油田化学-第4章集输化学第5节-油田水处理及水处理剂.pptVIP

第五节 油田水处理及水处理剂 （4）具有溶限效应和协同效应 像EDTMP或HEDP等有机膦酸，它们防垢作用并不是按化学当量进行的，往往一个mg/L的试剂可以阻止数千甚至数万个mg/L的Ca2+或Mg2+等形成硬垢，同时发现这种作用必须在药剂大于一定浓度下才产生，一般为0.25-10mg/L。并且也不是浓度越大防垢作用也越好，当浓度增至一定程度后，阻垢作用的变化就不大了。 第五节 油田水处理及水处理剂 甚至，有时浓度增加，缓蚀阻垢效果反而下降。有机膦酸的这种奇特效应称为“溶限效应”。由于这种溶限效应保证了试剂低剂量的运行，这样药剂的费用可以降低至最低程度。 无论是ATMP、HEDP还是EDTMP。例如3mg/L时阻垢率是54%，5mg/L时防垢率57%，7mg/L也只有57%。 第五节 油田水处理及水处理剂 “协同效应” 是指当保持药剂的总量不变的情况下和另一种试剂复配使用时，缓蚀阻垢效果大大高于单独使用时的效果。 如1.5mg/L ATMP的阻垢率是32.3%，1.5mg/L的聚丙烯酸钠是16%，当0.5mg/L ATMP加入1 mg/L聚丙烯酸钠时，保持药剂总浓度1.5mg/L，此时复配的防垢效果则可达54.1%。可见复配以后防垢效果大大提高了。 第五节 油田水处理及水处理剂 由于这种协同效应还可以进一步降低运行成本，所以具有实用性，目前大多数水处理剂使用的配方中都是复配配方。 （5）药剂的毒性 有机膦酸及其盐大多是无毒和低毒的。 国外曾用EDTMP作为牙膏粉的添加剂，以阻止Ca3(PO4)2在牙齿上沉积。HEDP甚至可以作为酒的稳定剂，可见它们是无毒或低毒性的。它们对水生生物，特别是鱼类也是无毒或低毒的。 第五节 油田水处理及水处理剂 3．有机膦酸盐缓蚀阻垢机理 水中的阳离子：Ca2+、Mg2+、Sr2+、 Ba2+…… 水中的阴离子：SO42-、CO32-、Cl-、 S2- …… （1）络合增溶作用 由于有机膦酸盐和Ca2+、Mg2+生成很稳定的络合物，从而降低了水中Ca2+、Mg2+离子的浓度，因此在水中析出CaCO3等沉淀的可能性变小了，这就是络合增溶作用。 第五节 油田水处理及水处理剂 （2）使晶格扭曲 有机膦酸盐不仅能和水溶液中的Ca2+、Mg2+形成稳定的络合物，同时还能和已形成CaCO3晶体中的Ca2+形成稳定的络合物。由于有机膦酸盐和水溶液中已形成的CaCO3晶体两者之间相互发生作用，同时包围CaCO3，使得CaCO3小晶体难以按严格的排列次序排列形成大晶体，由此使CaCO3保持在小颗粒范围之内。 第五节 油田水处理及水处理剂 由下图可以看出，在CaCO3结晶中混入EDTMP，由于是对Ca2+的稳定螯合作用，从而抑制了垢层的晶格正常生长，使垢层具有许多空间，垢层无法继续增长，其结果是抑制了垢层的变厚和硬垢的生成，只形成易被水冲刷掉的软垢。 第五节 油田水处理及水处理剂 （四）低分子量的聚合物作为阻垢剂 聚丙烯酸、聚丙烯酰胺、聚马来酸酐等。 作为水处理的这类聚合物，它们的分子量大多在103-104---低分子量的聚电解质。 第五节 油田水处理及水处理剂 1）具有溶限效应和协同效应的药剂，用药量低，当它们和其它缓蚀剂如EDTMP或HEDP等复配使用时，阻垢效果会因协同效应得到提高。 2）具有除垢能力 。能使热交换器壁的垢层从硬垢转变成软垢或在一定周期内剥落。 3）对哺乳动物和水生物毒性很低，同时本身是生物降解的，几乎没有排放的公害污染问题。 第五节 油田水处理及水处理剂 五、除垢剂 能将垢从结垢表面除去的化学剂叫除垢剂，清除不同的垢要用不同的除垢剂。 CaCO3除垢剂 1）CaCO3 + HCl → CaCl2 + H2O + CO2 2）螯合剂 2Ca2+ + Na4 (EDTA) → Ca2 (EDTA) + 4Na+ * 油田污水回注带来的问题 * 三类除油剂? * 油珠表面的带电 * 无机絮凝剂包括哪些 * 除氧剂种类 * 油田水中遇到的主要细菌、危害 * 杀菌剂分类 * 季铵化合物杀菌机理 * 油田水腐蚀因素 * 油田水系统常用的金属缓蚀剂，按在金属表面所形成的膜分为：钝化膜型、沉淀膜型和吸附膜型