CN103804578A - 基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺，包括：(a)首先，按照一定比例制备螯合性基团单体和丙烯酰胺；(b)将螯合性基团单体和丙烯酰胺加入到反应容器中，然后添加溶剂溶解后，加入引发剂和催化剂；(c)搅拌让其充分混合均匀，并调节反应体系pH值为6.0～8.0；(d)将其置于水浴中，在一定温度下反应一段时间后，得到反应产物混合物；(e)将反应产物混合物冷却，并作过滤处理，将过滤后液体减压蒸馏，分离后即得目标产品。本发明能成功合成出二元共聚防垢剂，且合成出的二元共聚防垢剂的性能优良，合成步骤简单，合成成本低，且通过控制反应过程中的pH值，从而提高了目标产物的防垢性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺。
背景技术
在油气田开发过程中，油气藏中的流体(油、气和水)从地层中流出，经井筒、井口到地面集输系统，由于温度、压力等条件的变化及水的热力学不稳定性和化学不相容性，导致油气水平衡状态遭到破坏。往往造成注水地层、油套管、井下、地面设备及集输系统出现结垢。结垢对油井的正常生产有较大的影响，当垢沉积在井筒、油管、抽油泵、注水系统、集输系统、加热系统等设备上时，会造成设备不能正常运转，传热效率降低，导致生产能力下降，而且结垢还会引起设备和管线的腐蚀，给油田造成严重的经济损失。
现有防垢剂主要有氨基多羧酸盐类、有机多元膦酸类以及有机聚合物三大类。氨基多羧酸盐类螯合稳定常数大，能用于较高温度，但用量大，成本高；有机多元膦酸对硫酸钡、硫酸锶无防垢效果；而大多使用的是有机聚合物防垢剂，多使用单体与马来酸酐、丙烯酸共聚以期待提高防垢率，但由于没有从根本上改变聚合物结构，达不到预期的防垢效果。
在原油的开采过程中，结垢是一种普遍存在的现象，同时结垢是油田水水质控制中遇到的最严重的问题之一。结垢对油井的正常生产有较大的影响，垢沉积在地层会堵塞地层孔隙、裂缝，造成渗透率降低，使原油产量下降，严重时甚至造成油井停产，对渗透率较低的油层影响更甚；当垢沉积在井筒、油管、抽油泵、注水系统、集输系统、加热系统等设备上时，会造成设备不能正常运转，传热效率降低，导致生产能力下降，而且结垢还会引起设备和管线的腐蚀，给油田造成严重的经济损失。
油田最常见的垢型有方解石碳酸钙(CaCO3)、石膏二水硫酸钙、硬石膏硫酸钙(CaSO4)、岩盐(NaCl)、重晶石硫酸钡(BaSO4)和天青石硫酸锶(SrSO4)。而微量的硫酸锶往往存在于大量的硫酸钡中，很难把它们分开。
结垢的主要原因是由于压力或温度改变，蒸发、或两种不相配伍的水互相混合，使原来以离子状态存在于水溶液中的无机盐(CaCO3、CaSO4或BaSO4)达到过饱和状态，超过了他们的溶解度而结晶出来成垢。结垢过程是一定浓度的成垢离子在一定的物理化学条件(如压力、温度)和设备表面状况下结晶与聚集的过程。平衡状态遭破坏是导致结垢的根本原因。
针对油田的各种结垢状况，有两类解决的办法：一是除垢；二是防垢。除垢是一种补救措施，除垢时，它已经产生了减产和设备的腐蚀，造成了较大的经济损失，因此，防止垢的生成才是一种好的措施。在防垢的方法中，用化学剂防垢是人们公认的最简单、有效、方便、经济的方法。因此各油田都针对各自的区块特点研究适应不同条件的化学防垢剂。而研制高效的防垢剂就更是各个油田普遍追求的共同目标。
在合成二元共聚防垢剂的过程中，pH值将直接影响到合成出的目标产物的性能，故确定一个适当的pH值，对二元共聚防垢剂的合成工艺显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺，该合成工艺能成功合成出二元共聚防垢剂，且合成出的二元共聚防垢剂的性能优良，合成步骤简单，合成成本低，且通过控制反应过程中的pH值，从而提高了目标产物的防垢性能。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺，包括以下步骤：
(a)首先，按照一定比例制备螯合性基团单体和丙烯酰胺；
(b)将螯合性基团单体和丙烯酰胺加入到反应容器中，然后添加溶剂溶解后，加入引发剂和催化剂；
