油田水阻垢剂的阻垢机理

中国环保滤料网，环保滤料产业门户网站！

【免费发布供求信息】

网站首页　新闻资讯　技术动态　热点关注　最新产品

除氯材料　除氟材料　阻垢材料　氢水材料　抗菌材料

油切材料　沸石滤料　陶粒滤料　杯壶专用　会展信息

电气石滤料　麦饭石滤料　木鱼石滤料　远红外滤料

负离子滤料　氧化铝滤料　活性炭滤料　石英砂滤料

膜过滤材料　净水器专用　加湿器专用　油切宝专用

当前位置：中国环保滤料网 > 正文

油田水阻垢剂的阻垢机理

来源：中国环保滤料网　发表时间：2017/12/31 21:15:54　阅读：1818

油田开发到中后期，注水量增加，原油含水量增多，水质日益复杂，原油质量变重变差，垢的成分也由单一变为复杂，原油处理条件也变得更为苛刻。水中除CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4垢外，还有FeS、MgCO3、MgSO4、Mg（OH）2、Ca3（PO4）2、SiO2等垢，设备和管线的结垢问题日益突出，已严重影响装置的正常操作和企业的经济效益，结垢严重时还会造成管道或设备的堵塞，迫使停产除垢，这不仅缩短了装置的运行周期，还可能给装置的安全生产带来隐患。因此，设备和管线的结垢问题已成为影响装置安全、平稳、长周期、满负荷生产运行的一大瓶颈，研究能够有效防止或减轻结垢的阻垢剂，对油田正常生产具
有重要意义。
    阈值效应又称低剂量效应或溶限效应，即低剂量的阻垢剂就有很好的阻垢效果。当阻垢剂浓度大于一定值后，这种阻垢作用的增加就不明显了。阈值效应是阻垢效果的宏观表现，一定程度上反映了阻垢机理。从动力学角度讲，晶体生长的台阶化理论认为，晶体生长是通过比较少量的活性生长点的发展进行的，这些少量的活性生长点就是晶格的扭折位置，因此，只要在少量活性生长点部位吸附了阻垢剂，垢的小晶体就难以继续生长。
    当水中产生结垢物的微小晶核时，阻垢剂会吸附在晶体的界面上，或掺杂在晶格的点阵当中，使得晶体不能严格按照晶格排列正常成长，晶体发生畸变，晶格扭曲，晶粒之间的聚集困难。因此这些晶格畸变晶体所形成的沉积物，难以形成致密而牢固的垢层，以结疏松的软垢形式存在，易被水流冲走，从而防止其沉积成硬垢。
    阴离子型或非离子型的聚合物吸附在水中结垢物的晶粒上面，改变晶粒表面原来的电荷状况，使这些微晶体带上相同的电荷，利用静电斥力阻碍微晶体间相互接触或碰撞而长大、沉积；或者是聚合物大分子将微晶体吸附在其中，把有成垢可能的晶粒“包裹”起来，避免它聚集和沉积。这些成垢晶粒能稳定地处在分散状态，随水流动，从而避免了沉积成垢。聚丙烯酸类阻垢剂能在金属传热面上形成一种与无机晶体颗粒共同沉淀的膜，当这种膜增加到一定厚度后，在传热面上破裂，并带一定大小的垢层离开传热面。由于这种膜的不断形成和破裂，使垢层的生长受到抑制。阻垢剂在晶核生长附近的扩散边界层内富集，形成双电层并阻碍成垢离子或分子簇在金属表面的聚结。而且，阻垢剂与晶核（或垢质分子簇）之间的结合是不稳定的。有机膦酸盐是指磷原子直接与碳原子相连，膦酸中的C-P 键牢固，因此有较高的化学稳定性和热稳定性，在高温、高pH 值条件下也难水解，无毒或低毒，常用的有羟基亚乙基二磷酸（HEDP）、氨基三甲叉膦酸（ATMP）、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸（PBTCA）、乙二胺四亚甲基膦酸（EDTMP）等。有机膦酸与聚磷酸盐一样也有阈值效应，即1 L 水中只需投加几毫克的有机膦酸就可以阻止几百毫克的碳酸钙发生沉淀，其阻垢性能比聚磷酸盐要好。有机膦酸是阴极型缓蚀剂，又是一类非化学计量阻垢剂，具有明显的溶限效应；当它与其它水处理剂复配使用时，又表现出理想的协同效应；对许多金属离子（如Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+等）都具有优异的鳌合能力，甚至对这些金属的无机盐如硫酸钙、碳酸钙、硅酸镁等也有较好的去活化作用。氨基三亚甲基膦酸（ATMP），能与金属离子形成稳定的配合物，化学稳定性好，不易水解，热稳定性好，在200 ℃下有较好的阻垢作用，同时具有缓蚀作用，常与聚羧酸共用，是处理油田水垢的优良缓蚀阻垢剂。二乙烯三胺五亚甲基膦酸（DETPMP）对CaSO4·1/2 H2O 垢抑制性较强，利用晶种生长法，浓度为10-7 mol/L 左右时就能完全抑制CaSO4·1/2 H2O 的结垢。
