摘要
随着国内油田注水开采及地面管网混输程度增加，结垢问题日益突出严重。特别是钡锶垢一旦形成，容易造成井下抽油杆磨损易卡、地面管网输送能力变差等严重后果。因此，研究高效的钡锶阻垢剂具有重要的现实意义。 本文针对该问题，采用优化合成、改性复配等方法研制了环保增效钡锶阻垢剂EBS。首先，设计正交实验优化聚环氧琥珀酸（PESA）的合成条件。以马来酸酐（MAH）为原料，在氢氧化钠水解开环作用下，加入氧化剂过氧化氢、催化剂钨酸钠进行环氧化反应，生成环氧琥珀酸（钠），再以氢氧化钙引发催化发生聚合反应，制得聚环氧琥珀酸。其次，将优化合成产物与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）共聚进行改性。并将改性产物与TH-607B复配形成阻垢剂EBS，通过静态、动态试验研究其阻垢性能。最后，研究不同阳离子的螯合作用对合成反应聚合阶段的影响。 优化聚环氧琥珀酸最佳合成条件是：NaOH:MAH:Ca(OH)2=1:1:0.1、环化温度90℃、环化时间4h、30%过氧化氢加量8mL、钨酸钠加量0.2g、聚合温度90℃、聚合时间2h。在70℃恒温水浴中静置16小时后阻垢率为87%。通过红外光谱分析产物具备应有基团特征峰。改性实验结果表明当聚合配比为1:0.8、反应时间2.5h、反应温度90℃时产物阻垢率达到92%。将改性聚环氧琥珀酸与目前临盘油田使用的钡锶阻垢剂TH-607B复配，发现同比例混合时阻垢效果最好，且两者具有良好的协同稳定效果。复配产物（EBS）在浓度为10mg·L-1时阻垢率达到95%。对EBS进行吸附性、MIC值等进行实验测定，实验结果表明EBS的MIC值为0.6mg·L-1,吸附/解吸附性能良好。在最佳反应条件下加入不同阳离子合成聚环氧琥珀酸，通过测定产物阻垢率间接反映螯合作用的影响。实验结果表明在钙离子螯合作用下合成的聚环氧琥珀酸阻垢效果最佳，金属阳离子螯合能力由强至弱依次为：Ca2+gt;Al3+gt;Fe2+gt;Cu2+gt;Zn2+gt;Fe3+gt;Mg2+。
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