CN108178343B - 一种用于油田的环保型长效防垢剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于油田的环保型长效防垢剂，本发明的用于油田的环保型长效防垢剂，按照以下原料配比而成：柠檬酸、亚硫酸钠、甘油、聚丙烯酸钠、化合物A、高效分散剂、缓蚀剂、引发剂、胶结剂和去离子水；其中加入化合物A，具有缓凝效果，大大延缓成垢时间，加入单甲氧基聚乙二醇和苯甲酸、二乙烯三胺、丙烯酸三元共聚物作为高效分散剂和缓蚀剂，大大延长了防垢剂的药效释放时间，一般可保证2年内不产生污垢或者水垢；同时本发明中去除了常规防垢剂和除垢剂中的无机强酸，减少了对环境的危害。综上所述，本发明提供的防垢剂是一种环保型长效防垢剂。

Description

一种用于油田的环保型长效防垢剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及防垢剂技术领域，尤其涉及一种用于油田的环保型长效防垢剂及其制备方法。
背景技术
防垢剂(别称防垢阻垢剂，或阻垢剂)，防垢剂加入炉内使水软化，以减少结垢。
运行中的石油管道，锅炉，加热炉常常有坚硬的污垢、水垢等，热阻增大浪费燃料，影响锅炉出力，严重时会炸管造成停炉事故。大中型锅炉防止锅炉结垢常采用炉外水处理方法，而小型低压锅炉往往不具备炉外水处理条件，宜采用炉内水处理方法，这就是加防垢剂又叫软水剂。防垢剂加入管道或者炉内使石油或者水软化，以减少结垢。这种方法简便实用，深受用户欢迎。
但是传统的防垢剂无法达到长期防垢的效果，故有必要研究一种用于油田的环保型长效防垢剂及其制备方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种用于油田的环保型长效防垢剂及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种用于油田的环保型长效防垢剂，按照以下原料配比而成：柠檬酸、亚硫酸钠、甘油、聚丙烯酸钠、化合物A、高效分散剂、缓蚀剂、引发剂、胶结剂和去离子水。
优选的，所述的高效分散剂为单甲氧基聚乙二醇。
优选的，所述的缓蚀剂为苯甲酸、二乙烯三胺、丙烯酸三元共聚物。
优选的，所述的缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将乙醇溶剂、苯甲酸和二甲苯加入到容器中，再加入催化剂硼酸和沸石，加热至100℃，开始滴加二乙烯三胺，温度调至80℃，然后滴加丙烯酸，80℃反应4h；即可。
所述的缓蚀剂中，苯甲酸、二乙烯三胺、丙烯酸的摩尔比为1:(0.8-1.2)：(1.0-1.4)。
所述的引发剂为过氧化氢。
优选的，所述的胶结剂为环氧树脂系胶结剂。
优选的，所述的用于油田的环保型长效防垢剂，按照以下重量百分比的原料配比而成：柠檬酸0.2-0.5％、亚硫酸钠0.2-1％、甘油1-7％、聚丙烯酸钠1-3％、化合物A 4-10％、高效分散剂2-8％、缓蚀剂15-25％、引发剂0.1-0.3％、胶结剂0.2-0.6％和去离子水余量。
一种用于油田的环保型长效防垢剂的制备方法，包括以下步骤：
A、将反应容器的搅拌速度控制在120-180rpm，加入柠檬酸、亚硫酸钠和去离子水，搅拌25-40min；
B、调节温度至60-80℃，加入甘油、聚丙烯酸钠、化合物A和单甲氧基聚乙二醇，调节转速至250-350rpm，继续搅拌45-60min；
C、将转速调节至500-600rpm，加入缓蚀剂并向反应容器中通入氮气，一段时间后，检测氧气浓度低于100ppm,开始缓慢加入过氧化氢和环氧树脂系胶结剂，加完后继续搅拌90-120min，静置并析出沉淀；
D、2500-3000rpm离心，取固体物质干燥，即可。
优选的，所述的化合物A的化学式为：
Figure GDA0002820987390000031