(c)搅拌让其充分混合均匀，并调节反应体系pH值为6.0～8.0；
(d)将其置于水浴中，在一定温度下反应一段时间后，得到反应产物混合物；
(e)将反应产物混合物冷却，并作过滤处理，将过滤后液体减压蒸馏，分离后即得目标产品。
所述反应容器为烧杯。
所述步骤(e)中，通过分子筛进行过滤处理。
所述步骤(e)中，通过旋转蒸发器进行减压蒸馏。
所述反应体系pH值为6.5。
所述反应体系pH值为7.0。
所述反应体系pH值为7.5。
综上所述，本发明的有益效果是：能成功合成出二元共聚防垢剂，且合成出的二元共聚防垢剂的性能优良，合成步骤简单，合成成本低，且通过控制反应过程中的pH值，从而提高了目标产物的防垢性能。
附图说明
图1为聚合体系pH与产品防垢率关系示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例：
本发明涉及的一种基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺，包括以下步骤：
(a)首先，按照一定比例制备螯合性基团单体和丙烯酰胺；
(b)将螯合性基团单体和丙烯酰胺加入到反应容器中，然后添加溶剂溶解后，加入引发剂和催化剂；
(c)搅拌让其充分混合均匀，并调节反应体系pH值为6.0～8.0；
(d)将其置于水浴中，在一定温度下反应一段时间后，得到反应产物混合物；
(e)将反应产物混合物冷却，并作过滤处理，将过滤后液体减压蒸馏，分离后即得目标产品。
所述反应容器为烧杯。
所述步骤(e)中，通过分子筛进行过滤处理。
所述步骤(e)中，通过旋转蒸发器进行减压蒸馏。
所述反应体系pH值为6.5。
所述反应体系pH值为7.0。
所述反应体系pH值为7.5。
固定新单体与丙烯酰胺的摩尔比为6∶4，引发剂用量为单体质量的0.5％，在不同PH值聚合体系下恒温75℃反应5h得聚合物防垢剂，考察聚合体系pH值对防垢效果的影响，其结果见图1所示，由图1可知：随着聚合体系pH值的增大，其防垢率增大，当pH＝7.0时，防垢率达到最大，再增大pH值，防垢率逐渐减小。故将聚合体系的酸碱度定为pH＝7.0。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(a)首先，按照一定比例制备螯合性基团单体和丙烯酰胺；
(b)将螯合性基团单体和丙烯酰胺加入到反应容器中，然后添加溶剂溶解后，加入引发剂和催化剂；
(c)搅拌让其充分混合均匀，并调节反应体系pH值为6.0～8.0；
(d)将其置于水浴中，在一定温度下反应一段时间后，得到反应产物混合物；
(e)将反应产物混合物冷却，并作过滤处理，将过滤后液体减压蒸馏，分离后即得目标产品。
2.根据权利要求1所述的基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺，其特征在于，所述反应容器为烧杯。
3.根据权利要求1所述的基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺，其特征在于，所述步骤(e)中，通过分子筛进行过滤处理。
4.根据权利要求1所述的基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺，其特征在于，所述步骤(e)中，通过旋转蒸发器进行减压蒸馏。
5.根据权利要求1所述的基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺，其特征在于，所述反应体系pH值为6.5。
6.根据权利要求1所述的基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺，其特征在于，所述反应体系pH值为7.0。
7.根据权利要求1所述的基于控制体系pH值的二元共聚防垢剂的合成工艺，其特征在于，所述反应体系pH值为7.5。
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2012
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20140521 |