技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)、化工、石油等行業(yè)高濃度無機(jī)鹽溶液的結(jié)晶抑制領(lǐng)域，尤其是涉及到一種鹽結(jié)晶抑制劑的簡(jiǎn)便合成及其使用。
背景技術(shù)：
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在石油行業(yè)，鉆井泥漿、采油、鹵水的開采和輸送高濃度的鹽溶液會(huì)堵塞管道，影響正常生產(chǎn)，如我國(guó)川西鹵水蘊(yùn)藏在4000m以下的海相沉積層，其含有豐富的鉀資源和高濃度的氯化鈉溶液，在開采過程中由于溫差過大，至井口時(shí)時(shí)常結(jié)晶堵死輸送管道，導(dǎo)致豐富資源被迫停止開采。一些化工行業(yè)在無機(jī)鹽產(chǎn)品的合成、轉(zhuǎn)化、濃縮過程中，鹽結(jié)晶也會(huì)堵塞設(shè)備或卡泵，導(dǎo)致設(shè)備無法運(yùn)轉(zhuǎn)，如我國(guó)的青海、新疆等地鉀肥生產(chǎn)基地時(shí)常在冬天出現(xiàn)卡泵現(xiàn)象。為有效解決這些問題目前普遍采用的方式是熱溶解，這不僅浪費(fèi)能源，操作上也很不方便，因?yàn)闇囟鹊牟▌?dòng)存在高濃度的鹽溶液就時(shí)刻有結(jié)晶的可能，一旦積攢過多就會(huì)造成停產(chǎn)。對(duì)高濃度鹽結(jié)晶抑制劑的研究也取得了一些進(jìn)展，如浙江大學(xué)發(fā)明了一種使用結(jié)晶抑制劑的石材和石質(zhì)文物的脫鹽方法(cn101921135a)，對(duì)氯化物堿金屬鹽類使用亞鐵氰化物作結(jié)晶抑制劑，對(duì)堿金屬的硫酸鹽類使用有機(jī)磷酸類結(jié)晶抑制劑，濃度均在0.02-0.5mol/l之間，此類結(jié)晶抑制劑使用濃度相對(duì)較高，不適合規(guī)模化的應(yīng)用。英國(guó)石油勘探運(yùn)作有限公司發(fā)明了抑制產(chǎn)油井中結(jié)垢的方法(pct/gb2003/002100)，其使用的結(jié)垢抑制劑有α，β-烯屬不飽和羧酸、有機(jī)膦酸鹽和聚膦酸鹽、苯乙烯磺酸的均聚物、乙烯磺酸和苯乙烯磺酸的共聚物、聚乙烯醇等，此抑制劑合成步驟較多，成本偏高，未得到較好應(yīng)用。原江漢石油學(xué)院發(fā)明了一種抑制氯化鈉的結(jié)晶抑制劑(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1988，1)，主要成分為鐵、鈉、鉀的絡(luò)合物，其中亞鐵氰化物就是其中的一種。所有這些，其抑制原理都是增加鹽在水中的溶解度，并使其晶體由立方體變?yōu)闃渲?，使鹽晶體對(duì)鋼鐵、玻璃表面的粘附力降低，不粘附在表面。目前我們發(fā)明了一種低濃度的高效鹽結(jié)晶抑制劑，能夠在較大的溫度范圍內(nèi)使其鹽飽和溶液不結(jié)晶，可以規(guī)?；瘧?yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的在于為解決高濃度鹽結(jié)晶堵塞管道、設(shè)備的問題而提供一種合成簡(jiǎn)便、配方簡(jiǎn)單、成本低廉、使用效果明顯的簡(jiǎn)便合成鹽結(jié)晶抑制劑，以適合石油、無機(jī)化工行業(yè)規(guī)模化使用。
本發(fā)明專利所采用的技術(shù)方案是：以乙二醇和氨三乙酸為原料通過加熱反應(yīng)，以粗孔硅膠為吸水劑制作主抑制劑氨三乙酰胺，再與表面活性劑混合均勻即可制成總結(jié)晶抑制劑，使用時(shí)按比例加入鹽溶液中即可抑制飽和鹽溶液結(jié)晶。其合成工藝流程如下：
（1）主結(jié)晶抑制劑的合成：
按摩爾比乙二醇：氨三乙酸=6~7：1加入反應(yīng)容器中，再按質(zhì)量比氨三乙酸：粗孔硅膠=1：1～2將粗孔硅膠小心加入反應(yīng)容器中，加熱至200℃并恒溫3小時(shí)以上反應(yīng)完成，冷卻，倒出粗孔硅膠，繼續(xù)冷卻至90℃時(shí)通入干燥的氨氣直至生成的混合物冷卻至35℃左右，所得漿狀物過濾并用甲醇洗滌干凈得到無色氨三乙酰胺，即為主抑制劑；
（2）總結(jié)晶抑制劑的制作：
按質(zhì)量比氨三乙酰胺：表面活性劑=100：1~1.2混合均勻即成總結(jié)晶抑制劑。所述表面活性劑為乙二胺四乙酸四鈉。
使用時(shí)按鹽溶液量加入總結(jié)晶抑制劑，保證總結(jié)晶抑制劑在鹽溶液中占千分之一以上即可。
