[发明专利]一种油田无磷防垢剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种油田无磷防垢剂及其制备方法，本产品通过引入多种磺酸基团等手段，控制产品分子量，并通过在分子中引入醇胺基团，不仅可以达到调节pH值的目的，同时不降低防垢效果，而且因为醇胺基团能与水形成氢键，从而又可以大大提高产品的抗冻性。海上油田混合注水和生产水，相比目前在用的各种无磷防垢剂，具有更高效的防垢效果，更好的稳定性和抗冻性。

技术领域

本发明属于化学防垢技术领域，涉及一种防垢剂，尤其涉及一种油田无磷防垢剂及其制备方法。

背景技术

目前在海上油田应用较好的无磷防垢剂主要是聚丙烯酸钠及一些多元共聚物。在冬季，聚丙烯酸钠类防垢剂在海上平台储罐存放过程中，会不断析出，导致药剂出现不可逆的变化而失效，或者形成水凝胶，经常造成严重的堵塞；而多元共聚物类防垢剂由于其酸性极强，容易造成管线腐蚀，因此应用前通常需要用碱中和到弱酸性或碱性使用，中和后，不仅防垢效果出现明显下降，同时在冬季，其在海上平台储罐中也会不断析出白色聚合酸盐等固体，从而堵塞加注设备和管线。这些问题不管如何补充防冻液也解决不了，给海上平台实际应用造成了许多麻烦。平台空间有限，不可能设置一套暖房设施，因此还是需要从根本上解决药剂的变质和析出等问题。本发明通过引入多种磺酸基团等手段，控制产品分子量，并通过在分子中引入醇胺基团，不仅可以达到调节pH值的目的，同时不降低防垢效果，而且因为醇胺基团能与水形成氢键，从而又可以大大提高产品的抗冻性。

发明内容

本发明目的是开发出一种油田无磷防垢剂，该无磷防垢剂能有效缓解油田结垢，防止冬季析出和变质。具有加药量小，防垢效果好，防垢率高、抗冻、稳定和适用范围广等特点。

本发明所提供的一种油田无磷防垢剂，其特征在于，通过下述步骤制得：

步骤一、在反应容器中加入摩尔比为3:1-6:1的2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(AMPS)和烯基磺酸，以及二者总质量十倍的蒸馏水，开启搅拌并持续通氮气；

步骤二、将反应容器中2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(AMPS)和烯基磺酸总质量3-6倍的丙烯酸(AA)、单体总质量10％-35％的过硫酸盐配成的10％质量浓度的水溶液，2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(AMPS)和烯基磺酸总质量3-6倍的有机醇胺分别承装于三个高位滴液槽内；

步骤三、反应容器中通氮气时间大于15分钟后，向其中加入反应容器中2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(AMPS)和烯基磺酸总质量50％-85％的亚硫酸氢盐；

步骤四、开始升温，温度达到25℃以上后，同时滴加步骤二中配置的丙烯酸和过硫酸盐，控制温度不超过90℃；

步骤五、滴加完后，继续控制温度不超过90℃，开始缓慢滴加步骤二中配置的有机醇胺；

步骤六、滴加完后，停止通氮气，控制温度75-90℃，反应2-4小时，即制得抗冻型无磷防垢剂。

在上述技术方案中，所述的有机醇胺为单乙醇胺、甲基乙醇胺、二乙醇胺、甲基二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或两种的混合物。

在上述技术方案中，所述的烯基磺酸为乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、丙烯基磺酸和丁烯基磺酸中的一种或两种的混合物。

在上述技术方案中，所述的过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾。

在上述技术方案中，所述的亚硫酸氢盐为亚硫酸氢铵或亚硫酸氢钠。

本发明所提供的一种油田无磷防垢剂的制备方法，按照下述步骤进行：

步骤一、在反应容器中加入摩尔比为3:1-6:1的2-丙烯酰胺基-甲基丙磺酸(AMPS)和烯基磺酸，以及二者总质量十倍的蒸馏水，开启搅拌并持续通氮气；