    油田开发到中后期，注水量增加，原油含水量增多，水质日益复杂，原油质量变重变差，垢的成分也由单一变为复杂，原油处理条件也变得更为苛刻。水中除CaCO3、CaSO4、SrSO4、BaSO4垢外，还有FeS、MgCO3、MgSO4、Mg（OH）2、Ca3（PO4）2、SiO2等垢，设备和管线的结垢问题日益突出，已严重影响装置的正常操作和企业的经济效益，结垢严重时还会造成管道或设备的堵塞，迫使停产除垢，这不仅缩短了装置的运行周期，还可能给装置的安全生产带来隐患。因此，设备和管线的结垢问题已成为影响装置安全、平稳、长周期、满负荷生产运行的一大瓶颈，研究能够有效防止或减轻结垢的阻垢剂，对油田正常生产具有重要意义。
    阈值效应又称低剂量效应或溶限效应，即低剂量的阻垢剂就有很好的阻垢效果。当阻垢剂浓度大于一定值后，这种阻垢作用的增加就不明显了。阈值效应是阻垢效果的宏观表现，一定程度上反映了阻垢机理。从动力学角度讲，晶体生长的台阶化理论认为，晶体生长是通过比较少量的活性生长点的发展进行的，这些少量的活性生长点就是晶格的扭折位置，因此，只要在少量活性生长点部位吸附了阻垢剂，垢的小晶体就难以继续生长。
    当水中产生结垢物的微小晶核时，阻垢剂会吸附在晶体的界面上，或掺杂在晶格的点阵当中，使得晶体不能严格按照晶格排列正常成长，晶体发生畸变，晶格扭曲，晶粒之间的聚集困难。因此这些晶格畸变晶体所形成的沉积物，难以形成致密而牢固的垢层，以结疏松的软垢形式存在，易被水流冲走，从而防止其沉积成硬垢。
    阴离子型或非离子型的聚合物吸附在水中结垢物的晶粒上面，改变晶粒表面原来的电荷状况，使这些微晶体带上相同的电荷，利用静电斥力阻碍微晶体间相互接触或碰撞而长大、沉积；或者是聚合物大分子将微晶体吸附在其中，把有成垢可能的晶粒“包裹”起来，避免它聚集和沉积。这些成垢晶粒能稳定地处在分散状态，随水流动，从而避免了沉积成垢。聚丙烯酸类阻垢剂能在金属传热面上形成一种与无机晶体颗粒共同沉淀的膜，当这种膜增加到一定厚度后，在传热面上破裂，并带一定大小的垢层离开传热面。由于这种膜的不断形成和破裂，使垢层的生长受到抑制。阻垢剂在晶核生长附近的扩散边界层内富集，形成双电层并阻碍成垢离子或分子簇在金属表面的聚结。而且，阻垢剂与晶核（或垢质分子簇）之间的结合是不稳定的。有机膦酸盐是指磷原子直接与碳原子相连，膦酸中的C-P 键牢固，因此有较高的化学稳定性和热稳定性，在高温、高pH 值条件下也难水解，无毒或低毒，常用的有羟基亚乙基二磷酸（HEDP）、氨基三甲叉膦酸（ATMP）、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸（PBTCA）、乙二胺四亚甲基膦酸（EDTMP）等。有机膦酸与聚磷酸盐一样也有阈值效应，即1 L 水中只需投加几毫克的有机膦酸就可以阻止几百毫克的碳酸钙发生沉淀，其阻垢性能比聚磷酸盐要好。有机膦酸是阴极型缓蚀剂，又是一类非化学计量阻垢剂，具有明显的溶限效应；当它与其它水处理剂复配使用时，又表现出理想的协同效应；对许多金属离子（如Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+等）都具有优异的鳌合能力，甚至对这些金属的无机盐如硫酸钙、碳酸钙、硅酸镁等也有较好的去活化作用。氨基三亚甲基膦酸（ATMP），能与金属离子形成稳定的配合物，化学稳定性好，不易水解，热稳定性好，在200 ℃下有较好的阻垢作用，同时具有缓蚀作用，常与聚羧酸共用，是处理油田水垢的优良缓蚀阻垢剂。二乙烯三胺五亚甲基膦酸（DETPMP）对CaSO4·1/2 H2O 垢抑制性较强，利用晶种生长法，浓度为10-7 mol/L 左右时就能完全抑制CaSO4·1/2 H2O 的结垢。

声明：本网部分内容转载自其他媒体，目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性，不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任，如若本网有任何内容侵犯您的权益，请及时发邮件至785811679@qq.com，我们将会在24小时内处理完毕。

热点文章