羧基烷基硫代丁二酸的合成及其緩蝕阻垢機(jī)理研究.pdf

1、油田進(jìn)入后期開發(fā)后，普遍采用注水采油的工藝，為減輕注采系統(tǒng)的腐蝕和結(jié)垢問(wèn)題，一般采用加入緩蝕阻垢劑的方法。然而適合油田高溫高壓高礦化度等條件的緩蝕阻垢劑種類較少，并且一般都含有磷。羧基烷基硫代丁二酸是近年來(lái)為了滿足環(huán)保要求而開發(fā)的一類新型助劑，其合成報(bào)道最早見于1999年法國(guó)Elf Atochem S.A.公司申請(qǐng)的專利，然而關(guān)于其性能尤其是緩蝕阻垢性能的研究在國(guó)內(nèi)外均為少見。
　　 本論文主要以羧甲基硫代丁二酸和羧乙基硫代丁二

2、酸為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)羧乙基硫代丁二酸合成反應(yīng)體系進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算與分析得出適宜的反應(yīng)溫度，通過(guò)實(shí)驗(yàn)篩選出適宜的溶劑和催化劑，以3-巰基丙酸和馬來(lái)酸合成了羧乙基硫代丁二酸，以毓基乙酸和馬來(lái)酸合成了羧甲基硫代丁二酸。適宜的反應(yīng)條件為：反應(yīng)物配比為1：1，溶劑為水，催化劑為D301-R，在常壓，100℃下進(jìn)行，產(chǎn)物收率為84％，純度為90％左右。試驗(yàn)出一種產(chǎn)物提純的方法，并用1HNMR、IR、熔點(diǎn)測(cè)定和堿熔試驗(yàn)等手段對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征。
　

3、　 參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5673-93和模擬某油田水質(zhì)兩種方法對(duì)合成產(chǎn)物的阻垢性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并與幾種常用緩蝕阻垢劑的阻垢性能進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明在模擬油田水質(zhì)的高溫高壓高礦化度條件下，100mg/L提純羧甲基硫代丁二酸的阻垢率達(dá)90％，優(yōu)于POCA、HPMA兩種常用緩蝕阻垢劑和羧乙基硫代丁二酸。并考察了濃度、溫度、壓力和流速等條件對(duì)羧甲基硫代丁二酸在模擬某油田水質(zhì)中的阻垢性能影響。通過(guò)羧甲基硫代丁二酸溶解碳酸鈣的實(shí)驗(yàn)表明，羧甲基硫代

4、丁二酸對(duì)鈣離子具有螯合作用。對(duì)加入不同緩蝕阻垢劑制備的CaSO4垢樣和CaCO3垢樣進(jìn)行SEM和XRD分析表明，羧甲基硫代丁二酸的阻CaSO4垢機(jī)理主要是使晶格發(fā)生畸變作用，阻CaCO3垢機(jī)理主要是螫合增溶作用。
　　 參照SY/T5273-2000中常壓靜態(tài)腐蝕速率及緩蝕率測(cè)定方法對(duì)羧甲基硫代丁二酸的緩蝕性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果表明100mg/L提純羧甲基硫代丁二酸對(duì)A3鋼在模擬某油田水質(zhì)中的緩蝕率為49.6％。并考察了濃度和溫度