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阻垢剂性能评价方法的改进以及添加剂对CaCO_3结垢过程的影响

冯改宁  
【摘要】:虽然工业防垢技术取得了长足的进步,但由于水资源的日趋紧张导致工况条件的日益恶化,结垢问题仍然困扰着石油、化工、电力等行业生产装置的正常运行。在广泛采用添加阻垢剂的方法来抑制或者减轻结垢问题时,阻垢剂性能评价方法的局限性以及对阻垢机理认识的不彻底性都给工业阻垢技术的应用带来了很大的困难。为了及时地解决工业现场中阻垢剂应用技术方面的困难,必须开发出一些快速、实用的阻垢剂性能评价方法,并对阻垢剂的阻垢机理进行更深入的研究,以便开发出性能更为优越的新型高效阻垢剂。 目前广泛采用静态法对阻垢剂的性能进行评价和相关的研究。这一方法需要准确测定体系中的成垢金属阳离子的浓度的变化。由于可选用的离子色谱等现代仪器分析技术对设备要求很高,且分析过程耗时长,因此常用络合滴定的方法。然而,络合滴定方法的准确性受到水质条件的限制。本文提出了一种改进的络合滴定方法,系统地研究了络合滴定法用于测定单独或混合的成垢阳离子时分析结果的准确度,并与现行国家规定的有关标准方法进行了比较。结果表明,在一定量的Mg-EDTA 存在下,采用返滴定方式不仅提高了测定结果的准确度与灵敏度,同时还扩大了静态法的应用范围。 在成垢离子的浓度很高而且阻垢剂的效果很好的时候,当用缓冲溶液调节高硬度介质的pH 值时,由于介质中过饱和度太大,体系在pH=10 条件下难以保持稳定,发生微溶盐析出,造成络合滴定评价结果严重偏低,甚至出现阻垢剂促进成垢的假现象。针对这种情况,从成垢阴离子的测量入手,本文提出了一种评定阻垢剂性能的新方法。在可以生成碳酸钙垢的体系中,利用酸碱滴定方法测定体系中碳酸氢根离子浓度的变化,发现成垢阴阳离子浓度变化在成垢过程中存在2∶1 的对应关系。并将其应用于对HEDP 和丙烯酸-丙烯酸羟丙酯三元共聚物的阻止CaCO_3垢效果的评价中,发现在高硬度介质中酸碱滴定所得到的阻垢率高于络合滴定,能更加准确的反映了高


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