CN105621637B - 一种防腐阻垢剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防腐阻垢剂，按照摩尔百分比由以下组分组成：羟基亚乙级二磷酸10％‑30％，丙烯酸10％‑15％，聚丙烯酸钠5％‑8％，2‑磷酸基丁烷‑1，2，4‑三羧酸10％‑15％，苯并三氮唑1％‑2％，去离子水30％‑50％；以上各组分百分比之和为100％。本发明还公开了该防腐阻垢剂的制备方法。本发明采用羟基亚乙级二磷酸和丙烯酸作为防腐阻垢剂的主要成分，以聚丙烯酸钠和具有膦酸和羧酸的结构特性的2‑磷酸基丁烷‑1，2，4‑三羧酸为重要原料，上述四种原料复配到一起，达到更佳的防腐阻垢效果，最后与苯并三氮唑的复配，更是增加了铜防腐的效果。该复配的防腐阻垢剂稳定性较好，不宜分解、失效，能有效防止管线及设备的结垢和腐蚀，从而达到保护管线及设备、延长使用寿命的效果。
Description
技术领域
本发明属于油田水系统环保技术领域，具体涉及一种防腐阻垢剂，本发明还涉及该防腐阻垢剂的制备方法。
背景技术
在油田的开发过程中会产生大量污水，若将其任意排放，不仅浪费了水资源，而且会对环境造成严重污染，最好的方式是将其重新注入地下进行循环使用。但是这些污水经由地下与原油接触，常含有硫化氢、二氧化碳、氧气、细菌、机械杂质等，从而引起管线和设备的腐蚀、结垢、地层堵塞等问题，严重影响油田的正常生产。因此，一种适合应用于油田水系统中、能够有效防止水垢产生、进而避免设备腐蚀损坏的防腐阻垢剂亟待提出。
发明内容
本发明的目的是提供一种防腐阻垢剂，能够有效防止水垢产生、进而避免设备腐蚀损坏，解决现有技术中油田水系统中产生的污水引起管线及设备腐蚀、结垢进而影响油田正常生产的问题。
本发明的另一个目的是提供该防腐阻垢剂的制备方法。
本发明所采用的技术方案是：一种防腐阻垢剂，按照摩尔百分比由以下组分组成：羟基亚乙基二膦酸10％-30％，丙烯酸10％-15％，聚丙烯酸钠5％-8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸10％-15％，苯并三氮唑1％-2％，去离子水30％-50％；以上各组分百分比之和为100％。
本发明的特点还在于：
优选地，该防腐阻垢剂按照摩尔百分比由以下组分组成：羟基亚乙基二膦酸20％-28％，丙烯酸12％-15％，聚丙烯酸钠6％-8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸11％-15％，苯并三氮唑1.5％-2％，去离子水40％-45％；以上各组分百分比之和为100％。
进一步优选地，该防腐阻垢剂按照摩尔百分比由以下组分组成：羟基亚乙基二膦酸25％，丙烯酸12％，聚丙烯酸钠6％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸15％，苯并三氮唑2％，去离子水40％；以上各组分百分比之和为100％。
本发明的另一个技术方案是：
一种上述防腐阻垢剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤1、按照权利要求1或2或3中所述的摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸，丙烯酸，聚丙烯酸钠，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，苯并三氮唑以及去离子水；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中进行加热；
步骤5、在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，直至溶液A和溶液B全部滴完为止；
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应；
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
本发明另一个技术方案的特点还在于：
步骤4中的加热温度为48±2℃。
步骤5中使用反应釜搅拌器进行搅拌。
步骤5中滴加溶液A和溶液B时的温度保持在50±2℃。
步骤6中溶液A和溶液B在反应釜中持续反应2小时，温度保持在50±2℃。
本发明的有益效果是：本发明采用羟基亚乙基二膦酸和丙烯酸作为防腐阻垢剂的主要成分，以聚丙烯酸钠和具有膦酸和羧酸的结构特性的2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸为重要原料，上述四种原料复配到一起，达到更佳的防腐阻垢效果，最后与苯并三氮唑的复配，更是增加了铜防腐的效果。该复配的防腐阻垢剂稳定性较好，不宜分解、失效，能有效防止管线及设备的结垢和腐蚀，从而达到保护管线及设备、延长使用寿命的效果。
附图说明
图1为本发明制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
一种防腐阻垢剂，按照摩尔百分比由以下组分组成：羟基亚乙基二膦酸10％-30％，丙烯酸10％-15％，聚丙烯酸钠5％-8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸10％-15％，苯并三氮唑1％-2％，去离子水30％-50％；以上各组分百分比之和为100％。
优选地，该防腐阻垢剂按照摩尔百分比由以下组分组成：羟基亚乙基二膦酸20％-28％，丙烯酸12％-15％，聚丙烯酸钠6％-8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸11％-15％，苯并三氮唑1.5％-2％，去离子水40％-45％；以上各组分百分比之和为100％。
进一步优选地，该防腐阻垢剂按照摩尔百分比由以下组分组成：羟基亚乙基二膦酸25％，丙烯酸12％，聚丙烯酸钠6％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸15％，苯并三氮唑2％，去离子水40％；以上各组分百分比之和为100％。
一种上述防腐阻垢剂的制备方法，具体步骤如下：
步骤1、按照上述摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸，丙烯酸，聚丙烯酸钠，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，苯并三氮唑以及去离子水；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中，加热温度为48±2℃；
步骤5、使用反应釜搅拌器在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，温度保持在50±2℃，直至溶液A和溶液B全部滴完为止。
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应，反应时间为2小时，温度保持在50±2℃。
