天冬氨酸-衣康酸共聚物对碳酸钙阻垢性能研究
聚天冬氨酸-丝氨酸接枝聚合物的合成及阻垢性能
•24 *装备环境工程EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING第14卷第12期2017年12月聚天冬氨酸-丝氨酸接枝聚合物的合成及阻垢性能李彬\宋文文2,张娟涛3,李循迹2,孙晓玉4,张军平4(1.新疆塔里木油田建设有限责任公司化学助剂厂，新疆库尔勒841000; 2.中国石油塔里木油田分公司，新疆库尔勒841000; 3.石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室，西安710077;4.西北工业大学理学院应用化学系，西安710129)摘要：目的研究聚天冬氨酸-丝氨酸接枝聚合物的阻垢性能。
方法以聚琥珀酰亚胺为母体，以丝氨酸为接 枝单体，合成出聚天冬氨酸-丝氨酸接枝聚合物（PASPSE),采用静态阻垢法分别考察了聚合时间、聚合温 度、原料配比对产物阻垢性能的影响。
结果聚天冬氨酸-丝氨酸接枝聚合物合成的最佳条件为聚合时间18 h、聚合温度55 °C、聚琥珀酰亚胺与丝氨酸原料配比（摩尔比）为1:1。
该接枝聚合物对CaC03垢具有良好的 螯合分散作用，其CaC03阻垢率随温度的升高、工作时间的延长、HC03-与Ca2+含量之比的增大而降低。
在90 °C高温环境下，10 mg/L PASPSE的阻垢率可达95.5%。
结论在高温水系统中，PASPSE对CaC03垢 具有较好的阻垢性能。
关键词：聚天冬氨酸；丝氨酸；接枝共聚物；阻垢剂DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2017.12.005中图分类号：TJ04 文献标识码：A文章编号：1672-9242(2017)12-0024-06Poly(aspartic acid)-Serine Grafted Copolymer and Its Scale-Inhibition Performance LI Bin1, SONG Wen-wen2, ZHANG Juan-tao3, LIXun-ji2, SUNXiao-yu4, ZHANG Jun-ping*(l.Chmical Additives Factory, Xinjiang Tarim Oilfield Construction Co., Ltd, Korla 841000, China; 2.Tarim Oilfield Company, Petro China, Korla 841000, China; 3.State Key Laboratory for Performance and Structure Safety of Petroleum Tubular Goods and Equipment Materials, Xi'an 710077, China; 4.Department of A pplied Chemistry, College of Science, Northwestern Poly-technical University, Xi'an 710129, China)ABSTRACT: Objective To study the scale inhibition of poly (aspartic acid)-serine graft polymer. Methods Poly(aspartic acid)-serine grafted copolymer (PASPSE) was synthesized with polysuccinimide and serine as matrix and monomer re- spectively. Effects of polymerization time，reaction temperature and molar ratio on the scale inhibition perfomance of t k copolymer were analyzed with the static scale inhibition method. Results The best synthesize addition was gotten as: 18 h of reaction, 55 °C, and 1:1 polysuccinimide/serine. PASPSE had good chelating and dispersing effect on CaC〇3 scale. The scale inhibition efficiency of PASPSE on CaC03scale decreased with the increase of temperature, time and Ra- rio(mHc〇3_:/W c a2+). In the high temperature environment of 90 "C, the cmstation inhibitor efficiency of 10 mg/L PASPSE was 95.5%. Conclusion PASPSE has good scale inhibition performance on CaC03 in high temperature systems.KEYWORDS: polyaspartic acid; serine; grafted copolymer; scale inhibitor收稿日期：2017-08-10;修订日期：2017-09-26作者简介：李彬（1971—，），男，工程师，主要研究方向为管道防腐。
绿色环保型三元共聚物阻垢剂的合成及其性能研究