优选的，所述的化合物A的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应器中加入水、三聚氰胺和甲醛，其中三聚氰胺:甲醛的摩尔比为(4-6)：1，搅拌均匀后，用氢氧化钠溶液调节pH至10-11，然后升温至50-60℃，反应3-5h，降温至室温；
2)往反应器中加入质量分数为15-25％的大豆蛋白粉溶液、氢氧化钠溶液，搅拌均匀后，调节pH至11-12，然后升温至50-60℃，反应0.5-1.5h，降温至室温，获得降解多肽产物；
3)将步骤1)和步骤2)的溶液按降解多肽产物过量混合并搅拌均匀后，调节pH至8-9，然后升温至35-45℃，反应1-2h，即可得到含有化合物A的溶液，浓缩并喷雾干燥即可。
优选的，所述的步骤3)中，按降解多肽产物的分子量为1000计，降解多肽产物与三聚氰胺加入量的摩尔比为(8-15)：1。
化合物1的反应路线如图1所示。
本发明的有益之处在于：本发明的用于油田的环保型长效防垢剂，按照以下原料配比而成：柠檬酸、亚硫酸钠、甘油、聚丙烯酸钠、化合物A、高效分散剂、缓蚀剂、引发剂、胶结剂和去离子水；其中加入化合物A，具有缓凝效果，大大延缓成垢时间，加入单甲氧基聚乙二醇和苯甲酸、二乙烯三胺、丙烯酸三元共聚物作为高效分散剂和缓蚀剂，大大延长了防垢剂的药效释放时间，一般可保证2年内不产生污垢或者水垢；同时本发明中去除了常规防垢剂和除垢剂中的无机强酸，减少了对环境的危害。综上所述，本发明提供的防垢剂是一种环保型长效防垢剂。
附图说明
图1：化合物A的制备方法的反应路线图。
图2：三元共聚物缓蚀剂的红外光谱图。
具体实施方式
实施例1：
一种苯甲酸、二乙烯三胺、丙烯酸三元共聚物缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将200ml1:1乙醇溶剂，苯甲酸(6.1g)和二甲苯(50ml)(携水剂)加入到三口烧瓶中，再加入催化剂硼酸(1.2g)和沸石，加热至100℃，开始滴加二乙烯三胺(6.7g)。温度调至80℃，然后滴加丙烯酸，80℃反应4h。产物为黄褐色。
三元共聚物的红外谱图如图2所示。出现于3469cm-1，717-1cm处的特征吸收峰是归属于-NH2的伸缩振动峰；1715cm-1处出现-C＝O的伸缩振动吸收峰；1636cm-1，1418cm-1处的特征吸收峰是-CH2-的伸缩振动吸收峰；1136cm-1处出现-C＝N键伸缩振动峰。所以由以上分析可以推断出产物为含有胺基、亚甲基、羧基等官能团的三元共聚物。
以下使用实施例1制备的三元共聚物作为实施例2-4中的缓蚀剂，制备环保型长效防垢剂。
实施例2：
一种用于油田的环保型长效防垢剂，按照以下重量百分比的原料配比而成：柠檬酸0.28％、亚硫酸钠0.5％、甘油4％、聚丙烯酸钠1.5％、化合物A 6％、高效分散剂5％、缓蚀剂22％、引发剂0.25％、胶结剂0.4％和去离子水余量。
一种用于油田的环保型长效防垢剂的制备方法，包括以下步骤：
A、将反应容器的搅拌速度控制在150rpm，加入柠檬酸、亚硫酸钠和去离子水，搅拌30min；
B、调节温度至75℃，加入甘油、聚丙烯酸钠、化合物A和单甲氧基聚乙二醇，调节转速至300rpm，继续搅拌55min；
C、将转速调节至550rpm，加入缓蚀剂并向反应容器中通入氮气，一段时间后，检测氧气浓度低于100ppm,开始缓慢加入过氧化氢和环氧树脂系胶结剂，加完后继续搅拌100min，静置并析出沉淀；
D、2750rpm离心，取固体物质干燥，即可。
所述的化合物A的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应器中加入水、三聚氰胺和甲醛，其中三聚氰胺:甲醛的摩尔比为4.5：1，搅拌均匀后，用氢氧化钠溶液调节pH至10.2，然后升温至55℃，反应3.5h，降温至室温；
