一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂及其制备方法与应用，该复合阻垢剂由以下质量百分比的原料组成：聚羧酸类阻垢剂15‑40％，有机磷酸盐13‑25％，锌盐2‑5％，余量为水；其中有机磷酸盐为1,2,4‑三羧酸‑2‑磷酸基丁烷、氨基三甲叉膦酸中的至少一种与乙二胺四亚甲基膦酸钠的混合物，聚羧酸类阻垢剂为聚天冬氨酸钠，锌盐为硫酸锌。本发明专利技术制备的复合阻垢剂能够同时对CaCO

【技术实现步骤摘要】
一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂及其制备方法与应用
本专利技术属于油田工业水处理
，具体涉及一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂及其制备方法与应用。
技术介绍
油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身能量将不断地被消耗，致使油层压力不断地下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水，为了节省水资源，通常采用油田水回注处理。此外，在油田开采过程中，油气井压裂是一项增产措施，通过改善油层的导流能力，实现增产、增注的目的。然而，油田回注水、压裂用水与地层水中均含有不同的钙、镁及锶、钡等成垢离子，由于水的热力学不稳定性和化学不相容性，成垢离子相互作用，会产生不稳定的、易于沉淀的物质，如硫酸钡(BaSO4)、碳酸钙(CaCO3)、硫酸钙(CaSO4)等。这些沉淀物聚集在油套管以及各种设备表面就会结垢，经常会造成如抽油泵被卡死、井管与抽油杆之间环空被堵死、集输管道的内径锐减，甚至会引起设备及地层严重堵塞等问题，极大地影响了油田生产的正常进行，严重时甚至会导致油气井被迫停产。目前市场上的阻垢剂一般只能针对CaCO3垢、CaSO4垢或BaSO4垢中的单一结垢起到良好的阻垢、分散效果。但实际的工况往往多种结垢同时共存，然而使用多种阻垢剂混合处理效果不佳，且存在适配融合问题，加之近些年国家对环保的重视，因此，急需研发一种低磷、高效去除多种结垢共存的复合阻垢剂。有鉴于此，本专利技术人经过大量的科学探索、实验研发了一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂，用以解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂及其制备方法与应用，采用该方法制备的复合阻垢剂能够同时分散水中的硫酸钡、碳酸钙、硫酸钙等难溶性无机盐，阻止或干扰难溶性无机盐在金属表面的沉淀、结垢，特别适用于油田水处理中多种结垢共存工况。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂，所述复合阻垢剂由以下质量百分比的原料组成：聚羧酸类阻垢剂15-40％，有机磷酸盐13-25％，锌盐2-5％，余量为水。进一步地，所述有机磷酸盐为1,2,4-三羧酸-2-磷酸基丁烷(PBTCA)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)中的至少一种与乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)的混合产物。进一步地，所述有机磷酸盐中乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)占复合阻垢剂质量百分比为3-7％，其余有机磷酸盐为1,2,4-三羧酸-2-磷酸基丁烷(PBTCA)或/和氨基三甲叉膦酸(ATMP)。进一步地，所述聚羧酸类阻垢剂为聚天冬氨酸钠(PASP)。进一步地，所述聚天冬氨酸钠(PASP)分子量为1000-5000。进一步地，所述锌盐为氯化锌或硫酸锌或两者的混合物。进一步地，所述复合阻垢剂由以下质量百分比的原料组成：聚天冬氨酸钠(PASP)40％，1,2,4-三羧酸-2-磷酸基丁烷(PBTCA)10％，乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)3％，硫酸锌2％，余量为水。进一步地，所述复合阻垢剂的浓度范围为80-200ppm。进一步地，一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将质量百分比为2-5％的锌盐加入到余量水中，并开始加热升温，待温度升至50℃，开启搅拌，直至锌盐完全溶解；步骤二、将1,2,4-三羧酸-2-磷酸基丁烷(PBTCA)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)中的至少一种与质量百分比为3-7％的乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)混合后，形成质量百分比为13-25％有机磷酸盐混合物，加入至步骤一中，恒温搅拌30min；步骤三、将质量百分比为15-40％的聚天冬氨酸钠(PASP)加入至步骤二中，恒温搅拌30min-60min，使其充分溶解即得到复合阻垢剂。进一步地，所述复合阻垢剂用于油田水处理
与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案包括以下有益效果：本专利技术制备的环保低磷复合阻垢剂，该复合阻垢剂为液态，可通过计量泵直接打入管道内部，因此特别适用于油田水处理