Hans Journal of Chemical Engineering and Technology 化学工程与技术, 2022, 12(2), 57-67 Published Online March 2022 in Hans. http://www.hanspub.org/journal/hjcet https://doi.org/10.12677/hjcet.2022.122009
文章引用: 王明超, 王鹏. 绿色环保型三元共聚物阻垢剂的合成及其性能研究[J]. 化学工程与技术, 2022, 12(2): 57-67. DOI: 10.12677/hjcet.2022.122009
绿色环保型三元共聚物阻垢剂的合成及其性能研究
王明超1，王 鹏2 1山东科技大学安全与环境工程学院，山东 青岛
2山东科技大学化学与生物工程学院，山东 青岛
收稿日期：2022年1月28日；录用日期：2022年2月22日；发布日期：2022年3月1日
摘 要 以衣康酸(IA)、丙烯酰胺(AM)和3-烯丙氧基-2-羟基-1-丙磺酸钠(AHPSE)为原料，过硫酸钾(K2S2O8
)为引
发剂，异丙醇为链转移剂，通过水溶液自由基聚合的方法合成新型绿色无磷的三元共聚物阻垢剂IA-AM-AHPSE。以碳酸钙阻垢率为评价标准，利用单因素法讨论了聚合工艺条件对共聚物阻垢效果的影
响，得出最佳聚合工艺条件。结果表明，n (IA):n (AM):n (AHPSE)为5:0.6:1，引发剂用量为10%，反应时间为4 h，链转移剂用量为9%，反应温度为70℃，合成的共聚物阻垢性能最佳，在用量为120 mg/L时对碳酸钙的阻垢率能达到65%。通过X射线粉末衍射仪和电子扫描电镜对阻垢剂机理进行探究。结果表明，合成的新型阻垢剂对水中碳酸钙垢的阻垢机理主要为晶格畸变作用减少晶体密集度，从而使结垢松散，不易聚集。
关键词 三元阻垢剂，共聚物，循环水处理，晶格畸变阻垢
衣康酸_丙烯酸二元共聚物的合成及其阻垢性能研究
系关的率垢阻与度浓 + 2aC 2表 。 2 表见系关率垢阻与 度 浓 + 2aC 得 测 , 下 度 浓 + 2aC 同 不 在 , h 6 为间时温 恒 , 8 为 值 H p 的水配 , L /gm 01 为量用物聚共 系关的率垢阻与度浓 + 2aC 212
系关的剂垢阻与量用物聚共 1表
— 0002 理处水业工 究研验试 ) 4 ( 0 2, 4 0
, 积体 AT DE 的耗消时物聚共有加为 1 V , 中式 × % 001
0 0V - 2V = )% ( 率垢阻 V - 1V
。 率垢阻算计式下按, 度浓子 离 钙 定 测 法 定 滴 合 络 AT DE 用 剂 示 指为 T 黑铬以 液滤量定一取, 滤过后温室至却冷出取, 间时定一温 恒并热加下值 H p 定一在 , 匀摇, 中水配的 - 2 3OC 和
涛西成 芳金韦 江光王 )270017, 安西西陕 ( 系工化学大业工北西
究研能性垢阻其及 成合的物聚共元二酸烯丙 — — — 酸康衣
期 4 第卷 02 第 4 . oN 02 . loV tn em taerT r e taW lair tsud nI 理处水业工 月 4 年 0002 0002, . r pA
・讯快 ・
91 - 70 - 9991 : 期日稿收
略 而 高 升 的 度 温 随 率 垢 阻 的 3OC aC 对 物聚共
。 授教副, 位
11 8 8 08 41 29 07 31 79 06 51 8 9 05 % /率垢阻
学 士 硕获 , 所 究 研 学 化 代 近 安西于业毕年 0991, 院学范 师炭煤北淮于业毕年 7891, 生年 3691, 江光王者作一第 ] 介简者作 [ 13991, 版出院学修进师程工器兵 1 ] M [ 工化细精 1 修敏曾 ] 7 [
26457851_聚环氧琥珀酸共聚物阻垢缓蚀性能的研究
聚环氧琥珀酸共聚物阻垢缓蚀性能的研究张一江1,刘会媛2,3,柳鑫华2,3,王磊2,3,李繁麟2,3(1.华北理工大学轻工学院,河北唐山063000;2.唐山师范学院化学系,河北唐山063000;3.唐山市绿色专用化学品重点实验室,河北唐山063000)[摘要]以马来酸酐(MA )、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS )为原料合成了一种绿色阻垢缓蚀剂聚环氧琥珀酸衍生物(PESA/AMPS ),利用EDTA 滴定法和分光光度法测定Ca 2+浓度,考察了其对CaCO 3和Ca 3(PO 4)2的阻垢性能,利用扫描电镜(SEM )研究其阻垢原理,极化曲线研究其缓蚀机理。
[关键词]聚环氧琥珀酸共聚物;碳酸钙;磷酸钙;阻垢缓蚀[中图分类号]X703[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2021)03-0088-05Scale inhibition and corrosion inhibition performance of PESA copolymerZhang Yijiang 1,Liu Huiyuan 2,3,Liu Xinhua 2,3,Wang Lei 2,3,Li Fanlin 2,3(1.Qinggong College ,North China University of Science and Technology ,Tangshan 063000,China ;2.Department of Chemistry ,Tangshan Normal University ,Tangshan 063000,China ;3.Tangshan Key Laboratory of Green Specialty Chemicals ,Tangshan 063000,China )Abstract :A green scale inhibitor and corrosion inhibitor PESA derivative (PESA/AMPS )was synthesized from the reactants of