开题报告(胡强伟)

长江大学

毕业设计开题报告

题 目 名 称 FG共聚物型防垢剂的研制 院 （系） 化学与环境工程学院 专 业 班 级 化工10904班 学 生 姓 名 胡 强 伟 指 导 教 师 刘 罡 辅 导 教 师 金 明 皇 开题报告日期 2013年4月11日

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FG共聚物型防垢剂的研制

FG共聚物型防垢剂的研制

学 生：胡强伟 化学与环境工程学院 指导教师：刘 罡 化学与环境工程学院

一 题目来源

题目类型：毕业论文 题目来源：生产实际

二 研究目的和意义

油田进入含水开发期后 ，由于水的热力学不稳定性和化学不相容性 ，造成油井井筒、地面系 统、管线及注水井井底结垢 ，给生产带来极大的危害。结垢造成油井产量下降、管线及加热炉阻塞，增加了油井的井下作业 ，严重时会造成油井停产 、 报废 ，造成重大经济损失。

共聚物防垢剂是 20世纪 80年代开发的新型 防垢剂。因其防垢性能优越，热稳定性好，无毒 ，可与有机磷酸盐产生协同作用 ，对钙、钡等离子有较好的络合作用 ，现已成为水处理剂的研究热点。现采用水溶液聚合法，用过硫酸铵作引发剂，研制AM／AA／MG三元共聚物用于防止 CaCO3 、CaSO4 垢的形成，其防垢效果较好。

三 阅读的主要参考文献及资料名称

[1]王忠辉.油田污水回注阻垢剂的研制[D]:[硕士学位论文].大庆石油学院,2005. [2]张贵才.油田污水防垢与缓蚀技术研究[D]:[博士学位论文].成都:西南石油学

院,2005.

[3]Suitor J W, Marner W J, Ritter R B. The history and status of research in fouling of

heat exchangers in cooling water serviee[J]. Can J ChemEng,1997,55:374. [4]Shah P P. Role of low-molecular weight polymer additives in the cooling water

treatment[J]. Re-search and Industry,1991,36(2):105.

[5]谢燕,曾祥钦.改性磺化木质素LSA阻垢分散性能及机理研究[J].贵州工业大学学报

(自然科学版),2003,32(1):37-40.

[6]樊明明,王建平,凌开成,刘彦荣.腐植酸钠的阻垢缓蚀性能研究[J].太原理工大学学

报,2004,35(6):648-650.

[7]赵彦生,孙凤儿,刘永梅,党在清,王华. 我国聚合物阻垢剂的研究新进展[J]. 化学与

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FG共聚物型防垢剂的研制

生物工程,2007,24(2):1-4.

[8] 魏锡文，许家友．防垢剂AM／AA／MA三元共聚物的合成及性能研究．精细石油

化工,1998,(3)：4-6

[9] 潘祖仁. 高分子化学. 北京：化学工业出版社.1985.75-81 [10] 宋启煌. 精细化工工艺学. 北京：化学工业出版社.2004.14-16

[11] 盖军. 油田用水溶性聚合物阻垢剂[ J] . 工业水处理, 1996, 16 ( 5) : 7 – 9. [12] 路长青, 汪鹰, 马迎军等. 磺酸共聚物的合成及阻垢性能的研究..[J] . 工业水处

理, 1995, 15(3) : 14 – 17.

[13] 鲍其鼐. 冷却水处理中的水溶性聚合物[J] . 化工进展, 1995, 18 (5) : 56 – 58. [14] 陆柱. 绿色化学及其技术在水处理的应用〔J〕. 精细化工, 2000, 17 (9) : 515～518.

[15] 张波.唐星华.苏玉春.王仙芳.张涛合成阻垢剂研究现状及展望[期刊论文]-江西

化工 2009(4).

[16] 赵彦生.孙凤儿.刘永梅.党在清.王华我国聚合物阻垢剂的研究新进展[期刊论

文]-化学与生物工程 2007(2).

[17] 盖军. 油田用水溶性聚合物阻垢剂[ J] . 工业水处理, 1996, 16 ( 5).

[18] 荆国林, 于水利, 刘淑芝. 绿色阻垢剂聚天冬氨酸的研究进展[J] . 工业水处理,

2003,23( 11).

[19] 霍宇凝,刘珊,陆柱. 新型聚合物阻垢剂聚天冬氨酸的合成与性能[J].精细化

工,2000,17(10).

[20] 高利军,郭宁,牟庆平. 聚天冬氨酸衍生物的合成及性能研究[J].石油化工, 2003,

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[21] 吴兵,徐瑞银,何绪文,卢桂兰,李发生. 用于循环冷却水处理的新型阻垢剂的合成

及性能研究[期刊论文]-环境工程2003,21(5).

[22] 宋光顺,王九思,马艳飞. 三元共聚物AA-MA-EA的合成及阻垢性能研究[期刊论

文]-兰州铁道学院学报 2003(6).

[23] 马艳然,靳通收,李珊. 仝占仓阻垢剂马来酸酐-丙烯酰胺共聚物的合成及其阻垢

性能[期刊论文]-河北大学学报（自然科学版） 2006(6).

