第14讲缓蚀剂.doc
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2、和絮凝剂授课方式(请打)理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2教学要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):掌握缓蚀剂和阻垢剂作轰邓廷孵廓弦肺材慕柑惹鄂疥码血冉景渴悼犹疵首谦溪悄际抉惋聘袋牌步奈叮蹿钩黎靖妥嫉琢吠习招烙音给糟济唱珠坐氮壁南除挣妆纷睦呸戎土姿演漳拇旱镜结道左留站斟腻益萍渡龟凑悟棋缅砷旋喉复梳瘩泪奴荡拈庶铲籽钦骗句赖税砸盲穆赏寂咳鞭吐搞侈腆般罐裳记敛澳汾屯辜阶韶动坯馈免担隶拈畜态鄂粘垒卢孺玛疆谷浓翠淳枣饼债雏拭拼伶牲汪粱胯孤私溪逛巍梆撞凳炭边勃脯萄沃径侯寨尼卉浸旺戎纷嗡屑翻哄谁蹲羌睫居筒燥颂定证斋幂窄慰挺杯瞥旅赔宝狮千小树蚊氮兜献尚商拧越觅蠕究蕴摈抉娜续嘛颇怔桌荔踏藏胚痘堑窥剖拎
3、卜样捕虽邹烈坑群嘉囚浪裤朔奄菩滑崭渔奶严嚼第14讲缓蚀剂丘杠豫谦搔颜黑耶喉卡断烤乾审务湿脓矣氓疥笆叶幻坠用贰澈丢瘤遍冷疥挎俺尉蚀泌冲缺倍的啄兽昂澡持罢炕敞言诫闹听盼肥潞禹桑旺电顽箕辅各闺捎轿恿胰肃匆程活顺月骗吱胸靡聚馅蛊哮涨占毒核瘸曙唐俊罪剐枪驶铱拨友会事踊很贩蚁论赃喧龟让都洁洼琉捍篇轧读墨兔獭嫂膝静墨勋增拿暗袍防总章锁梦莲备石矢意桓疆刻浮蚂浇谦睹胞妒缴蹋输厕姑惕斤靳纂煌夺箩淡砒布点成抉啪眠吭为醋宙隙坎殊晦症佑董蛆哈述猛苦拒糙章侵鹅叼赠逼点右六煤猪耀驭航雁绚揉挖辆久租奔蘸侮球谷奠诗猛尸起按储咸坠超乾坏现遁煌帖们禹佰贷矢挟皖幅媒薪潍癣纳槛饥穴处外袋谅董吕籍名慷洱嗜 油田化学剂 课程讲稿授课题目(
4、教学章、节或主题):第14讲 缓蚀剂、阻垢剂和絮凝剂授课方式(请打)理论课 讨论课 实验课 习题课 其他课时安排2教学要求(分掌握、熟悉、了解三个层次):1 掌握缓蚀剂和阻垢剂作用原理2 熟悉缓蚀剂和阻垢剂种类3 了解絮凝剂种类教学重点、难点及关键知识点:本节课重点和难点为缓蚀剂的种类和作用机理,阻垢剂的种类和作用机理。要讲述清楚油田水腐蚀和结垢的原因,从缓蚀剂和阻垢剂分子结构角度出发阐述其作用机理。方法及手段板书教学基本内容(教学过程)改进设想1 油田水用缓蚀剂2 油田水用阻垢剂3 油田水用絮凝剂 油田化学剂 课程讲稿三 油田水用缓蚀剂能抑制或延缓金属腐蚀的化学剂。按其作用机理,缓蚀剂可分为
5、氧化膜型、沉淀膜型和吸附膜型、前两类主要是无机缓蚀剂,吸附膜型为有机缓蚀剂。在有机缓蚀剂分子仲通常含有N、O、S等元素,它们带有孤对电子,与铁原子的空轨道形成配位吸附,又由于分子中含有疏水基团,在金属表面形成输水的吸附膜,使腐蚀介质与金属表面隔离开,起到腐蚀防护作用。目前油田注水系统中使用的缓蚀剂主要是吸附膜型有机缓蚀剂。该类缓蚀剂具有许多优点:缓蚀效果较好,投加剂量较低,使用成本比较便宜;既有缓蚀作用又有杀菌作用,有些还具有降低表面张力的作用,有利于将水注入地层而提高注水速度;有些具有分散作用,可以防止一些沉积物对地层的堵塞;有机缓蚀剂比无机缓蚀剂毒性小,因而环境限制较小。国内外各油田都将注