maleic anhydride (MA ),2-acrylamide 2-methyl-propanesulfonic acid (AMPS ).Ca 2+concentration was determined by EDTA titration and spectrophotometry ,and the ability of inhibiting scale of CaCO 3and Ca 3(PO 4)2wasinvestigated.The mechanism of scale and corrosion inhibition was studied by means of scanning electron microscope (SEM )and polarization curve.Key words :PESA copolymer ;calcium carbonate ;calcium phosphate ;scale and corrosion inhibition[基金项目]河北省钢铁联合自然基金(B2017209228);唐山师范学院博士基金(2018A04)聚环氧琥珀酸(PESA )分子中含有羧基,被认为是一种可生物降解的环境友好型聚合物,应用前景广阔。
聚天冬氨酸用于冲灰水闭路循环的阻垢试验研究
聚天冬氨酸用于冲灰水闭路循环的阻垢试验研究
于萍;张小霓;刘小玲;冯子毅;罗运柏
【期刊名称】《工业水处理》
【年(卷),期】2004(024)004
【摘要】对冲灰水回用系统的结垢原因进行了分析,选用无毒、具有生物降解性能的聚天冬氨酸作为阻垢剂用于华能岳阳电厂的冲灰水回水系统.实验室试验及现场的运行结果表明,该阻垢剂对冲灰水回用系统具有较好的阻垢效果.利用扫描电镜及X-衍射对其阻垢机理进行了研究.
【总页数】3页(P14-16)
【作者】于萍;张小霓;刘小玲;冯子毅;罗运柏
【作者单位】武汉大学化学与分子科学学院,湖北,武汉,430072;武汉大学化学与分子科学学院,湖北,武汉,430072;湖南省电力试验研究所,湖南,长沙,410007;华能岳阳电厂,湖南,岳阳,414002;武汉大学化学与分子科学学院,湖北,武汉,430072
【正文语种】中文
【中图分类】TQ085.412
【相关文献】
1.中水经石灰处理回用于循环冷却水系统的阻垢缓蚀试验研究 [J], 沈炳耘;潘慧;鲍磊;樊向东
2.冲灰水闭路循环回水系统低温阻垢处理 [J], 孙艳;吕新波
3.聚天冬氨酸应用于循环冷却水的阻垢缓蚀试验研究 [J], 陈颖敏;崔丽
4.苯甲酰乙酸乙酯改性聚天冬氨酸的合成及阻垢缓蚀性能研究 [J], 刘潘勤;杨玉华;
尹召龙;杨志涛;赵浩杰;张庚
5.改性聚天冬氨酸阻垢缓蚀性能研究进展 [J], 余嵘;陈晓
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
聚天冬氨酸-亚氨基二乙酸聚合物的合成及阻垢性能研究
聚天冬氨酸-亚氨基二乙酸聚合物的合成及阻垢性能研究郭心瑜; 赵晓伟; 程亚敏; 杜芮; 李晓洁; 许英【期刊名称】《《化学研究》》【年(卷),期】2019(030)004【总页数】4页(P365-368)【关键词】聚天冬氨酸; 亚氨基二乙酸; 阻垢剂【作者】郭心瑜; 赵晓伟; 程亚敏; 杜芮; 李晓洁; 许英【作者单位】河南大学化学化工学院河南省工业冷却水循环利用工程技术研究中心河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】O631.4结垢现象在水处理领域例如反渗透脱盐[1]、蒸馏脱盐[2]、多效蒸馏[3]等具有危害作用.循环水中含有Ca2+、Mg2+等成垢离子，长期使用会产生碳酸钙、硫酸钙等垢体.这些垢体会沉积在管道表面，导致换热速率降低，甚至会发生爆炸.目前常用的阻垢方法是在工业循环水中添加阻垢剂，通过与结垢离子螯合或吸附在垢体表面来减少垢体的形成[4-5].阻垢剂会导致垢体晶格的不规则生长和晶格的畸变，从而改变其形态.阻垢机理一般认为是阈值效应、晶格畸变效应和协同效应[6-13].聚天冬氨酸(PASP)结构中含有大量的酰胺键，可在高碱度和高硬度的水中稳定存在，具有无毒，可生物降解的优点[14-15]，并且表现出一定的阻垢性能，因此受到研究者的广泛关注.目前通过接枝共聚的方法对PASP进行改性以进一步提高其阻垢性能是现在研究的热点之一.陈建新课题组[16]将聚天冬氨酸和尿素反应合成聚天冬氨酸-尿素聚合物，并探究了该聚合物的阻垢性能，研究表明低剂量的PASP-尿素聚合物对CaCO3的阻垢效果可达93%，该课题组还利用组氨酸为开环介质，合成了组氨酸-聚天冬氨酸(His-PASP)，通过表征发现His-PASP可以改变垢体的表面形貌，并将碳酸钙晶体由方解石转变为蓬松的球霰石[17].亚氨基二乙酸含有氨基、羧基等官能团，可以与聚天冬氨酸反应提高聚天冬氨酸与成垢离子的鳌合能力，增强其阻垢效果.因此，以亚氨基二乙酸、PSI为原料，合成了聚天冬氨酸-亚氨基二乙酸聚合物(PASP-IA)，利用核磁共振波谱仪(NMR)和傅立叶变换红外光谱(FT-IR)对该聚合物结构进行表征，并通过静态阻垢法评价该聚合物在工业循环水中的阻垢性能.1 实验部分1.1 原料与试剂亚氨基二乙酸(分析纯，萨恩化学技术有限公司)；无水氯化钙(分析纯，天津市科密欧化学试剂有限公司)；无水碳酸氢钠(天津市德恩化学试剂有限公司)；无水乙醇(安徽安特食品股份有限公司)；硼砂(天津市风船化学试剂科技有限公司)；乙二胺四乙酸二钠(天津市科密欧化学试剂有限公司)；无水硫酸镁(天津市德恩化学试剂有限公司).1.2 PASP-IA的合成精确称量0.984 g 聚琥珀酰亚胺(PSI)和2.662 g亚氨基二乙酸至50 mL的圆底烧瓶中，加入10 mL的水，在60 ℃条件下搅拌反应1 h，将PSI充分分散到水中后，加入10%的氢氧化钠溶液，调节pH为10左右，反应24 h.