【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水处理，尤其涉及一种中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂以及一种中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂的制备方法。
技术介绍
1、与传统能源相比，地热能具有分布广、成本低、可直接利用、对环境污染小等优点，是一种竞争力很强的新能源，广泛应用于发电、地区供暖、化学和过程工业等领域。通常将地热能利用分为发电利用和直接利用两种形式，由于中低温(<150℃)地热资源可直接利用，且分布广泛，所以发展前景十分广阔。
2、华北油田地热资源丰富，但在开采管理中却存在利用不充分、耗能多等问题。随着地热水的开发和利用，发现不同条件下的地热水结垢、腐蚀等问题伴随而来，给生产和工艺设备带来了严重的影响。然而，地热水长期在地壳内部运动，发生着各种地质、地球化学作用，且温度较高，对岩石的溶解作用、离子交换作用和解析作用都较强，因而具有复杂的化学成分。其中，结垢性成分主要包括ca2+、mg2+、hco3-、so42-及sio2，当地热水流经系统时，它们之间相互作用形成无机盐，析出并附着在管道及换热设备表面，污垢层的出现和增厚使地热流体流动阻力增大，同时导致换热设备的换热效率下降、能耗增加，严重时导致系统堵塞，生产停止。因此，地热利用中防垢研究有重大的实际意义和应用价值。
3、近年来，高效水溶性和绿色环境友好型阻垢剂成为研究开发的热点和阻垢剂家族的新宠。阻垢剂在实际应用中主要以聚合物型阻垢分散剂和复合型阻垢缓蚀剂为主。随着研制水处理剂技术水平的提高和聚合物阻垢剂的开发，聚环氧琥珀酸(polyepoxysuccinicacid
4、水溶性高分子聚合物作为阻垢剂应用于城市地热利用系统中，是因为其具有阻垢和热稳定性能优异、无毒或低毒、用量少、临界效应和协同效应良好等优点。经过对聚合物结构及阻垢机理的研究表明：聚合物结构与阻垢剂性能关系极为密切，聚合物中的羧酸官能团对控制caco3、caso4垢起主要作用，而羟基、酞胺基等对控制ca3(po4)2垢有良好的效果。因此，聚合物阻垢剂相对更能适用于高钙和高碱度工业水处理系统和地热水利用系统。
5、聚合物阻垢剂经历了天然高分子化合物、均聚物、二元和多元共聚物及环境友好型聚合物阻垢剂的阶段。20世纪60年代初，在尚未合成聚合物阻垢剂时，采用丹宁、木质素、磺化木质素、淀粉和羧甲基纤维素等天然有机高分子物质作阻垢剂控制水垢的生成。70年代，随着聚丙烯酸和聚马来酸的发展应用，水处理技术快速发展，相继开发了一系列含有多种基团的二元和多元共聚物。80年代，国外公司研究出性能优越的含有磺酸基的聚合物。现今，随着环境保护和绿色化学的提倡，环境友好型聚合物阻垢剂成为阻垢剂研究的热点和发展方向。
6、目前，由于环境法规的日益严格，磷的排放受限。例如，德国已要求磷的排放小于等于1mg/l，在此形势下，低磷水处理剂的开发和应用就日益成为国内外关注的焦点。一般含膦聚合物的本身磷含量低于3％，如果其用量为5mg/l，则整个循环冷却水体系的含磷量仅为0.15mg/l左右，这样低的磷系配方对环境保护十分有利，也就意味着此类含膦聚合物具备了绿色水处理剂的概念。
7、聚环氧琥珀酸盐(pesa)是一种无膦、非氮和有良好生物降解性能的绿色阻垢缓蚀剂。适用于高碱高硬水系，且用量少，阻垢性能优于氨基三亚甲基膦酸(atmp)、羧基亚乙基二膦酸(hedp)和聚丙烯酸。pesa对水中的碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、氟化钙和硅垢有良好的阻垢分散性能，阻垢效果优于常用有机膦类阻垢剂。与膦酸盐复配具有良好的协同增效作用。同时具有一定的缓蚀作用，是一种多元阻垢剂。
8、添加不同浓度的pesa，测定其中的阻垢率。从试验情况看，其阻垢率随着pesa浓度的增高阻垢效果并不理想，但是要想达到较好的阻垢效果，所需pesa的浓度很高。由于pesa价格比较高，使用单一药剂作为阻垢剂是即不经济、又不现实的。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了一种中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂及制备方法，采用乙二胺四甲叉膦酸(ethylenediamine tetramethylenephosphonic acid，edtmp)有机磷酸类阻垢单剂与pesa聚合物类阻垢单剂相结合复配，利用聚合物阻垢剂的分散和阻垢作用，分散可成为难溶盐结晶中心的难溶盐微粒，减少或控制难溶盐的聚集成垢，还能使即使沉积的晶体发生晶格畸变，达到阻垢的目的，可用于预防碳酸钙、硅酸盐、硫酸盐和磷酸盐垢等的沉积。利用有机膦酸类阻垢剂的络合和阻垢作用，能通过络合作用有效地控制难溶盐微粒结晶中心的形成，也能减少或控制难溶盐的聚集成垢，达到阻垢和溶解垢沉积物的目的，可用于预防碳酸钙、硅酸盐、硫酸盐和磷酸盐垢沉积，同时还可与其他聚合物阻垢剂具有协同效应。该复合阻垢剂的阻垢效率高，投加量少，对环境友好，能够延长换热器装置的寿命和使用周期，保证装置的正常运行。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂，包括：pesa聚合物类阻垢单剂和edtmp有机磷酸类阻垢单剂；
3、所述pesa聚合物类阻垢单剂的重量百分比为10wt％～20wt％，所述edtmp有机磷酸类阻垢单剂的重量百分比为50wt％～90wt％。
