CN105036368A - 一种水处理钡锶阻垢剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种水处理钡锶阻垢剂及其制备方法，按照重量份数配比称取丙烯酸酯、过硫酸盐、双氧水、氨基三亚甲基膦酸、蒸馏水、六偏磷酸钠、不饱和有机酸、三聚磷酸钠、马来酸酐、多偏磷酸钠和催化剂，产品主要应用于油田回往污水和输油管道使用的防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢的阻垢剂，对环境无污染；阻垢剂中不含磷，具有环境友好性；阻垢剂使用量少，仅为30-40mg/L，节省使用成本；效果持久，50-60℃放置一个月，阻垢效果98-100%，抗温性和阻垢稳定性好，缓蚀性能好。

Description

一种水处理钡锶阻垢剂及其制备方法

技术领域

本申请属于环试剂工艺领域，尤其涉及一种环保、缓蚀性能好的水处理钡锶阻垢剂及其制备方法。

背景技术

阻垢剂（scaleinhibitor）：是具有能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，并维持金属设备有良好的传热效果的一类药剂。冷换设备防腐阻垢剂以环氧树脂和特定氨基树脂为基料，加入适量的各种防锈、防腐等各种助剂配制而成，为单组分。它具有优异的屏蔽、抗渗、防锈性能、良好的阻垢、导热性，优良的耐弱酸、强碱、有机溶剂等性能，它的附着力强，且膜层光亮、柔韧、致密、坚硬。

分散作用的结果是阻止成垢粒子间的相互接触和凝聚，从而可阻止垢的生长。成垢粒子可以是钙、镁离子，还可以是尘埃、泥沙或其他水不溶物。分散剂是具有一定相对分子质量(或聚合度)的聚合物，分散性能的高低与相对分子质量(或聚合度)的大小密切相关。聚合度过低，则被吸附分散的粒子数少，分散效率低;聚合度过高，则被吸附分散的粒子数过多，水体变浑浊，甚至形成絮体(此时的作用与絮凝剂相近)。与螯合作用相比，分散作用是高效的。在中高硬度水中，阻垢剂的分散功能起主要作用。

ATMP具有良好的螯合、低限抑制及晶格畸变作用。可阻止水中成垢盐类形成水垢，特别是碳酸钙垢的形成。ATMP在水中化学性质稳定，不易水解。在水中浓度较高时，有良好的缓蚀效果。

HEDP是一种有机膦酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机膦酸(盐)好。

EDTMPS是含氮有机多元膦酸，属阴极型缓蚀剂，与无机聚磷酸盐相比，缓蚀率高3～5倍。能与水混溶，无毒无污染，化学稳定性及耐温性好，在100℃下仍有良好的阻垢效果。EDTMPS在水溶液中能离解成8个正负离子，因而可以与多个金属离子螯合，形成多个单体结构大分子网状络合物，松散地分散于水中，使钙垢正常结晶被破坏。EDTMPS对硫酸钙、硫酸钡垢的阻垢效果好。

EDTMPA具有很强的螯合金属离子的能力，与铜离子的络合常数是包括EDTA在内的所有螯合剂中最大的。EDTMPA为高纯试剂且无毒，在电子行业可作为半导体芯片的清洗剂用于制造集成电路;在医药行业作放射性元素的携带剂，用于检查和治疗疾病;EDTMPA的螯合能力远超过EDTA和DTPA，几乎在所有使用EDTA作螯合剂的地方都可用EDTMPA替代。而随着人性化理念的普及，及新型和谐社会的构成，设计一种无毒、无臭、环保且缓蚀性能好的水处理钡锶阻垢剂及其制备方法是非常必要的。

发明内容

解决的技术问题：

本申请针对上述技术问题，提供一种水处理钡锶阻垢剂及其制备方法，解决现有水处理阻垢剂成本高、抗温性差、阻垢稳定性差和缓释性能差等技术问题。

技术方案：

一种水处理钡锶阻垢剂，所述水处理钡锶阻垢剂的原料按重量份数配比如下：丙烯酸酯5-25份；过硫酸盐0.2-0.8份；双氧水15-35份；氨基三亚甲基膦酸40-60份；蒸馏水100份；六偏磷酸钠5-25份；不饱和有机酸10-30份；三聚磷酸钠0.5-2.5份；马来酸酐15-35份；多偏磷酸钠为30-50份；催化剂0.8-1.2份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述水处理钡锶阻垢剂的原料按重量份数配比如下：丙烯酸酯10-20份；过硫酸盐0.3-0.7份；双氧水20-30份；氨基三亚甲基膦酸45-55份；蒸馏水100份；六偏磷酸钠10-20份；不饱和有机酸15-25份；三聚磷酸钠1-2份；马来酸酐20-30份；多偏磷酸钠为35-45份；催化剂0.9-1.1份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述水处理钡锶阻垢剂的原料按重量份数配比如下：丙烯酸酯15份；过硫酸盐0.5份；双氧水25份；氨基三亚甲基膦酸50份；蒸馏水100份；六偏磷酸钠15份；不饱和有机酸20份；三聚磷酸钠1.5份；马来酸酐25份；多偏磷酸钠为40份；催化剂1份。

