耐高温防垢剂的合成与性能研究

发布时间：2017-09-10 16:12

  本文关键词：耐高温防垢剂的合成与性能研究

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【摘要】：工业用水及生活用水量的不断增加导致原本紧张的水资源现状变得更加严峻,水处理剂随之发展。其中阻垢剂因特有防垢、分散能力,得到广泛使用。随着人们环保意识增加及环保法规的出台,对水处理剂要求更加严苛。新型高效低廉的水处理剂的开发已成为水处理领域亟待解决的课题本文选择马来酸酐(MA)、丙烯酸(AA)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)及对苯乙烯磺酸钠(SSS)等为单体,次亚磷酸钠为链转移剂,过硫酸铵为引发剂,采用自由基聚合方式合成目标产物。在静态实验条件下,按照国标方法,以共聚物对碳酸钙阻垢性能为指标,考察单体加入量、引发剂及链转移剂用量、反应温度和反应时间等因素对合成产物阻垢性能的影响。结果表明:三元共聚物在聚合时间2h,聚合温度80℃,AA、MA质量比2:1,AMPS用量为AA、MA总质量的20%,引发剂用量为单体总质量10%,链转移剂的用量为单体总质量15%,阻垢率为86.7%;四元聚合物阻垢剂在聚合温度90℃,聚合时间3h,AA、MA的质量比为5:3,AMPS用量为为AA、MA总质量的20%,SSS与AMPS质量比为1:6,引发剂用量为单体总质量10%,链转移剂的用量为单体总质量15%,阻垢率达91.6%。三元共聚物固体含量为27.86%,游离单体含量为79.13%;四元共聚物则分别为31.02%、78.66%。在静态模拟70℃高温水溶液中,测试时间12h,对两种阻垢剂阻垢性能进行测定,结果表明:四元共聚物阻垢剂阻垢性能更优,最优加入量为50mg/L;测试时间96h阻垢率超过73.2%;钙离子浓度达到1250mg/L时防垢率为81%;12h、80℃时防垢率仍保持77.1%;加入量为35mg/L时,对硫酸钙的阻垢率为80.4%。并与已工业化阻垢剂性能对比,共聚物阻垢效果优于其他产品。分散性测试结果表明合成产物具有很好的氧化铁分散效果;对溶液中碳酸钙形成时电导率变化,以及对垢样XRD、扫描电镜分析,初步探讨聚合物对碳酸钙垢的阻垢机理。
【关键词】：SSS 共聚物阻垢剂 阻垢性能 阻垢机理
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ085.4
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 文献综述9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 油田结垢问题研究9-13
• 1.2.1 国内油田结垢现状10
• 1.2.2 国外油田结垢现状10-11
• 1.2.3 油田结垢机理分析11-13
• 1.3 常用阻垢方法13-15
• 1.3.1 物理法13-14
• 1.3.2 机械法14
• 1.3.3 化学法14-15
• 1.4 阻垢剂的阻垢机理15-17
• 1.4.1 鳌合、增溶作用15-16
• 1.4.2 分散作用16
• 1.4.3 晶格畸变作用16
• 1.4.4 溶限效应16
• 1.4.5 双电层作用机理16
• 1.4.6 静电斥力作用16-17
• 1.4.7 再生-自解脱膜假说17
• 1.5 阻垢剂的种类及发展17-20
• 1.5.1 天然聚合物阻垢剂17-18
• 1.5.2 聚合物阻垢剂18
• 1.5.3 共聚物阻垢剂18-19
• 1.5.4 阻垢剂的发展方向19-20
• 1.6 本课题的目的和意义20-21
• 第二章 共聚物的合成与表征21-43
• 2.1 实验药品与仪器21-22
• 2.1.1 主要药品21-22
• 2.1.2 主要仪器22
• 2.2 共聚物的合成及表征22-41
• 2.2.1 实验方案设计22-24
• 2.2.2 共聚物的合成及评价方法24-25
• 2.2.3 共聚物的表征25-27
• 2.2.4 AA/MA/AMPS合成工艺研究27-33
• 2.2.5 AA/MA/AMPS/SSS合成工艺研究33-40
• 2.2.6 共聚物的表征40-41
• 本章小结41-43
• 第三章 阻垢性能研究43-59
• 3.1 实验仪器及药品43-44
• 3.1.1 实验仪器43
• 3.1.2 实验药品43-44
• 3.2 阻垢性能研究与阻垢机理探讨44-46
• 3.2.1 共聚物阻垢性能测定方法44-45
• 3.2.2 阻垢机理探讨方法45-46
• 3.3 结果与讨论46-57
• 3.3.1 阻垢剂用量对碳酸钙阻垢能力测定46
• 3.3.2 阻垢剂在不同Ca2+浓度时的防垢能力46-47
• 3.3.3 时间对阻垢剂防垢效果影响47-48
• 3.3.4 温度对阻垢剂阻垢率的影响48-49
• 3.3.5 阻垢剂与其他已工业化防垢剂性能对比49-51
• 3.3.6 防垢剂对硫酸钙阻垢能力评价51-52
• 3.3.7 防垢剂对分散氧化铁能力评价52-53
• 3.3.8 电导率的测定53-54
• 3.3.9 Zeta电位测定54-55
• 3.3.10 X-射线分析法55-56
• 3.3.11 晶体形态扫描电镜分析56-57
• 本章小结57-59
• 结论59-60
• 参考文献60-65
• 致谢65-66
• 附录 1 碳酸钙阻垢剂评价方法66-68
• 附录 2 硫酸钙阻垢剂评价方法68-69

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本文编号：825296