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《大庆石油学院》 2003年
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马来酸酐—丙烯酸阻垢剂的合成与应用

孙阳  
【摘要】: 马来酸酐-丙烯酸共聚物是一种不含无机磷和有机磷的阻垢剂,它不会水解产生磷酸钙垢,还可以与多种水处理药剂复配,复配后效果更好,所以马来酸酐-丙烯酸共聚物阻垢剂是较理想的钙离子阻垢剂。本文以水做溶剂,采用自制催化剂合成马来酸酐-丙烯酸二元共聚物,其最佳的合成条件为:马来酸酐、丙烯酸和引发剂的最佳配比为1:1:0.47,催化剂的用量为单体总浓度的0.9%,在此配比下,共聚物的产率最高。对马-丙共聚物的阻垢性能研究表明,单体配比增大,共聚物的特性粘数增大,当特性粘数为一特定值时,共聚物的阻垢率最高;阻垢剂的最佳用量为12mg/L,低于此值时,对碳酸钙、硫酸钙及磷酸钙的阻垢率随用量的增加而增加,在12mg/L以上时,阻垢率随用量的增加而下降。对垢样的观察发现,静态阻垢试验过程中的碳酸钙垢、硫酸钙及磷酸钙垢均为絮状疏松的、非粘着性的软垢,表明该共聚物聚有较强的分散阻垢能力。pH值在6.0~9.0的范围内对阻垢率影响较小。随水质碱度的上升,马-丙共聚物的阻垢性能虽稍有下降,但直至碱度为700×10~(-6)时,马-丙共聚物的阻垢率仍为94.6%,说明马-丙共聚物不仅适用于高硬度的水质条件,还同样适用于高碱度的水质条件。 马-丙共聚物的阻垢作用机理是该共聚物吸附于无机盐晶核或微晶,抑制了晶体的增长速率,嵌入增长晶体的共聚物致使无机盐晶体发生畸变,使晶粒悬浮于溶液中,阻碍晶粒的增长和晶粒。在无阻垢剂且预加晶种的条件下,硫酸钙的结晶直接在晶种表面发生,不产生成核作用和自发沉淀作用。马-丙共聚物能有效阻滞CaSO_4·2H_2O晶体的生长,晶体成长的表观速率常数随阻垢剂浓度的增加而变小,对本论文中所用的马-丙共聚物而言,出现诱导期的阻垢剂浓度为0.3mg/L。马-丙共聚物在碳酸钙微晶上的吸附符合Langmuir等温吸附,属于单分子化学吸附,并对碳酸钙的结晶生长起到显著的抑制作用。、马-丙共聚物具有良好的阻垢效果,其阻垢作用是以对微晶表面的吸附作用为主,同时伴有晶体畸变作用、分散和增溶作用、螯合作用等。 现场应用结果表明,马-丙共聚物能有效的抑制钙离子的结晶沉淀,是一种优良的阻垢分散剂。
【学位授予单位】:大庆石油学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:TQ085

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