羧酸聚合物对硫酸盐垢的抑制作用和机理

摘要

采用静态阻垢法评定了膦酰基羧酸调聚物(POCA)、聚丙烯酸(PAA)、丙烯酸(AA)与丙烯酸羟丙酯(HPA)的共聚物(T-225)、水解聚马来酸酐(HPMA)、AA与2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)的共聚物(AA-AMPS)5种羧酸类聚合物阻垢剂对CaSO4和BaSO4垢的阻垢性能。采用分子动力学(MD)方法,模拟计算了5种聚合物与CaSO4晶体的最主要生长面(020)晶面的相互作用结合能、非键作用能等参数。结果表明,随着聚合物阻垢剂用量的增加,其阻垢性能增强;当用量为15 mg/l时,POCA、PAA、T-225、HPMA和AA-AMPS对CaSO4垢的阻垢率分别为100%、80.4%、92.3%、90.1%和95.5%;对BaSO4垢的阻垢率分别为90.7%、60.9%、82.6%、70.6%和88.6%。5种聚合物按它们与(020)晶面结合能和非键作用能大小的排序为POCA>AA-AMPS>T-225>HPMA>PAA,这一顺序也代表了它们对CaSO4的阻垢能力大小的排序。理论计算结果与实验室静态阻垢评定结论一致。