作为本发明的一种优选技术方案：所述不饱和有机酸采用甲基丙烯酸。

作为本发明的一种优选技术方案：所述催化剂采用钨酸盐。

作为本发明的一种优选技术方案：所述水处理钡锶阻垢剂的制备方法，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取丙烯酸酯、过硫酸盐、双氧水、氨基三亚甲基膦酸、蒸馏水、六偏磷酸钠、不饱和有机酸、三聚磷酸钠、马来酸酐、多偏磷酸钠和催化剂；

第二步：在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至60-80℃，搅拌5-25min，滴加丙烯酸酯和过硫酸盐，升温至80-100℃，反应3-7h；

第三步：加入乙二胺、三聚磷酸钠、双氧水和多偏磷酸钠，升温至100-120℃，反应4-6h；

第四步：升温至120-140℃，加入剩余原料，搅拌50-90min，即得钡锶阻垢剂。

有益效果：

本发明所述一种水处理钡锶阻垢剂及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品主要应用于油田回往污水和输油管道使用的防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢的阻垢剂，对环境无污染；2、阻垢剂中不含磷，具有环境友好性；3、阻垢剂使用量少，仅为30-40mg/L，节省使用成本；4、效果持久，50-60℃放置一个月，阻垢效果98-100%，抗温性和阻垢稳定性好，缓蚀性能好，成本低廉，操作简单，合成过程中无废料产生，可以广泛生产并不断代替现有材料。

具体实施方式

实施例1:

按照重量份数配比称取丙烯酸酯5份；过硫酸盐0.2份；双氧水15份；氨基三亚甲基膦酸40份；蒸馏水100份；六偏磷酸钠5份；甲基丙烯酸10份；三聚磷酸钠0.5份；马来酸酐15份；多偏磷酸钠为30份；钨酸盐0.8份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至60℃，搅拌5min，滴加丙烯酸酯和过硫酸盐，升温至80℃，反应3h。

加入乙二胺、三聚磷酸钠、双氧水和多偏磷酸钠，升温至100℃，反应4h，升温至120℃，加入剩余原料，搅拌50min，即得钡锶阻垢剂。

产品主要应用于油田回往污水和输油管道使用的防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢的阻垢剂，对环境无污染；阻垢剂中不含磷，具有环境友好性；阻垢剂使用量少，仅为30mg/L，节省使用成本；效果持久，50℃放置一个月，阻垢效果98%，抗温性和阻垢稳定性好，缓蚀性能好。

实施例2:

按照重量份数配比称取丙烯酸酯25份；过硫酸盐0.8份；双氧水35份；氨基三亚甲基膦酸60份；蒸馏水100份；六偏磷酸钠25份；甲基丙烯酸30份；三聚磷酸钠2.5份；马来酸酐35份；多偏磷酸钠为50份；钨酸盐1.2份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至80℃，搅拌25min，滴加丙烯酸酯和过硫酸盐，升温至100℃，反应7h。

加入乙二胺、三聚磷酸钠、双氧水和多偏磷酸钠，升温至120℃，反应6h，升温至140℃，加入剩余原料，搅拌90min，即得钡锶阻垢剂。

产品主要应用于油田回往污水和输油管道使用的防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢的阻垢剂，对环境无污染；阻垢剂中不含磷，具有环境友好性；阻垢剂使用量少，仅为38mg/L，节省使用成本；效果持久，52℃放置一个月，阻垢效果98%，抗温性和阻垢稳定性好，缓蚀性能好。

实施例3:

按照重量份数配比称取丙烯酸酯10份；过硫酸盐0.3份；双氧水20份；氨基三亚甲基膦酸45份；蒸馏水100份；六偏磷酸钠10份；甲基丙烯酸15份；三聚磷酸钠1份；马来酸酐20份；多偏磷酸钠为35份；钨酸盐0.9份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至60℃，搅拌5min，滴加丙烯酸酯和过硫酸盐，升温至80℃，反应3h。

加入乙二胺、三聚磷酸钠、双氧水和多偏磷酸钠，升温至100℃，反应4h，升温至120℃，加入剩余原料，搅拌50min，即得钡锶阻垢剂。

产品主要应用于油田回往污水和输油管道使用的防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢的阻垢剂，对环境无污染；阻垢剂中不含磷，具有环境友好性；阻垢剂使用量少，仅为35mg/L，节省使用成本；效果持久，55℃放置一个月，阻垢效果99%，抗温性和阻垢稳定性好，缓蚀性能好。