4、在上述技术方案中，优选地，所述pesa聚合物类阻垢单剂的重量百分比为18wt％～20wt％，所述edtmp有机磷酸类阻垢单剂的重量百分比为70wt％～80wt％。
5、在上述技术方案中，优选地，中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂还包括助剂，所述助剂的加入量为总重量的5wt％～20wt％，所述助剂为酸类组分、碱类组分、醇类组分或有机胺；
6、所述酸类组分包括盐酸、硫酸、硝酸、甲酸和乙酸中的一种或多种，所述碱类组分包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化按和氢氧化钙中的一种或多种，所述醇类组分包括甲醇、乙醇、乙二醇和丙三醇中的一种或多种，所述有机胺包括乙二胺、三乙胺、三乙醇胺和聚乙二醇胺中的一种或多种。
7、在上述技术方案中，优选地，所述pesa聚合物类阻垢单剂的重量百分比为18wt％，所述edtmp有机磷酸类阻垢单剂的重量百分比为70wt％，所述助剂的重量百分比为12wt％。
8、本专利技术还提出一种中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂的制备方法，应用于如上述技术方案中任一项公开的中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂的制备，包括：
9、在90℃～130℃的条件下，将重量百分比为10wt％～20wt％的pesa聚合物类阻垢单剂以及重量百分比为50wt％～90wt的edtmp有机磷酸类阻垢单剂搅拌混合均匀；
10、混合后1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂，其特征在于，包括：PESA聚合物类阻垢单剂和EDTMP有机磷酸类阻垢单剂；
2.根据权利要求1所述的中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂，其特征在于，所述PESA聚合物类阻垢单剂的重量百分比为18wt％～20wt％，所述EDTMP有机磷酸类阻垢单剂的重量百分比为70wt％～80wt％。
3.根据权利要求2所述的中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂，其特征在于，还包括助剂，所述助剂的加入量为总重量的5wt％～20wt％，所述助剂为酸类组分、碱类组分、醇类组分或有机胺；
4.根据权利要求3所述的中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂，其特征在于，所述PESA聚合物类阻垢单剂的重量百分比为18wt％，所述EDTMP有机磷酸类阻垢单剂的重量百分比为70wt％，所述助剂的重量百分比为12wt％。
5.一种中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂的制备方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4中任一项所述的中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂的制备，包括：
6.根据权利要求5所述的中低温油田及城市地热水的复
7.根据权利要求6所述的中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述PESA聚合物类阻垢单剂的重量百分比为18wt％～20wt％，所述EDTMP有机磷酸类阻垢单剂的重量百分比为70wt％～80wt％。
8.根据权利要求5所述的中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂的制备方法，其特征在于，所述复合阻垢剂的固含量为30wt％～50wt％。
...【技术特征摘要】
1.一种中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂，其特征在于，包括：pesa聚合物类阻垢单剂和edtmp有机磷酸类阻垢单剂；
2.根据权利要求1所述的中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂，其特征在于，所述pesa聚合物类阻垢单剂的重量百分比为18wt％～20wt％，所述edtmp有机磷酸类阻垢单剂的重量百分比为70wt％～80wt％。
3.根据权利要求2所述的中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂，其特征在于，还包括助剂，所述助剂的加入量为总重量的5wt％～20wt％，所述助剂为酸类组分、碱类组分、醇类组分或有机胺；
4.根据权利要求3所述的中低温油田及城市地热水的复合阻垢剂，其特征在于，所述pesa聚合物类阻垢单剂的重量百分比为18wt％，所述edtmp有机磷酸类阻垢单剂的重量百分比为70wt％，所述助剂的重量百...
【专利技术属性】
技术研发人员：鞠士义，林俊岭，底国彬，卢林杰，朱倩，王培培，向多华，邢晓东，许传欣，邱琪，李少平，于敏，马庆龙，欧阳东旭，杨微，左晓明，殷建鹏，姜超群，赵慧芹，
申请(专利权)人：中国石油工程建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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