结束后调节pH 约7～8，用无水乙醇进行沉降，静止12 h，倾去上层液体，在60 ℃条件下真空干燥，即得样品,如图1所示.图1 PASP-IA的合成结构示意图Fig.1 Schematic diagram of the synthetic route of PASP-IA1.3 结构表征聚合物的结构表征采用德国BRUKER OPTICS公司生产的VERTEX 70 傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)；瑞士Bruker Biospin公司生产的AVANCE ⅢHD400 MHz 核磁共振波谱仪(NMR).1.4 阻垢性能评价根据GB/T 16632-2008[18]来测定该聚合物的阻垢效率.分别用硼砂、NaHCO3、CaCl2溶液配制阻CaCO3垢试液(Ca2+浓度为的浓度为732 mg/L)和阻CaSO4垢试液(Ca2+浓度为的浓度为7 100 mg/L)，加入药剂PASP-IA，在一定温度下反应一段时间，用EDTA测定试液中钙离子的浓度.2 结果与讨论2.1 PASP-IA的结构表征图2是PASP-IA的红外光谱图，在3 423 cm-1处出现了酰胺键中N-H的伸缩振动吸收峰，1 629 cm-1出现了酰胺键中C=O的伸缩振动吸收峰，1 402 cm-1是酰胺键中C-N键的伸缩振动吸收峰，1 722 cm-1是N-H键的弯曲振动吸收峰.证明合成了聚天冬氨酸-亚氨基二乙酸.图2 PASP-IA的红外光谱Fig.2 IR spectrum of PASP-IA图3是PASP-IA的核磁共振氢谱图，4.3和2.5 ppm处的峰分别对应PASP链上的-CH-和-CH2-上的氢，3.5、3.4 ppm处分别对应亚氨基二乙酸中-CH2-的氢. 图3 PASP-IA的1H NMR谱图Fig.3 1H NMR spectrum of PASP-IA2.2 PASP-IA的阻垢性能2.2.1 PASP-IA的阻CaCO3垢性能分别测量PASP和PASP-IA的阻碳酸钙垢性能，结果如图4所示.随着浓度增加，PASP和PASP-IA的阻CaCO3垢的效率不断上升.然而，改性后的PASP-IA聚合物的阻垢性能比PASP明显提高，聚合物浓度为10 mg/L时，阻CaCO3垢效率增加了48%，30 mg/L时，PASP-IA的阻CaCO3垢效率达到了68%，比PASP 提高了26%.阻垢效率随着浓度的增加不断升高，最后趋于平稳.这说明在低浓度时，PASP-IA结构中的羧基基团就可以与Ca2+鳌合，通过晶格畸变和歪曲作用，抑制垢的生长；当浓度高于30 mg/L时，由于溶限效应，阻垢率随着浓度的上升没有明显变化，表明PASP-IA具有良好的阻碳酸钙垢性能.图4 PASP和PASP-IA在不同浓度下的阻CaCO3垢率Fig.4 Inhibition rates of PASP and PASP-IA at different concentrations2.2.2 PASP-IA阻CaSO4垢性能图5是PASP和PASP-IA的阻硫酸钙垢性能对比，随着浓度的增加，PASP-IA的阻CaSO4效率不断上升，而PASP的阻垢率随浓度的变化影响不大.在阻垢剂浓度为5 mg/L时，PASP阻CaSO4垢效率为89%，PASP-IA的阻垢效率为90%.在15 mg/L时PASP-IA的阻CaSO4效率已接近100%，而PASP的阻CaSO4垢性能为88%，因此羧基的引入不仅抑制了碳酸钙的生长，同时还影响了硫酸钙晶体的生成，有效地提升了PASP的阻垢能力.图5 PASP和PASP-IA浓度对阻CaSO4垢的影响Fig.5 Effect of PASP and PASP-IA concentration on inhibition of CaSO4 scale3 结论通过接枝共聚法，以聚琥珀酰亚胺和亚氨基二乙酸为原料合成了一种新型的水处理剂聚天冬氨酸-亚氨基二乙酸聚合物.静态测试结果显示，PASP-IA聚合物的阻垢性能比PASP明显提高，聚合物浓度为10 mg/L时，阻CaCO3垢效率增加了48%；在15 mg/L时PASP-IA的阻CaSO4效率已接近100%，显示出了优异的阻CaCO3垢和CaSO4垢性能，有望在工业循环冷却水中使用.参考文献：【相关文献】[1] RAHMAN. Calcium sulfate precipitation studies with scale inhibitors for reverse osmosis desalination [J]. Desalination, 2013, 319: 79-84.[2] ALI S A, KAZI I W, RAHMAN F. Synthesis and evaluation of phosphate-free antiscalants to control CaSO4·2H2O scale formation in reverse osmosis desalination plants [J]. Desalination, 2015, 357: 36-44.[3] ALROOMI Y M, HUSSAIN K F. Potential kinetic model for scaling and scale inhibition mechanism [J]. Desalination, 2016, 393: 186-195.[4] SAAD G, SASHA O. Interaction of 12-aminododecanoic acid with a carbon steel surface: towards the development of ‘green’ corrosion inhibitors [J]. Corrosion Science, 2011, 53(6): 3725-3737.