2)往反应器中加入质量分数为22％的大豆蛋白粉溶液、氢氧化钠溶液，搅拌均匀后，调节pH至11.5，然后升温至58℃，反应1.2h，降温至室温，获得降解多肽产物；
3)将步骤1)和步骤2)的溶液按降解多肽产物过量混合并搅拌均匀后，调节pH至8.5，然后升温至38℃，反应1.5h，即可得到含有化合物A的溶液，浓缩并喷雾干燥即可。
所述的步骤3)中，按降解多肽产物的分子量为1000计，降解多肽产物与三聚氰胺加入量的摩尔比为12：1。
实施例3：
一种用于油田的环保型长效防垢剂，按照以下重量百分比的原料配比而成：柠檬酸0.5％、亚硫酸钠0.2％、甘油7％、聚丙烯酸钠1％、化合物A10％、高效分散剂2％、缓蚀剂25％、引发剂0.1％、胶结剂0.6％和去离子水余量。
一种用于油田的环保型长效防垢剂的制备方法，包括以下步骤：
A、将反应容器的搅拌速度控制在120rpm，加入柠檬酸、亚硫酸钠和去离子水，搅拌40min；
B、调节温度至60℃，加入甘油、聚丙烯酸钠、化合物A和单甲氧基聚乙二醇，调节转速至350rpm，继续搅拌45min；
C、将转速调节至600rpm，加入缓蚀剂并向反应容器中通入氮气，一段时间后，检测氧气浓度低于100ppm,开始缓慢加入过氧化氢和环氧树脂系胶结剂，加完后继续搅拌90min，静置并析出沉淀；
D、3000rpm离心，取固体物质干燥，即可。
所述的化合物A的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应器中加入水、三聚氰胺和甲醛，其中三聚氰胺:甲醛的摩尔比为6：1，搅拌均匀后，用氢氧化钠溶液调节pH至10，然后升温至60℃，反应3h，降温至室温；
2)往反应器中加入质量分数为25％的大豆蛋白粉溶液、氢氧化钠溶液，搅拌均匀后，调节pH至11，然后升温至60℃，反应0.5h，降温至室温，获得降解多肽产物；
3)将步骤1)和步骤2)的溶液按降解多肽产物过量混合并搅拌均匀后，调节pH至9，然后升温至35℃，反应2h，即可得到含有化合物A的溶液，浓缩并喷雾干燥即可。
所述的步骤3)中，按降解多肽产物的分子量为1000计，降解多肽产物与三聚氰胺加入量的摩尔比为8：1。
实施例4：
一种用于油田的环保型长效防垢剂，按照以下重量百分比的原料配比而成：柠檬酸0.2％、亚硫酸钠1％、甘油1％、聚丙烯酸钠3％、化合物A 4％、高效分散剂8％、缓蚀剂15％、引发剂0.3％、胶结剂0.2％和去离子水余量。
一种用于油田的环保型长效防垢剂的制备方法，包括以下步骤：
A、将反应容器的搅拌速度控制在180rpm，加入柠檬酸、亚硫酸钠和去离子水，搅拌25min；
B、调节温度至80℃，加入甘油、聚丙烯酸钠、化合物A和单甲氧基聚乙二醇，调节转速至250rpm，继续搅拌60min；
C、将转速调节至500rpm，加入缓蚀剂并向反应容器中通入氮气，一段时间后，检测氧气浓度低于100ppm,开始缓慢加入过氧化氢和环氧树脂系胶结剂，加完后继续搅拌120min，静置并析出沉淀；
D、2500rpm离心，取固体物质干燥，即可。
所述的化合物A的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应器中加入水、三聚氰胺和甲醛，其中三聚氰胺:甲醛的摩尔比为4：1，搅拌均匀后，用氢氧化钠溶液调节pH至11，然后升温至50℃，反应5h，降温至室温；
2)往反应器中加入质量分数为15％的大豆蛋白粉溶液、氢氧化钠溶液，搅拌均匀后，调节pH至12，然后升温至50℃，反应1.5h，降温至室温，获得降解多肽产物；
3)将步骤1)和步骤2)的溶液按降解多肽产物过量混合并搅拌均匀后，调节pH至8，然后升温至45℃，反应1h，即可得到含有化合物A的溶液，浓缩并喷雾干燥即可。
所述的步骤3)中，按降解多肽产物的分子量为1000计，降解多肽产物与三聚氰胺加入量的摩尔比为15：1。
