膦基聚羧酸与其他水处理剂的协同效应研究 KSYHPD

在水处理剂总量不变的情况下，配伍合适的两种或两种以上水处理剂同时使用，其效果比单独使用同样浓度的其中任何一种水处理剂好得多，这就是水处理剂之间的协同效应/synergisticeffect）。利用协同效应，可望提高现有水处理剂的使用效率，从这个意义上讲，它是与开发新型高效水处理剂同样重要的一个研究课题。目前，关于水处理剂阻垢协同效应的研究报导尚有分歧。一些U2明确列举了水处理剂的阻垢协同效应，充分肯定了它的实用价值，Matty对这种协同效应则提出异议。Matty考察了几种多元水处理剂在达到同样的刚好完全抑制碳酸配成核的效果时，其各自组成成份之间的质量比，结果表明水处理剂之间在阻垢作用方面不存在协同效应。

而根据相关报导，大多数水处理剂在与其它合适的水处理剂复配后在缓蚀作用方面都有明显的协同效应。

目前，关于膦基聚羧酸与其它水处理剂之间协同效应的研究已经有了一些报导。本文以次膦酸基聚丙稀酸（PCA）为例，对其分别与羟基亚乙基二膦酸（HEDP）、聚丙烯酸（PAA）复配后的体系进行阻垢与缓蚀性能研究，并对协同效应的机理进行探讨。

1试验阻垢性能研究按照SY/T5673-93标准“油田用防垢剂性能评定方法”。阻碳酸劈垢性能研究试验条件：Ca2+浓度为0，水温为7（TC，测试时间为25h；阻硫酸街垢性能研究试验条件：Ca2+浓度为1510.时间为25h.缓蚀性能研究按照SY5273-91标准“油田注水缓蚀剂的评价方法”。缓蚀性能研究试验条件：°C，测试时间为72h. 2结果与讨论2.1PCA与HEDP阻垢性能试验2.1.1PCA与HEDP阻碳暖4丐垢复配体系进行阻碳酸钙性能研究，结果见。

从可以看出，6mg/L的PCA与4mg/L的HEDP、梅平，1982年毕业于华中师范大学，现为长江大学化学与环境工程学院院长，教授，硕士研究生导师。主要从事油气田环境保护方面的教学和科研工作。

8mg/L的PCA与2mg/L的HEDP分别复配后，对碳酸钱的阻垢率均优于同等条件下PCA与HEDP单一体系对碳酸钙的阻垢率。这说明60%的PCA与40%的HE：DP、80%的PCA与20%的HEDP分别复配后，在阻碳酸钙垢作用方面均有协同效应。

2.1.2PCA与HEDP阻硫酸钓垢分别对PCA与HEDP单一体系及总量为10mg/L的复配体系进行阻硫酸钙垢性能研究，结果见。

水处理剂浓度（mg/L）PCA与HEDP单一及复配体系对硫酸钙垢的阻垢率8mg/L的PCA与2mg/L的HEDP分别复配后，对硫酸耗的阻垢率均优于同等条件下PCA与HEDP单一体系对硫酸钙的阻垢率。这说明60%的PCA与40%的HEDP、80%的PCA与反渗透设备20%的HEDP分别复配后，在阻硫酸钙垢作用方面均有协同效应。

2.2PCA与PAA阻垢性能试验2.2.1PCA与PAA阻碳酸4丐垢分别对PCA与PAA单一体系及总量为10mg/L的复配体系进行阻碳酸钙垢性能研究，结果见。

从可以看出，PCA与PAA复配体系对碳酸钙的阻垢率优于同等条全自动软化水设备件下PAA单一体系对碳酸钙的阻垢率，但低于同等条件下PCA单一体系对碳酸钙的阻垢率。这说明PCA与PAA复配后，在阻碳酸钙垢作用方面不存在协同效应。

2.2.2PCA与PAA阻硫酸钓垢分别对PCA与PAA单一体系及总量为10 mg/L的复配体系进行阻硫酸钙垢性能研究，结果见。

从可以看出，PCA与PM复配体系对硫酸配的阻垢率优于同等条件下PM单一体系对硫酸钙的阻垢率，但低于同等条件下PCA单一体系对硫酸妈的阻垢率。

PCA与PAA单一及复配体系对硫酸钙垢的阻垢率这说明PCA与PM复配后，在阻硫酸钙垢作用方面不存在协同效应。

2.3PCA与HEDP缓蚀性能试验分别对PCA与HEDP单一体系及总量为30mg/L的复配体系进行缓蚀性能研究，结果见。

从可以看出，任意质量分数的PCA与HEDP复配后的缓蚀率均大于同等条件下PCA与HEDP单一体系的缓蚀率。这说明任意质量分数的PCA与HEDP复配后均具有缓蚀协同效应。

2.4PCA与PAA缓蚀性能试验PCA与PAA单一及复配体系对碳钢的缓蚀率分别对PCA与PAA单一体系及总量为30mg/L的复配体系进行缓蚀性能研究，结果见。

从可以看出，PCA与PAA复配体系的缓蚀率优于同等条件下PAA单一体系的缓蚀率，但低于同等条件下PCA单一体系的缓蚀率。这说明PCA与P/VA复配后不存在缓蚀协同效应。

3协同效应的机制根据上述试验结果，对PCA分别与HEDP、PM复配后的阻垢与缓蚀作用机理进行探讨。

PCA中的=P0（0H）官能团与PM中的一C00H官能团的阻垢作用均主要表现为分散作用，以分散颗粒较大的晶体阻碍其向传热面沉积为主，故两者复配后在阻垢作用方面不存在协同效应。而DP中一P0（0H）2官能团的阻垢作用主要表现为对成垢金属离子具有优良的螯合能力以及对晶面的吸附作用较强，因此PCA与HEDP复配后不仅能有效地控制晶体生长，而且能有效地分散颗粒较大的晶体，阻碍其向传热面沉积，也就是说两者复配后在阻垢作用方面能产生协同效应。

PCA是一种吸附膜型缓蚀剂，其中的=P0（0H）官能团不仅具有较好的缓蚀能力，而且有较强的抑制点蚀的能力，且其在金属表面形成的缓蚀膜对金属的附着性好。HEDP是一种沉淀膜型缓蚀剂，其中一P（0H）2官能团也有较好的缓蚀能力，但其在金属表面形成的缓蚀膜对金属的附着性不好。PCA与HEDP复配体系综合了两种类型缓蚀剂的优点，克服了HEDP形成的缓蚀膜对金属附着不好的缺点，产生了缓蚀协同效应，具有较好的缓蚀效果。此外，PCA与HEDP复配体系降低了价格偏高的PCA的用量，从一定程度上降低了水处理的成本。而PAA在缓蚀性能方面与PCA的作用机理相似，都是通过亲水基团吸附在金属表面而亲油基团朝向腐蚀环境，形成一层膜，将腐蚀环境和金属隔开，从而避免或减小金属受到的腐蚀。因此，PCA与PAA复配后不存在缓蚀协同效应。

4结论与20%的HEDP分别复配后，在阻碳酸钙与阻硫酸钙垢作用方面均具有协同效应；PCA与PM复配后，在阻碳酸钙与硫酸垢作用方面不存在协同效应；任意质量分数的PCA与HEDP复配后均具有缓蚀协同效应；PCA与PM复配后不存在缓蚀协同效应。

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