[5] POPOVAA A, CHRISTOVB M, VASILEV A. Mono- and dicationic benzothiazolic quaternary ammonium bromides as mild steel corrosion inhibitors. Part II: electrochemical impedance and polarisation resistance results [J]. Corrosion Science, 2011, 53(5): 1770-1777.[6] KETRANE R, SAIDANI B, GIL O, et al. Efficiency of five scale inhibitors on calcium carbonate precipitation from hard water: effect of temperature and concentration [J]. Desalination, 2009, 249(3): 1397-1404.[7] DARTON E G. Membrane chemical research: centuries apart [J]. Desalination, 2000, 132 (1/3): 121-131.[8] LISITSIN D, YANG Q, HASSON D, et al. Inhibition of CaCO3 scaling on RO membranes by trace amounts of zinc ions [J]. Desalination, 2005, 183 (1/3): 289-300.[9] YANG Q, LIU Y, GU A, et al. Investigation of calcium carbonate scaling inhibition and scale morphology by AFM [J]. Journal of Colloid and Interface Science, 2001, 240 (2): 608-621.[10] LI X C, GAO B Y, YUE Q Y, et al. Effect of six kinds of scale inhibitors on calcium carbonate precipitation in high salinity wastewater at high temperatures [J]. Journal of Environmental Science, 2015, 29: 124-130.[11] WANG C, LI S P, LI T D, et al. Calcium carbonate inhibition by a phosphonate-terminated poly(maleic-co-sulfonate) polymeric inhibitor [J]. Desalination, 2009, 249(1): 1-4.[12] ABD-EL-KHALEK D E, ABD-EL-NABEY B A. Evaluation of sodium hexametaphosphate as scale and corrosion inhibitor in cooling water using electrochemical techniques [J]. Desalination, 2013, 311: 227-233.[13] TOUIR R, DKHIRECHE N, TOUHAMI M E, et al. Study of phosphonate addition and hydrodynamic conditions on ordinary steel corrosion inhibition in simulated cooling water [J]. Materials Chemistry and Physics, 2010, 122: 1-9.[14] HASSON D, SHEMER H, SHERT A. State of the art of friendly “green” scale control inhibitors: a review article [J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2011, 50(12): 7601-7607.[15] QUAN Z H , CHEN Y C , WANG X R , et al. Experimental study on scale inhibition performance of a green scale inhibitor polyaspartic acid [J]. Science in China, 2008, 51(7): 695-699.[16] CHEN J X, XU L H, HAN J, et al. Synthesis of modified polyaspartic acid and evaluation of its scale inhibition and dispersion capacity [J]. Desalination, 2015, 358(16): 42-48. [17] CHEN J X, XU H, HAN J, et al. A Green Multifunctional Antiscaling Inhibitor for Crystallization Control of Ca-Scale Crystals [J]. Chemical Engineering & Technology, 2019, 42 (2): 444-453.[18] Determination of scale inhibition performance of water treatment agents-calcium carbonate precipitation method [S]. China Standard Press, GB/T 16632-2008.。
