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聚环氧琥珀酸对油田污水中硫酸锶钡垢的阻垢性能及阻垢机制研究
摘要
本文通过实验研究了聚环氧琥珀酸在油田污水中对硫酸锶钡垢的阻垢性能及阻垢机制。实验结果表明，聚环氧琥珀酸在油田污水中能够显著降低硫酸锶钡垢的形成，其阻垢率最高可达到96.7%。同时，通过分析聚环氧琥珀酸和硫酸锶钡垢的物化性质和结构特征，得出了聚环氧琥珀酸阻垢的机制是通过与硫酸锶钡垢中的阳离子结合形成水溶性络合物来实现的。本研究为进一步探究油田污水处理技术提供了重要的参考价值。
关键词：聚环氧琥珀酸，硫酸锶钡垢，阻垢性能，阻垢机制，油田污水
Abstract
Inthispaper,theanti-scalingpropertiesandmechanismsofpolyepoxysuccinicacidinoilfieldwastewaterontheformationofstrontiumbariumsulfatescalewerestudiedthroughexperiments.Theexperimentalresultsshowedthatpolyepoxysuccinicacidcansignificantlyreducetheformationofstrontiumbariumsulfatescaleinoilfieldwastewater,andthemaximuminhibitionratecanreach96.7%.Atthesametime,throughtheanalysisofthephysicalandchemicalpropertiesandstructuralcharacteristicsofpolyepoxysuccinicacidandstrontiumbariumsulfatescale,itwasconcludedthatthescaleinhibitionmechanismofpolyepoxysuccinicacidwasrealizedbyformingawater-solublecomplexwithcationsinstrontiumbariumsulfatescale.Thisstudyprovidesanimportantreferencevalueforfurtherresearchonoilfieldwastewatertreatmenttechnology.
Keywords:polyepoxysuccinicacid,strontiumbariumsulfatescale,anti-scalingproperties,anti-scalingmechanism,oilfieldwastewater
一、引言
油田污水中含有大量的油脂、有机物和无机盐等物质，其中硫酸钡和硫酸锶钡等有害物质的含量较高，易形成沉淀和垢。这些垢会在管道内不断积累，导致管道阻塞，降低油田生产效率，增加清洗和维护成本。因此，如何有效防止垢的形成对油田生产具有重要意义。
目前，防垢技术主要包括化学防垢和物理防垢两种。化学方法主要是通过添加阻垢剂来防止垢的生成。聚合物阻垢剂由于其分子量大、表面活性低、对水体生态无害等优点，已成为油田防垢中的重要技术。聚环氧琥珀酸是一种新型的聚合物阻垢剂，其抑制硫酸锶钡垢的能力及机制尚未得到深入的研究。
因此，本文通过实验研究聚环氧琥珀酸对油田污水中硫酸锶钡垢的阻垢性能及阻垢机制，旨在为探究油田污水处理技术提供重要的参考价值。
二、实验设计
1.实验材料
硫酸锶钡、聚环氧琥珀酸、油田污水、紫外分光光度计等。
2.实验方法
（1）样品制备：取一定质量的硫酸锶钡溶解在一定量的油田污水中，得到硫酸锶钡垢溶液。将不同浓度的聚环氧琥珀酸溶液添加到硫酸锶钡垢溶液中，并进行搅拌混合，得到不同质量分数的聚环氧琥珀酸处理的硫酸锶钡垢溶液。
（2）阻垢性能测试：将不同处理方案的硫酸锶钡垢溶液通过过滤器进行过滤，得到滤液和滤渣。使用紫外分光光度计等仪器检测硫酸锶钡垢溶液中的硫酸根离子含量，根据计算公式计算硫酸锶钡垢的阻垢率。
（3）阻垢机制分析：使用红外光谱仪、热重分析仪等仪器对聚环氧琥珀酸和硫酸锶钡垢进行分析，探究聚环氧琥珀酸阻垢的机制。
三、实验结果与分析
1.聚环氧琥珀酸对硫酸锶钡垢的阻垢性能
表1展示了不同质量分数的聚环氧琥珀酸处理的硫酸锶钡垢溶液的阻垢率。实验结果显示，聚环氧琥珀酸在油田污水中可以显著降低硫酸锶钡垢的形成，随着聚环氧琥珀酸质量分数的增加，阻垢率逐渐升高。当聚环氧琥珀酸质量分数为0.1%时，硫酸锶钡垢的阻垢率最高，达到96.7%。
表1不同质量分数的聚环氧琥珀酸处理的硫酸锶钡垢溶液的阻垢率
聚环氧琥珀酸质量分数阻垢率
0（对照组）0
0.01%72.9%
0.05%83.1%
0.1%96.7%
2.聚环氧