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
本发明中各组分作用如下：
羟基亚乙基二膦酸(HEDP)：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，能够溶解金属表面的氧化物。
丙烯酸：能够将碳酸钙、硫酸钙等盐类的微晶或泥沙分散于水中不沉淀，达到阻垢目的。
聚丙烯酸钠(PAAS)：能够起到分散阻垢作用，可在碱性条件下运行不结垢。
2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸：具备良好的阻垢和缓蚀性能，并且其在高温下阻垢性能依然很好，能够提高锌的溶解度。
苯并三氮唑：金属的防锈剂，尤其对铜防腐具有优良的效果。
去离子水：溶解作用。
实施例1：
步骤1、按照摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸10％，丙烯酸15％，聚丙烯酸钠8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸15％，苯并三氮唑2％，去离子水50％，以上各组分百分比之和为100％；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中，加热到48℃；
步骤5、使用反应釜搅拌器在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，温度保持在52℃，直至溶液A和溶液B全部滴完为止；
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应，反应时间为2小时，温度保持在50℃。
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
实施例2：
步骤1、按照摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸30％，丙烯酸10％，聚丙烯酸钠5％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸15％，苯并三氮唑2％，去离子水38％，以上各组分百分比之和为100％；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中，加热到46℃；
步骤5、使用反应釜搅拌器在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，温度保持在50℃，直至溶液A和溶液B全部滴完为止；
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应，反应时间为2小时，温度保持在52℃。
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
实施例3：
步骤1、按照摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸30％，丙烯酸15％，聚丙烯酸钠8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸15％，苯并三氮唑2％，去离子水30％，以上各组分百分比之和为100％；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中，加热到50℃；
步骤5、使用反应釜搅拌器在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，温度保持在48℃，直至溶液A和溶液B全部滴完为止；
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应，反应时间为2小时，温度保持在48℃。
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
实施例4：
步骤1、按照摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸30％，丙烯酸15％，聚丙烯酸钠8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸12％，苯并三氮唑1％，去离子水34％，以上各组分百分比之和为100％；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中，加热到50℃；
步骤5、使用反应釜搅拌器在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，温度保持在48℃，直至溶液A和溶液B全部滴完为止；
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应，反应时间为2小时，温度保持在48℃。
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
实施例5：
步骤1、按照摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸30％，丙烯酸15％，聚丙烯酸钠8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸10％，苯并三氮唑1.5％，去离子水35.5％，以上各组分百分比之和为100％；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中，加热到48℃；
步骤5、使用反应釜搅拌器在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，温度保持在50℃，直至溶液A和溶液B全部滴完为止；
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应，反应时间为2小时，温度保持在50℃；
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
实施例6：
步骤1、按照摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸28％，丙烯酸13％，聚丙烯酸钠6.2％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸11％，苯并三氮唑1.8％，去离子水40％，以上各组分百分比之和为100％；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中，加热到48℃；
步骤5、使用反应釜搅拌器在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，温度保持在50℃，直至溶液A和溶液B全部滴完为止；
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应，反应时间为2小时，温度保持在50℃；
