环保型阻垢剂PESA的合成及表征.pdf

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1、研究石C油化工腐蚀与防护orrosion&ProtectioninPetrochemicalIndustry2010，27(4)·8·厂}k++十；H+一十+，十，一环保型阻垢剂PESA的合成及表征刘炜马喜平张斌陈士元熊俊杰李翠(1．西南石油大学化学与化工学院，四川成都610500；2．中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司，湖北潜江433123)摘要：以马来酸酐为原料，合成聚环氧琥珀酸(PESA)。分析了催化剂用量、环化pH值、环化温度、聚合温度和聚合时间对PESA阻CaSO垢性能的影响，得到PESA的最佳合成条件为催化剂用量2g，环化pH值为4，环化温度60℃，聚合

2、温度9OqC，聚合时间2h。对在最佳工艺条件下合成的产品进行了阻垢性能评价，当PESA加量为3mg／L时，对硫酸钙的阻垢率达98．2％。关键词：聚环氧琥珀酸合成防垢剂表征中图分类号：11E39文献标识码：A文章编号：1007—015X(2010)02—0008—03∞“环境友好型阻垢剂”是21世纪水处理剂的到最终产物PESA。一个发展方向。聚环氧琥珀酸(PESA)是20世纪1．3阻垢性能评价方法9O年代美国Betz实验室首先开发出来的一种无磷参照石油天然气行业标准SY／T5673—93“油无氮的“绿色”水处理剂⋯，随后国外对聚环氧琥田用防垢剂性能评定方法”】叫对合成产物

3、进行防珀酸及其衍生物的研究越来越多I4J，但国内对硫酸钙垢性能评价。合成产物的有效固含量按PESA及其衍生物的研究基本处于实验室阶4O％计。段-9J，难以得到广泛应用。采用以马来酸酐为原料的一步合成路线制得了聚环氧琥珀酸，并对影响2结果与讨论产物阻垢性能的因素进行了实验研究。2．1催化剂用量对产物阻垢率的影响保持马来酸酐9．8g，质量分数为50％的氢氧1实验部分化钠溶液，环化温度6O℃，环化pH值为4，聚合时1．1试剂与仪器间为2h，聚合温度为90℃不变，PESA加量主要试剂：双氧水(质量分数30％)、马来酸3mg／L，进行催化剂用量对产物阻CaSO垢性能酐、氢氧化钠、

4、氢氧化钙、钨酸钠、氯化钠、硫酸钠和影响的单因素实验，实验数据见图1。氯化钙、乙二胺四乙酸二钠以及钙羧酸指示剂，均为分析纯。主要仪器：JB90一D型强力搅拌机，HH—S11型电热恒温水浴锅，DZF一6050真空干燥和分析天平。1．2合成在烧杯中加入9．8g马来酸酐和一定量的去离子水，搅拌溶解后倒人三口烧瓶中。用恒压滴液图1催化剂用量对产物阻垢性能的影响漏斗滴加一定量的氢氧化钠溶液，当水浴温度升至60℃时，加入催化剂。后使用恒压滴液漏斗匀速由图1可知：催化剂用量小于2g时，产物的滴加一定量的质量分数为30％的双氧水，保持水阻垢率随着用量的增大而增大，超过2g时，阻垢浴温度不

5、变反应2h后，用质量分数为50％的氢收稿日期：2009—11—23；修稿日期：2010—04—02。氧化钠溶液调节pH值，升温，当升至一定温度时，作者简介：刘炜(1985一)，男，西南石油大学应用化学专业分批加人引发剂，保持温度不变反应一段时间，得硕士研究生，主要从事采油技术及处理剂的研究。第4期刘炜等．环保型阻垢剂PESA的合成及表征·9·率却随用量的增加而减小。这是因为催化剂影响这是由于在较低温度时，随着环化温度的升高，顺环化产物的产率，催化剂含量较低时，生成的产物丁烯二酸钠的氧化速率变快，中间产物环氧琥珀酸主要为环氧琥珀酸钠；催化剂含量较高时，生成副钠的产率提高，

6、产物的质量浓度就越高，阻垢性能产物酒石酸。所以，催化剂用量为2g时，产物具就越好；当温度过高时，双氧水发生水解的速率加有较好的阻垢率。快，影响中间产物环氧琥珀酸钠的生成，同时，环氧2．2环化pH值对产物阻垢率的影响琥珀酸钠在温度较高时也会发生副反应生成酒石保持马来酸酐9．8g，质量分数为50％的氢氧酸，导致产物的质量浓度不高，产物的阻垢能力下化钠溶液，环化温度60℃，催化剂用量为2g，聚合降。所以，环化的最佳温度为60。【=。时间为2h，聚合温度为90℃不变，PESA加量2．4聚合温度对产物阻垢率的影响3mg／L，进行环化pH值对产物阻CaSO垢性能影保持马来酸酐9．8

7、g，质量分数为50％的氢氧响的单因素实验，实验数据见图2。化钠溶液，催化剂用量为2g，环化pH值为4，环化1o0温度60℃，聚合时间为2h不变，PESA加量90803mg／L，进行聚合温度对产物阻CaSO垢性能影70响的单因素实验，实验数据见图4。．60糌50蜾40loo盛309O2080107OO塞蓁2O图2环化pH值对产物阻垢率的影晌1OO由图2可见：在强酸环境中，生成的中间产物环氧琥珀酸钠容易和氢离子发生副反应，水解生成酒图4聚合温度对产物阻垢率的影响石酸钠；pH值增大会加快双氧水的分解，使双氧水氧化能力降低，马来酸钠不能充分环氧化