碳酸钙沉积法 阻垢剂 试验
碳酸钙沉积法阻垢剂试验下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by the editor. I hope that after you download them, they can help yousolve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts,other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!碳酸钙沉积法是一种常用的阻垢剂试验方法，它通过在水处理过程中添加碳酸钙，来有效降低水中的硬度和阻止水垢的沉积。
接枝不同种类氨基酸对聚天冬氨酸阻垢剂阻垢性能的影响
接枝不同种类氨基酸对聚天冬氨酸阻垢剂阻垢性能的影响初光友;毛琦;杨子浩;汪成;李毓;逯力成
【期刊名称】《当代化工》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】在油田生产过程中结垢问题给油田企业带来巨大损失。
常见的处理结垢的方法大致分为物理法、工具法和化学法。
采用物理法、工具法处理结垢问题存在费用高、垢物清除效率低等缺陷,化学法因其操作简单、用量少、效果好等优点而被广泛采用。
近年来,随着人们对环境保护意识的增强,聚天冬氨酸类阻垢剂被广泛研究。
以马来酸酐和碳酸铵为原料合成了聚琥珀亚酰胺(PSI),在此基础上接枝丝氨酸、谷氨酸、酪氨酸并研究其阻垢性能。
结果表明:谷氨酸接枝改性聚合物(GUL-PASP)阻垢效率为100%,具有优异的阻垢性能。
【总页数】6页(P535-540)
【作者】初光友;毛琦;杨子浩;汪成;李毓;逯力成
【作者单位】海洋油气高效开发全国重点实验室;海上稠油热采重点实验室;中海油田服务股份有限公司;中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TE358
【相关文献】
1.绿色环保型聚天冬氨酸阻垢剂合成与阻垢性能
2.聚天冬氨酸与含磷阻垢剂复配产品的阻垢性能
3.微波辐射合成阻垢剂聚天冬氨酸及阻垢性能研究
4.改性聚天冬氨
酸阻垢剂的合成及其阻垢性能研究5.聚天冬氨酸/对氨基苯甲酸接枝共聚物的制备及阻垢缓蚀性能
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
天冬氨酸-衣康酸共聚物对碳酸钙阻垢性能研究∗ 张玉玲;康少鑫;李伟;魏晗笑;姜义健;王吉龙 【摘 要】In order to enhance the inhibition performance on CaCO3 ,polyaspartic acid (PASP)has been modi-fied into a new product poly(aspartic acid-itaconic acid)(PAI).Static scale method was employed to study the effect of different water quality conditions on PAI scale-inhibiting performance,which was compared with an-other modified product aspartic acid - lysine copolymer (PAL)and commercial PASP.From the perspective of the crystallization kinetics,the difference on inhibition performance of PAI,organic phosphine inhibitor PBTCA and PASP was investigated difference under a certain condition.The results show that ,under the same experi-mental condition,the inhibition rate of PAI can reach up to the peak of 90.12%,which is slightly better than PAL while significantly higher than the PASP.Crystal growth rate constants of calcium carbonate are k(PBT-CA)=30.39above shows that PAI is a new modified product with excellent scale-inhibiting property,which is suitable for the water system with unstable water quality con-ditions and longer HRT.%为提高聚天冬氨酸(PASP)抑制碳酸钙结垢的性能,改性合成了新型产品天冬氨酸-衣康酸共聚物(PAI).采用静态阻垢法,考察不同水质条件对 PAI 阻垢性能的影响,并与改性产品天冬氨酸-赖氨酸共聚物(PAL)和市售PASP进行了对比；初步从动力学角度,考察了 PAI、有机膦系阻垢剂 PBTCA 和 PASP 在特定条件下阻垢效果的差异.结果表明,相同实验条件下,PAI 的阻垢率最高可达90．12％,略优于 PAL,明显高于PASP；碳酸钙结晶生长速率常数分别为k(PBTCA)＝30．39＜k(PAI)＝34．806＜k(PASP)＝40．557.表明PAI是阻垢性能优异的新型改性产物,适用于水质条件不稳定和水力停留时间较长的用水系统.