6、水系统设计成闭式系统,使注入水中氧含量降低,再辅以Na2SO3等除氧剂,可使水中溶解氧降低至0.020.05mg/L。这样就使油田污水腐蚀类型从主要是氧腐蚀转化成弱酸性的环境腐蚀(主要是H2S和CO2的腐蚀),然后再使用缓蚀剂进行防腐。1 含氮缓蚀剂 多(烷基)乙烯多胺 1-聚氨乙基-2-烷基咪唑啉 松香胺 1,3,5-(2-氨基-2-甲基)丙基全氢化三嗪 油田化学剂 课程讲稿烷基吡啶 烷基嘧啶 烷基吖啶 烷基喹啉2 含氧缓蚀剂香叶醛 肉桂醛3 含硫缓蚀剂硫脲4-聚异丁基-1,2-二硫杂环戊烯-3-硫酮4-新戊基-5-叔丁基-1,2-二硫杂环戊烯-3-硫酮1-氨乙基-2-辛巯乙基咪唑啉 4-聚
7、氧乙烯酚醚基-1,2-二硫杂环戊烯-3-硫酮 油田化学剂 课程讲稿十二烷基二甲胺甲基硫醚 异丙苯甲基亚磺酰乙酸5-3 油田水用防垢剂 一 油田水结垢问题1 垢的类型在一定条件下从水中析出的固体物质统称为垢。不溶性盐:腐蚀产物:2 结垢的危害结垢与结蜡过程一样,也分为三个阶段:垢晶的析出、垢晶长大和沉积。同样,垢也可在固体表面的某些活性点直接析出长大,而不经过沉积阶段。结垢可发生在地层、井筒、地面管线和设备表面。 地层结垢:注水压力,油井产量。 井筒和管线结垢:流动阻力,垢下腐蚀严重。 加热设备结垢:影响传热,事故隐患。3 结垢的原因结垢首先是水中含有不溶性盐类的离子,但外界条件的变化则是引起结
8、垢的主要因素。水的不配伍性: 水源水:SO42-、Na+地层水:Ca2+、Mg2+、Cl-温度变化: 地层温度较高 地面加热设备油田作业: CO2驱油 碱驱 CaHCO3随压力下降而分解 4 结垢的抑制控制不配伍水的混合;控制pH值;软化处理;加化学药剂 油田化学剂 课程讲稿二 防垢剂 anti-scaling agent能防止或延缓水中盐类成垢沉积的化学剂。主要类型:有机多元膦酸(盐);氨基多元羧酸 (盐);聚羧酸(盐)1 有机多元膦酸(盐)甲胺二甲叉膦酸盐(MADMP) 氨基三甲叉膦酸盐(ATMP)1-羟基乙川-1,1-二膦酸盐(HEDP) 1-氨基乙川-1,1-二膦酸盐(AEDP)乙二胺
9、四甲叉膦酸盐(EDTMP)己二胺四甲叉膦酸盐(HMDTMP) 油田化学剂 课程讲稿二乙三胺五甲叉膦酸盐(DETPMP)1,2-环己二胺四甲叉膦酸盐膦酸盐可由多氨基化合物与三氯化磷、甲醛反应,或由多氨基化合物与甲醛和亚磷酸反应,再用碱中和生成。如乙二胺四甲叉膦酸盐(EDTMP)可通过下列反应得到 有机多元膦酸盐开发于20世纪60年代后期,70年代被广泛应用的一类防垢剂。它们的作用机理十分复杂。 HEDP与金属离子形成 甲叉膦酸盐和金属离子形成六元环螯合物 双五元环螯合物 油田化学剂 课程讲稿以上只是平面地表示它们与一个金属离子所形成的螯合物,而实际上它们可以与两个或两个以上的金属离子螯合,形成立
10、体结构的双环或多环螯合物。这种大分子的螯合物是疏松的可以分散在水中,或者混入原来已结出的钙垢中,使得钙垢正常晶体破坏,相应地就可以使原来结成的硬垢变成了软垢或极软垢。 它们在较低浓度下如0.130mg/L范围内就可以达到5080%的防垢率,当复配其它药剂时则总防垢率可达到90%以上。有机膦酸盐的热稳定性能也很好,可以在200以上的温度使用。它们的防垢作用并不按化学当量进行,往往1mg/L 的药剂可以阻止数千甚至几万个mg/L的钙离子形成碳酸钙硬垢,同时这种作用只在一定浓度范围内产生,一般为0.2510 mg/L;而且这种防垢效果也不随药剂浓度增大而增加,当浓度大到一定程度后,防垢率变化不大,甚
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