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TETHMPS與高效分散劑A復配用于鋇鍶阻垢的性能研究

油田生產過程中,壓力、溫度的變化或不相容的水相混合,會造成管道結垢,影響生產。特別是我國很多油田已進入高含水期,結垢問題尤為突出。導致結垢的原因有很多,最為常見的是碳酸鹽垢,這種垢類易酸化去除,危害相對較小;另一類硫酸鹽垢尤其是鋇鍶垢,一旦形成很難清除,危害較大。本文合成的三乙烯四胺六甲叉磷酸鈉(TETHMPS)與高效分散劑A具有高螯合和分散性能,對硫酸鋇和硫酸鍶垢有良好的阻垢效果。

1  實驗部分

1.1材料與儀器

氯化鈉、氯化鋇、硫酸鈉、氯化鍶等均為分析純;亞磷酸、鹽酸、甲醛、三乙烯四胺均為工業品。

氨-氯化銨緩沖溶液(pH=10)、0.01mol/L的EDTA標準溶液。

           

四口燒瓶、電動攪拌機、恒壓滴液漏斗、電加熱套、真空泵、電熱恒溫烤箱等。

1.2復配藥劑
1.2.1三乙烯四胺六亞甲基膦酸鈉(TETHMPS)的合成

按照一定比例把三乙烯四胺、鹽酸和亞磷酸混合均勻,升溫至95℃滴加甲醛,滴加結束后在110-115℃保溫3h。然后抽負壓外蒸,用32%氫氧化鈉溶液調pH值10-11,即得到紅棕色的TETHMPS。

1.2.2復配藥劑

將高效分散劑A與TETHMPS按照2:1、1:1、1:2質量比復配,加水稀釋至一定濃度。

1.2.3硫酸鋇鍶阻垢性能的測定

按SY/T 5673-93[6]進行評價阻垢劑的阻垢性能,其中Ba2 、Sr2 濃度的測定利用車苗葉改進的EDTA容量法[3]。

2  結果與討論

2.1對BaSO4垢的阻垢率

分別測定高效分散劑A、TETHMPS及其復配的藥劑對硫酸鋇垢的阻垢性能,結果見圖1。

圖片.png

              
圖1  TETHMPS、A及復配劑對硫酸鋇垢的阻垢性能

從圖1看出,當藥劑濃度在10mg/L左右時,TETHMPS阻硫酸鋇垢稍好于分散劑A;藥劑濃度大于20mg/L,高效分散劑A阻硫酸鋇垢能力好于TETHMPS。但是藥劑濃度在40-50mg/L,兩者阻硫酸鋇垢能力都很好,均大于80%。觀察復配藥劑的結果看出,兩種單劑沒有明顯的協同增效作用。

2.2對SrSO4垢的阻垢率

分別測定高效分散劑A、TETHMPS及其復配的藥劑對硫酸鋇垢的阻垢性能,結果見圖2。

圖片.png

                             圖2  TETHMPS、分散劑A及復配劑對硫酸鍶垢的阻垢性能

從圖2看出,TETHMPS濃度從10mg/L增加到40mg/L,對硫酸鍶的阻垢率由8%突躍至63%;當濃度進一步增加時,阻垢率變化不明顯。高效分散劑A濃度由10mg/L增加到40mg/L,對硫酸鍶的阻垢率由11%增加至48%,突躍變化不明顯。從圖上看出單劑TETHMPS對硫酸鍶的阻垢性能優于分散劑A。把TETHMPS和高效分散劑A按一定質量比復配考察阻垢性能,實驗結果表明存在協同增效作用。特別是把TETHMPS和分散劑A按2:1和1:1質量比復配,復配劑濃度為30mg/L時,增效作用明顯。TETHMPS和分散劑A按2:1復配,復配劑濃度為50mg/L時,對硫酸鍶的阻垢率>80%。

2.2與其他企業鋇鍶阻垢劑性能對比

把TE:A=2:1與某企業的鋇鍶阻垢劑做對比,對于硫酸鋇與硫酸鍶的阻垢率分別見圖3和圖4。

圖片.png
圖3  TE:PE=2:1和某企業的藥劑對硫酸鋇垢的阻垢性能

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圖4  TE:PE=2:1和某企業的藥劑對硫酸鍶垢的阻垢性能

從圖3和圖4看出,兩種藥劑對于硫酸鋇垢的阻垢性能都很好,但是TE:A=2:1的鋇鍶阻垢劑對于硫酸鍶垢的阻垢性能明顯優于某企業的藥劑。

3 結論

高效分散劑A阻硫酸鋇垢性能稍優于TETHMPS,但對于硫酸鍶垢TETHMPS的阻垢效果要好于高效分散劑A。基于環保和經濟方面的考慮對兩種單機進行復配,結果表明在阻硫酸鍶垢方面表現出良好的協同增效作用。當TETHMPS與高效分散劑A按2:1質量比復配,加藥量在50mg/L時對于硫酸鋇、鍶垢的阻垢率均大于80%。

參考文獻
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[5] 姚培正,包秀萍,郭麗梅,等.油田水處理劑的阻垢機理及其研究進展[J].杭州化工,2009,39(1):16-19.
[6] 中國石油天然氣總公司油田化學專業標準化技術委員會.SY/T 5673-93《油田用防垢劑性能評價方法》[S].北京:中國標準出版社,1993.

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