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随着原油的开采,我国大部分油田开发已经进入中后期,含水量持续增加,结垢问题严重影响油田注水开发的正常生产。在诸多防垢除垢措施中,添加阻垢剂是最有效且经济的方法,因此对阻垢剂的研究显得尤为重要。本文采用先环氧化后聚合的方法分步合成绿色阻垢剂聚环氧琥珀酸(PESA),环氧化反应以马来酸酐为主要合成原料,在催化剂钨酸钠和氧化剂过氧化氢的作用下,发生环氧化反应,得到中间体环氧琥珀酸(ESA),并以收率作为研究对象对其合成条件进行了优化;聚合反应以最佳反应条件下合成的环氧琥珀酸为原料,Ca(OH)2作引发剂,进行开环聚合反应,得到聚环氧琥珀酸,并对其阻垢性能进行了评价;评价了 PBTCA、HEDP、BHMTPMPA、EDTMPS、ATMP、TH-3100等6种常用阻垢剂的阻垢性能,并将其与PESA进行复配优化,选择效果较好的BHMTPMPA、PBTCA与PESA的复合阻垢剂进行评价。(1)采用单因素和正交的实验方法研究了环氧化和聚合反应中各因素对环氧琥珀酸的收率和聚环氧琥珀酸阻垢率的影响。研究结果表明:在环氧化反应过程中,最佳反应条件为反应时间1.5 h,反应温度65℃、氢氧化钠与马来酸酐摩尔比为1.5:1、催化剂用量0.003 mol,在此反应条件下合成的环氧琥珀酸的收率可达92.3%。在聚合反应过程中,最佳反应条件为反应时间3 h,反应温度90℃、体系pH=12、Ca(OH)2与马来酸酐的摩尔比为1:12,在此反应条件下,当聚环氧琥珀酸用量为6 mg/L时,阻垢率达到90.3%。(2)利用静态阻垢法考察了 PESA的阻垢效果与阻垢剂用量、硬度、碱度、体系成垢时间的关系。结果表明:当阻垢剂的用量为4 mg/L时,阻垢率就能达到85%以上;在抗硬度和耐温性方面表现出优良的阻垢性能,但在抗碱度方面表现出不足。(3)将PESA与6种常用阻垢剂进行复配,结果表明:BHMTPMPA和PBTCA复配效果较好,当PESA:PBTCA=2:3时,阻垢率达到98.6%,当PESA:BHMTPMPA=2:1时,阻垢率达到98.1%;对BHMTPMPA和PBTCA与PESA的复合阻垢剂进行评价,结果表明:PESA与PBTCA的复合阻垢剂在阻垢剂用量为3 mg/L时,阻垢率达到95%左右,PESA与BHMTPMPA的复合阻垢剂用量为3 mg/L时,阻垢率>90%,其中PESA与PBTCA的复合阻垢剂在抗硬度,抗碱度以及耐温性方面均表现优异。