水中的浓度为40mg/L。