[24] 刘汉玉,陈武,梅平. 阻垢剂的合成及应用研究进展[期刊论文]-化学与生物工程

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2006,23(4) .

四 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向

4.1 国内外研究现状

4.1.1 国外阻垢剂的发展与研究现状

阻垢剂的发展从使用天然聚合物阻垢剂起步，60年代末到70年代初，聚丙烯酸和聚马来酸的问世使冷却水垢技术取得了快速的发展，并带来了一系列二元乃至多元共聚物的开发；70年代后期开发出含磷聚合物兼具阻垢性和缓蚀性；80年代国外出现含磺酸基团聚合物的开发热潮；80年代末到90年代相继开发出几种环境友好聚合物阻垢剂。除了绿色阻垢剂外，国外研究最为活跃的两个领域仍是有机磷酸和聚合物阻垢剂。

有机磷酸阻垢剂的代表性品种是德国拜耳公司于70年代研发的2-磷酸基丁烷-1，2，4-三羧酸（PBTCA）, 是全有机配方中广泛应用的主要缓蚀阻垢剂。此阻垢剂有朝增大链长的方向发展趋向，如国外推出的PAPEMP，就是分子量较大的有机磷酸盐，其阻垢性能非常突出。

阻垢剂的研究最初是从丙烯酸、马来酸等均聚或共聚形成得羧酸类聚合物阻垢剂开始，逐步像两个方向发展：一是由于发现磺酸基与羧基匹配的良好协同阻垢效果而开发出含磺酸基羧酸聚合物，如今仍为研究热点；二是结合PBTCA与羧酸类聚合物的长处，开发出分子中含有磷酸基和多个羧基以及其它集团（如磺酸基）的含磷聚合物PCA（磷基聚羧酸），成为当前水处理研制开发的另一个热点。 4.1.2 国内的阻垢剂的发展与研究现状

我国水处理药剂自70年代从引进大型化肥、石化装置配套引进水处理药剂开始，大体经过引进—剖析—仿制—创新得过程。从70年代中期到80年代中期出现一个发展高潮，随之进入较长时间的调整，到90年代才重现稳定提高的局面。近年来，阻垢剂的品种丰富多彩，在工业水处理及环保的推动下，阻垢剂朝着多功能、高效、环保的方向发展。

目前国内的研究以有机磷酸、聚磷羧酸和聚羧酸磺酸类阻垢剂为主，但与国家大型公司等相比，如美国的纳尔科、贝兹，日本的栗田，我们生产的药剂虽多，但系列

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化水平低，专用品种少。

五 主要研究内容，需重点研究的关键问题及解决方案

研究内容：

采用水溶液聚合法，用过硫酸铵作引发剂，研制AM／AA／MG三元共聚物用于防止 CaCO3 、CaSO4 垢的形成。

关键问题：

不同单体配比、引发剂用量 、次磷酸盐加入量、反应温度、反应时间、催化剂用量对防垢剂防垢性能有很大影响，只有确定并综合以上各项最佳因素，才能研制出防垢性能最佳的防垢剂。

解决方案：

采用药品：MG，甲基丙烯酸；丙烯酸，丙烯酰胺，过硫酸铵，均为分析纯。 使用仪器：电热恒温水浴锅,，FA1004上皿电子天平，DZF-605型真空干燥箱，JB90-D型强力电动搅拌机。

在带有冷凝管、温度计、搅拌器、滴液漏斗和气体导人管的4口烧瓶中，按配比加入一定量的自制单体(MG)和蒸馏水，在回流冷凝的条件下加热搅拌，待单体MG完全溶解后，温度升高至80℃开始滴加引发剂(过硫酸铵)、丙烯酸和丙烯酰胺的混合液，控制滴加速度，滴加1h。滴完升温至90℃，保温反应4h，得到无色或淡黄色透明粘稠

液体，即为产品。

六 完成毕业设计(论文)所必须具备的工作条件（如工具书、计算机辅助设计、某类市场调研、实验设备和实验环境条件等）及解决的办法

一 必须具备的条件

1 已具备有关于阻垢剂知识的权威书籍和资料。 2 有充足的试验时间。

3 已具备个人的学习分析和综合能力。 4 熟悉计算机多媒体编辑处理操作能力。 二 解决的方法

⑴ 利用图书馆查询相关资料或工具书。

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FG共聚物型防垢剂的研制

⑵ 长江大学化学与环境工程学院为毕业生完成毕业设计提供100个课时的试验条件。

⑶ 利用学校的实验室可以有一些动手机会 ⑷ 指导老师的相关辅导

七 工作的主要阶段、进度与时间安排

工作主要分为四个阶段：查找资料、做实验、分析实验数据、撰写论文。 工作主要分为四个阶段：查找资料、做实验、分析实验数据、撰写论文。 第一阶段：2013.3.10～2013.4.6 查找相关资料、拟定实验方案、撰写开题报告；

第二阶段：2013.4.7～2013.5.20进入实验室做实验； 第三阶段：2013.5.21～2013.5.25 处理实验数据； 第四阶段：2013.5.26～2013.6.10 撰写论文，准备答辩。

八 指导教师审查意见

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