【期刊名称】《功能材料》 【年(卷),期】2017(048)001 【总页数】5页(P1105-1108,1114) 【关键词】天冬氨酸-衣康酸共聚物(PAI);阻垢性能;碳酸钙;结晶动力学 【作 者】张玉玲;康少鑫;李伟;魏晗笑;姜义健;王吉龙 【作者单位】华北电力大学 环境科学与工程学院，河北 保定 071003;华北电力大学 环境科学与工程学院，河北 保定 071003;华北电力大学 环境科学与工程学院，河北 保定 071003;华北电力大学 环境科学与工程学院，河北 保定 071003;华北电力大学 环境科学与工程学院，河北 保定 071003;华北电力大学 环境科学与工程学院，河北 保定 071003
【正文语种】中 文 【中图分类】X384 聚天冬氨酸(PASP)作为一种环境友好型绿色阻垢剂，是近年来水处理药剂研究和开发的热点，兼具有良好的阻垢性能和生物降解性能，且有无毒、无污染等特点[1-5]。聚天冬氨酸对碳酸钙、硫酸钙等的阻垢性能优于传统药剂聚丙烯酸[6]。但有研究表明，在盐分和温度都较高的水处理系统中，聚天冬氨酸的阻垢性能与市售含磷阻垢剂还有一定差距[7]。 为拓宽聚天冬氨酸的应用领域，改善其阻垢性能，本文引入衣康酸对其进行改性，合成了天冬氨酸-衣康酸共聚物(PAI，本产品已申请专利)。为确定改性产物PAI的阻垢性能是否优异，是否适用于工业循环冷却水系统，本文以碳酸钙垢为主要垢型，通过与另一种新型改性产物天冬氨酸-赖氨酸共聚物(PAL)和市售PASP进行对比，考察了PAI的阻垢性能；并初步从结晶动力学角度入手，考察了PAI、PBTCA和PASP在特定条件下对碳酸钙结垢抑制效果的差异。由以上实验结果，对PAI的阻垢性能进行评价。 1.1 试剂和设备 商品聚天冬氨酸，工业品，常茂生物化学工程股份有限公司生产；PAL、 PAI，实验室自制，结构经NMR和IR表征，经GPC测定Mw=2 000～4 000；CaCl2，优级纯，天津华东试剂厂；Na2CO3，优级纯，天津市光复科技发展有限公司；NaHCO3，优级纯，上海展云化工有限公司；KCl，优级纯，天津天大化工实验厂。 电热真空干燥箱，ZKXFB-2，上海树立仪器仪表有限公司；恒温水浴锅，ZKXFB-2，上海树立仪器仪表有限公司生产；电子天平，FA2004A，上海精天电子仪器有限公司生产；pH值计，pHs-25型，上海精密科学仪器有限公司；原子吸收分光光度计，AA-6800，日本岛津公司。 1.2 静态阻垢实验方法 用去离子水配制一定Ca2+浓度的水样A及相应HCO3-浓度的水样B，水样中两种离子化学计量数(摩尔数)之比为1∶1。采用静态阻垢法，取A、B水样各50 mL，分别加入相同剂量阻垢剂，然后将其置于70 ℃水浴锅中预热(同时曝CO2气体)0.5 h；将B倒入A，于恒温干燥箱中放置25 h；取出冷却至室温后过滤，用EDTA滴定1 mL滤液，测定其中Ca2+浓度。并作空白对照实验。用阻垢率(η)表征阻垢剂对碳酸钙的阻垢性能，计算公式如下 式中 ，V0为未加阻垢剂水样(即：空白样)的滤液消耗EDTA的毫升数；Vt为0.5 mL原水样A消耗EDTA毫升数；Vi为加入阻垢剂水样的滤液消耗EDTA毫升数。 1.3 结晶动力学实验方法 1.3.1 晶种的制备 于(25±0.1) ℃下，将0.20 mol/L CaCl2溶液和0.20 mol/L Na2CO3溶液迅速混合，生成的白色CaCO3沉淀置于母液中过夜陈化。