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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C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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