本發(fā)明的有益效果在于：無需惰性氣體保護(hù)，加入粗孔硅膠作為吸水劑可以及時(shí)吸收反應(yīng)生成的水，有利于反應(yīng)正向進(jìn)行和確保反應(yīng)溫度不下降，表面活性劑保證器壁光滑。具有合成簡(jiǎn)便、配方簡(jiǎn)單、成本低廉、使用效果明顯等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于化學(xué)、化工、石油等行業(yè)高濃度無機(jī)鹽溶液的結(jié)晶抑制領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式：
鹽結(jié)晶抑制劑的簡(jiǎn)便合成工藝以乙二醇和氨三乙酸為原料通過加熱反應(yīng)，以粗孔硅膠為吸水劑制作主抑制劑氨三乙酰胺，再與表面活性劑混合均勻即可制成總結(jié)晶抑制劑，使用時(shí)按比例加入鹽溶液中即可抑制飽和鹽溶液結(jié)晶。其合成工藝流程如下：
（1）主結(jié)晶抑制劑的合成：
按摩爾比乙二醇：氨三乙酸=6~7：1加入反應(yīng)容器中，再按質(zhì)量比氨三乙酸：粗孔硅膠=1：1～2將粗孔硅膠小心加入反應(yīng)容器中，加熱至200℃并恒溫3小時(shí)以上反應(yīng)完成，冷卻，倒出粗孔硅膠，繼續(xù)冷卻至90℃時(shí)通入干燥的氨氣直至生成的混合物冷卻至35℃左右，所得漿狀物過濾并用甲醇洗滌干凈得到無色氨三乙酰胺，即為主抑制劑；
（2）總結(jié)晶抑制劑的制作：
按質(zhì)量比氨三乙酰胺：表面活性劑=100：1~1.2混合均勻即成總結(jié)晶抑制劑。
使用時(shí)按鹽溶液量加入總結(jié)晶抑制劑，保證總結(jié)晶抑制劑在鹽溶液中占千分之一以上即可。
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1：
取3500g乙二醇、1500g氨三乙酸一并加入5l的圓底反應(yīng)釜，再緩緩加入粗孔硅膠1700g，加熱反應(yīng)釜至200℃，恒溫4小時(shí)，冷卻至110℃，傾倒出粗孔硅膠，待反應(yīng)混合物溫度降到90℃時(shí)持續(xù)通入干燥的氨氣直至溫度降至35℃時(shí)停止通入氨氣，所得漿狀物過濾，甲醇洗滌，干燥，得到產(chǎn)品氨三乙酰胺1378g。稱取氨三乙酰胺1000g，乙二胺四乙酸四鈉10g，混勻得總抑制劑，備用。
及時(shí)量取四川平落壩出井鹵水500l，出井口鹵水溫度102℃，離子組成為：na+：93.386g/l；cl-：215.35g/l；ca2+：3.177g/l；mg2+：3.726g/l；k+：50.928g/l。自然冷卻至35℃，析鹽量19.8kg(濕重)。同樣條件下在102℃加入總抑制劑700g，迅速溶解后自然降至室溫，未發(fā)現(xiàn)明顯結(jié)晶物。
實(shí)施例2：
2500g乙二醇，1100g氨三乙酸一并加入5l的圓底反應(yīng)釜，再緩緩加入粗孔硅膠2000g，加熱反應(yīng)釜至200℃，恒溫4小時(shí)，冷卻至110℃，傾倒出粗孔硅膠，待反應(yīng)混合物溫度降到90℃時(shí)持續(xù)通入干燥的氨氣直至溫度降至35℃時(shí)停止通入氨氣，所得漿狀物過濾，甲醇洗滌，干燥，得到產(chǎn)品氨三乙酰胺1008g。
稱取氨三乙酰胺1000g，乙二胺四乙酸四鈉10g，混勻得總抑制劑，備用。
及時(shí)量取四川平落壩出井鹵水500l，出井口鹵水溫度102℃，離子組成為：
na+：93.386g/l；cl-：215.35g/l；ca2+：3.177g/l；mg2+：3.726g/l；k+：50.928g/l。在保溫下繼續(xù)往此溶液中加入固體氯化鈉，使其飽和，分析飽和溶液成分組成為：na+：100.386g/l；cl-：223.353g/l；其它不變，在此條件下加入總抑制劑850g，自然降至室溫，未發(fā)現(xiàn)明顯結(jié)晶物出現(xiàn)。
實(shí)施例3：
250kg乙二醇，110kg氨三乙酸一并加入并列的容積為2.5m3的工業(yè)反應(yīng)釜，再緩緩各加入粗孔硅膠100kg，持續(xù)攪拌加熱反應(yīng)釜至200℃，恒溫4小時(shí)，冷卻至110℃，泄料口傾倒出粗孔硅膠，待反應(yīng)混合物溫度降到90℃時(shí)通過氣體擴(kuò)散器持續(xù)通入干燥的氨氣直至溫度降至35℃時(shí)停止通入氨氣，所得漿狀物過濾，甲醇洗滌，干燥，兩釜產(chǎn)物合并得到產(chǎn)品氨三乙酰胺95kg，反復(fù)三次共制得產(chǎn)品氨三乙酰胺280kg，再加入乙二胺四乙酸四鈉3.5kg，混勻得總抑制劑，備用。
四川平落壩鹵水出井口鹵水溫度102℃，離子組成為：na+：93.386g/l；cl-：215.35g/l；ca2+：3.177g/l；mg2+：3.726g/l；k+：50.928g/l。在出井口時(shí)按比例1-1.5：1000(固液比)連續(xù)加入至鹵水中，迅速攪拌溶解，再輸送至工廠，自然降至室溫，未發(fā)現(xiàn)明顯結(jié)晶物出現(xiàn)。