，经过实验验证，该复合阻垢剂能够同时对CaCO3垢、CaSO4垢以及BaSO4垢等都具有优异的阻垢效果，阻垢率均达到90％以上，其次该复合阻垢剂使用了聚天冬氨酸钠(PASP)无磷可自然降解的阻垢剂，降低了传统药剂含磷高，水体富养的二次污染；另外该复合阻垢剂还具有缓蚀性能、耐高温、稳定性好等特点，整个生产过程无“三废”排放。本专利技术产品处理油田用水工艺简单，用药量少，成本低、阻垢效果显著，具有较高的经济效益和广泛的社会效益。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本专利技术。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本专利技术的概念。本专利技术提供一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂，该复合阻垢剂由以下质量百分比的原料组成：聚羧酸类阻垢剂15-40％，有机磷酸盐13-25％，锌盐2-5％，余量为水。其中，有机磷酸盐为1,2,4-三羧酸-2-磷酸基丁烷(PBTCA)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)中的至少一种与乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)的混合产物。所述有机磷酸盐中乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)占复合阻垢剂质量百分比为3-7％，其余有机磷酸盐为1,2,4-三羧酸-2-磷酸基丁烷(PBTCA)或/和氨基三甲叉膦酸(ATMP)。所述聚羧酸类阻垢剂为聚天冬氨酸钠(PASP)，优选的，所述聚天冬氨酸钠(PASP)分子量为1000-5000。所述锌盐为氯化锌或硫酸锌或两者的混合物。所述复合阻垢剂的浓度范围为80-200ppm。本专利技术一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂的制备方法，通过如下步骤实现：步骤一、将质量百分比为2-5％的锌盐加入到余量水中，并开始加热升温，待温度升至50℃，开启搅拌，直至锌盐完全溶解；步骤二、将1,2,4-三羧酸-2-磷酸基丁烷(PBTCA)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)中的至少一种与质量百分比为3-7％的乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)混合后，形成质量百分比为13-25％有机磷酸盐混合物，加入至步骤一中，恒温搅拌30min；步骤三、将质量百分比为15-40％的聚天冬氨酸钠(PASP)加入至步骤二中，恒温搅拌30min-60min，使其充分溶解即得到复合阻垢剂。本专利技术复合阻垢剂能够本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂，其特征在于，所述复合阻垢剂由以下质量百分比的原料组成：/n聚羧酸类阻垢剂15-40％，有机磷酸盐13-25％，锌盐2-5％，余量为水。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂，其特征在于，所述复合阻垢剂由以下质量百分比的原料组成：
聚羧酸类阻垢剂15-40％，有机磷酸盐13-25％，锌盐2-5％，余量为水。


2.根据权利要求1所述的一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂，其特征在于，所述有机磷酸盐为1,2,4-三羧酸-2-磷酸基丁烷(PBTCA)、氨基三甲叉膦酸(ATMP)中的至少一种与乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)的混合产物。


3.根据权利要求2所述的一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂，其特征在于，所述有机磷酸盐中乙二胺四亚甲基膦酸钠(EDTMPS)占复合阻垢剂质量百分比为3-7％，其余有机磷酸盐为1,2,4-三羧酸-2-磷酸基丁烷(PBTCA)或/和氨基三甲叉膦酸(ATMP)。


4.根据权利要求1所述的一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂，其特征在于，所述聚羧酸类阻垢剂为聚天冬氨酸钠(PASP)。


5.根据权利要求4所述的一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂，其特征在于，所述聚天冬氨酸钠(PASP)分子量为1000-5000。


6.根据权利要求1所述的一种适用于碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡共存工况的环保低磷复合阻垢剂，其特征在于，所述锌盐为氯化锌或硫酸锌或两者...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蓉，曹惠政，王海博，
申请(专利权)人：西安宏海环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61