陈化1 d后，洗涤沉淀物，每天数十次，持续1周，直至用硝酸银检测出无氯离子存在。再将晶体置于0.020 mol/L NaHCO3溶液中密封陈化1个月，由BET法测定晶种表面积为0.77 m2/g。以二次蒸馏水为实验全程用水。 1.3.2 过饱和溶液制备 于25 ℃恒温反应池中加入各500 mL一定浓度的CaCl2溶液和NaHCO3溶液，并加入50 mL 1 mol/L KCl溶液调节离子强度。过饱和溶液用一定浓度的NaOH溶液调节其pH值，溶液稳定性通过其pH值至少稳定0.5 h来保证。在(25±0.1) ℃条件下，用0.2 mol/L的NaOH溶液滴定过饱和溶液，用pH值计测定其pH值的变化。 1.3.3 研究方法 结晶实验在50 ℃的恒温反应池中进行，向过饱和溶液中加入晶种，伴随着CaCO3结晶的进行，每间隔5 min吸取一定量上清液，用0.22 μm针头过滤器减压过滤后，用原子吸收光度法测定测定滤液中Ca2+浓度，并用pH值计检测溶液中的pH值的变化。 1.3.4 动力学参数计算 根据化学动力学质量作用定律和结晶动力学[8]，得出结晶动力学积分方程式[9] 式中，TCa为时间t(min)时溶液中的钙离子浓度，10-3 mol/L；k为速率常数，L2/(mol·min·m2)；s为晶体生长的表面积，0.77 m2/g；TCae为平衡时钙离子的浓度，10-3 mol/L；TCai为起始钙离子浓度，10-3 mol/L。 2.1 3种药剂静态阻垢研究结果 2.1.1 阻垢剂浓度对阻垢效果的影响 水样A中Ca2+浓度为2 000 mg/L，pHA=6.90，B中浓度为3 050 mg/L，pHB=8.30，70 ℃曝气0.5 h，恒温25 h。PAI、PAL及PASP浓度对阻垢率的影响如图1所示。 由图1可见，相同水质条件下，3种阻垢剂的阻垢率都随着投加量的增加而上升，且都表现出良好的溶限效应，拐点浓度均为6 mg/L。当阻垢剂浓度为12 mg/L时，PAI和PAL的阻垢效率均达81%以上，且都比PASP至少高出2个百分点，表明共聚物PAI和PAL对碳酸钙垢的抑制作用强于PASP。这是由于一方面PAI分子有两个羧酸基，对Ca2+的螯合能力更强；另一方面，螯合后的大分子混入垢层中，干扰微晶的生长，而且酰胺键上孤对电子对微晶颗粒的吸附降低了微晶碰撞成垢的几率[10]。因此，共聚物表现出更优的阻垢性能。 2.1.2 恒温时间对阻垢的影响 水样A中Ca2+浓度为2 000 mg/L，pHA=6.90，B中浓度3 050 mg/L，pHB=8.30，阻垢剂浓度为12 mg/L，70 ℃曝气0.5 h，恒温温度为70 ℃，恒温时间对阻垢效率的影响如图2所示。 由图2可看出，阻垢率均随恒温时间的延长接近于线性下降，说明时间因素对3种阻垢剂效果的影响机理相同。一方面，单位活性阻垢剂分子浓度随着螯合反应的进行而降低，同时Ca2+浓度的下降会引起络合反应平衡向逆方向移动，使阻垢率降低；另一方面，螯合物分子量过大将会引发其自身絮凝[11]，阻碍了阻垢剂的正常作用。由图2可见PAI和PAL阻垢率始终略高PASP；25 h时，PAI和PAL阻垢率在80%以上，明显高于PASP的77%。由此可见，在水力停留时间较长的用水系统中，PAI和PAL是比PASP更理想的碳酸钙阻垢剂。 2.1.3 恒温温度对阻垢效果的影响 水样A中Ca2+浓度为2 000 mg/L，pHA=6.90，B中浓度为3 050 mg/L，