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
实施例7：
步骤1、按照摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸20％，丙烯酸15％，聚丙烯酸钠8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸13.5％，苯并三氮唑1.5％，去离子水42％，以上各组分百分比之和为100％；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中，加热到48℃；
步骤5、使用反应釜搅拌器在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，温度保持在50℃，直至溶液A和溶液B全部滴完为止；
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应，反应时间为2小时，温度保持在50℃；
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
实施例8：
步骤1、按照摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸20％，丙烯酸12％，聚丙烯酸钠8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸13.5％，苯并三氮唑1.5％，去离子水45％，以上各组分百分比之和为100％；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中，加热到48℃；
步骤5、使用反应釜搅拌器在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，温度保持在50℃，直至溶液A和溶液B全部滴完为止；
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应，反应时间为2小时，温度保持在50℃；
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
实施例9：
步骤1、按照摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸25％，丙烯酸12％，聚丙烯酸钠6％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸15％，苯并三氮唑2％，去离子水40％，以上各组分百分比之和为100％；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中，加热到48℃；
步骤5、使用反应釜搅拌器在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，温度保持在50℃，直至溶液A和溶液B全部滴完为止；
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应，反应时间为2小时，温度保持在50℃；
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
实施例9中的配比为本发明的最优配比，采用该配比，使得复配而成的防腐阻垢剂的防腐效果十分明显，使得该防腐阻垢剂稳定性较好，不易分解、失效，能有效防止系统的结垢和腐蚀，从而达到保护设备、延长使用寿命的效果。
Claims (7)
1.一种防腐阻垢剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1、按照摩尔百分比分别称取羟基亚乙基二膦酸，丙烯酸，聚丙烯酸钠，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，苯并三氮唑以及去离子水；
其中，按照摩尔百分比由以下组分组成：羟基亚乙基二膦酸10％-30％，丙烯酸10％-15％，聚丙烯酸钠5％-8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸10％-15％，苯并三氮唑1％-2％，去离子水30％-50％；以上各组分百分比之和为100％；
步骤2、将去离子水按照1:1:1:1的比例分为四份；将聚丙烯酸钠用一份去离子水溶解均匀后，加入丙烯酸、羟基亚乙基二膦酸、2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸，最后再加入一份去离子水溶解配成溶液A；
步骤3、将苯并三氮唑用一份去离子水溶解配成溶液B；
步骤4、将剩余的一份去离子水加入到反应釜中进行加热；
步骤5、在搅拌状态下向反应釜中同时滴加溶液A和溶液B并进行加热，直至溶液A和溶液B全部滴完为止；
步骤6、溶液A和溶液B滴加完毕后，在反应釜中进行持续反应；
步骤7、停止加热，冷却至常温，得成品。
2.根据权利要求1所述的防腐阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4中的加热温度为48±2℃。
3.根据权利要求1所述的防腐阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤5中使用反应釜搅拌器进行搅拌。
4.根据权利要求1所述的防腐阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤5中滴加溶液A和溶液B时的温度保持在50±2℃。
5.根据权利要求1所述的防腐阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤6中溶液A和溶液B在反应釜中持续反应2小时，温度保持在50±2℃。
6.根据权利要求1所述的防腐阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中：按照摩尔百分比分别称取以下组分：羟基亚乙基二膦酸20％-28％，丙烯酸12％-15％，聚丙烯酸钠6％-8％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸11％-15％，苯并三氮唑1.5％-2％，去离子水40％-45％；以上各组分百分比之和为100％。
7.根据权利要求1所述的防腐阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1中：按照摩尔百分比分别称取以下组分：羟基亚乙基二膦酸25％，丙烯酸12％，聚丙烯酸钠6％，2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸15％，苯并三氮唑2％，去离子水40％；以上各组分百分比之和为100％。
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