实施例4:

按照重量份数配比称取丙烯酸酯20份；过硫酸盐0.7份；双氧水30份；氨基三亚甲基膦酸55份；蒸馏水100份；六偏磷酸钠20份；甲基丙烯酸25份；三聚磷酸钠2份；马来酸酐30份；多偏磷酸钠为45份；钨酸盐1.1份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至80℃，搅拌25min，滴加丙烯酸酯和过硫酸盐，升温至100℃，反应7h。

加入乙二胺、三聚磷酸钠、双氧水和多偏磷酸钠，升温至120℃，反应6h，升温至140℃，加入剩余原料，搅拌90min，即得钡锶阻垢剂。

产品主要应用于油田回往污水和输油管道使用的防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢的阻垢剂，对环境无污染；阻垢剂中不含磷，具有环境友好性；阻垢剂使用量少，仅为32mg/L，节省使用成本；效果持久，58℃放置一个月，阻垢效果99%，抗温性和阻垢稳定性好，缓蚀性能好。

实施例5:

按照重量份数配比称取丙烯酸酯15份；过硫酸盐0.5份；双氧水25份；氨基三亚甲基膦酸50份；蒸馏水100份；六偏磷酸钠15份；甲基丙烯酸20份；三聚磷酸钠1.5份；马来酸酐25份；多偏磷酸钠为40份；钨酸盐1份。

在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至70℃，搅拌15min，滴加丙烯酸酯和过硫酸盐，升温至90℃，反应5h。

加入乙二胺、三聚磷酸钠、双氧水和多偏磷酸钠，升温至110℃，反应5h，升温至130℃，加入剩余原料，搅拌70min，即得钡锶阻垢剂。

产品主要应用于油田回往污水和输油管道使用的防止金属离子，特别是钡、锶离子形成垢的阻垢剂，对环境无污染；阻垢剂中不含磷，具有环境友好性；阻垢剂使用量少，仅为30mg/L，节省使用成本；效果持久，60℃放置一个月，阻垢效果100%，抗温性和阻垢稳定性好，缓蚀性能好。

以上实施例中的组合物所有组分均可以商业购买。

上述实施例只是用于对本发明的内容进行阐述，而不是限制，因此在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何改变，都应该认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (6)

1.一种水处理钡锶阻垢剂，其特征在于所述水处理钡锶阻垢剂的原料按重量份数配比如下：丙烯酸酯5-25份；过硫酸盐0.2-0.8份；双氧水15-35份；氨基三亚甲基膦酸40-60份；蒸馏水100份；六偏磷酸钠5-25份；不饱和有机酸10-30份；三聚磷酸钠0.5-2.5份；马来酸酐15-35份；多偏磷酸钠为30-50份；催化剂0.8-1.2份。

2.根据权利要求1所述的一种水处理钡锶阻垢剂，其特征在于所述水处理钡锶阻垢剂原料按重量份数配比如下：丙烯酸酯10-20份；过硫酸盐0.3-0.7份；双氧水20-30份；氨基三亚甲基膦酸45-55份；蒸馏水100份；六偏磷酸钠10-20份；不饱和有机酸15-25份；三聚磷酸钠1-2份；马来酸酐20-30份；多偏磷酸钠为35-45份；催化剂0.9-1.1份。

3.根据权利要求1所述的一种水处理钡锶阻垢剂，其特征在于所述水处理钡锶阻垢剂的原料按重量份数配比如下：丙烯酸酯15份；过硫酸盐0.5份；双氧水25份；氨基三亚甲基膦酸50份；蒸馏水100份；六偏磷酸钠15份；不饱和有机酸20份；三聚磷酸钠1.5份；马来酸酐25份；多偏磷酸钠为40份；催化剂1份。

4.根据权利要求1所述的一种水处理钡锶阻垢剂，其特征在于：所述不饱和有机酸采用甲基丙烯酸。

5.根据权利要求1所述的一种水处理钡锶阻垢剂，其特征在于：所述催化剂采用钨酸盐。

6.一种权利要求1所述水处理钡锶阻垢剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：按照重量份数配比称取丙烯酸酯、过硫酸盐、双氧水、氨基三亚甲基膦酸、蒸馏水、六偏磷酸钠、不饱和有机酸、三聚磷酸钠、马来酸酐、多偏磷酸钠和催化剂；

第二步：在装有电动搅拌器、滴液漏斗、温度计和回流冷凝管的四口烧瓶中加入马来酸酐和蒸馏水，加热至60-80℃，搅拌5-25min，滴加丙烯酸酯和过硫酸盐，升温至80-100℃，反应3-7h；

第三步：加入乙二胺、三聚磷酸钠、双氧水和多偏磷酸钠，升温至100-120℃，反应4-6h；

第四步：升温至120-140℃，加入剩余原料，搅拌50-90min，即得钡锶阻垢剂。