对比例1
将实施例2中的苯甲酸、二乙烯三胺、丙烯酸三元共聚物去除，其余制备方法不变。
对比例1与实施例2制备的防垢剂，使用效果相互对比，发现实施例2的防垢剂可保证2年内不产生污垢或者水垢；而使用对比例1的防垢剂，3个月内就会产生污垢和水垢；故防垢剂中加入缓蚀剂之后既有了良好的防垢效果同时也有很好的缓释效果，达到长效防垢的效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于油田的环保型长效防垢剂，其特征在于，按照以下原料配比而成：柠檬酸、亚硫酸钠、甘油、聚丙烯酸钠、化合物A、高效分散剂、缓蚀剂、引发剂、胶结剂和去离子水；
所述的化合物A的化学式为：
Figure FDA0002820987380000011
所述的缓蚀剂为苯甲酸、二乙烯三胺、丙烯酸三元共聚物。
2.如权利要求1所述的用于油田的环保型长效防垢剂，其特征在于，所述的高效分散剂为单甲氧基聚乙二醇。
3.如权利要求1所述的用于油田的环保型长效防垢剂，其特征在于，所述的缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将乙醇溶剂、苯甲酸和二甲苯加入到容器中，再加入催化剂硼酸和沸石，加热至100℃，开始滴加二乙烯三胺，温度调至80℃，然后滴加丙烯酸，80℃反应4h；即可；
所述的缓蚀剂中，苯甲酸、二乙烯三胺、丙烯酸的摩尔比为1:(0.8-1.2)：(1.0-1.4)。
4.如权利要求1所述的用于油田的环保型长效防垢剂，其特征在于，所述的引发剂为过氧化氢。
5.如权利要求1所述的用于油田的环保型长效防垢剂，其特征在于，所述的胶结剂为环氧树脂系胶结剂。
6.如权利要求1-5任一所述的用于油田的环保型长效防垢剂，其特征在于，按照以下重量百分比的原料配比而成：柠檬酸0.2-0.5％、亚硫酸钠0.2-1％、甘油1-7％、聚丙烯酸钠1-3％、化合物A 4-10％、高效分散剂2-8％、缓蚀剂15-25％、引发剂0.1-0.3％、胶结剂0.2-0.6％和去离子水余量。
7.如权利要求1所述的用于油田的环保型长效防垢剂，其特征在于，其制备方法，包括以下步骤：
A、将反应容器的搅拌速度控制在120-180rpm，加入柠檬酸、亚硫酸钠和去离子水，搅拌25-40min；
B、调节温度至60-80℃，加入甘油、聚丙烯酸钠、化合物A和单甲氧基聚乙二醇，调节转速至250-350rpm，继续搅拌45-60min；
C、将转速调节至500-600rpm，加入缓蚀剂并向反应容器中通入氮气，一段时间后，检测氧气浓度低于100ppm,开始缓慢加入过氧化氢和环氧树脂系胶结剂，加完后继续搅拌90-120min，静置并析出沉淀；
D、2500-3000rpm离心，取固体物质干燥，即可。
8.如权利要求7所述的用于油田的环保型长效防垢剂，其特征在于，所述的化合物A的制备方法，包括以下步骤：
1)在反应器中加入水、三聚氰胺和甲醛，其中三聚氰胺:甲醛的摩尔比为(4-6)：1，搅拌均匀后，用氢氧化钠溶液调节pH至10-11，然后升温至50-60℃，反应3-5h，降温至室温；
2)往反应器中加入质量分数为15-25％的大豆蛋白粉溶液、氢氧化钠溶液，搅拌均匀后，调节pH至11-12，然后升温至50-60℃，反应0.5-1.5h，降温至室温，获得降解多肽产物；
3)将步骤1)和步骤2)的溶液按降解多肽产物过量混合并搅拌均匀后，调节pH至8-9，然后升温至35-45℃，反应1-2h，即可得到含有化合物A的溶液，浓缩并喷雾干燥即可。
9.如权利要求8所述的用于油田的环保型长效防垢剂，其特征在于，所述的步骤3)中，按降解多肽产物的分子量为1000计，降解多肽产物与三聚氰胺加入量的摩尔比为(8-15)：1。
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