防垢劑中Ca2+對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響

劉麗敏 李 薇

中國(guó)石油華北油田分公司 采油工藝研究院 （河北 任丘 062552）

防垢劑中Ca2+對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響

劉麗敏 李 薇

中國(guó)石油華北油田分公司 采油工藝研究院 （河北 任丘 062552）

防垢劑是指能有效阻止或抑制油田水結(jié)垢的一類化學(xué)品，是油田水處理過程中常用的化學(xué)藥劑。檢測(cè)防垢劑主要指標(biāo)碳酸鈣垢防垢率時(shí)有時(shí)出現(xiàn)超過100%的異?，F(xiàn)象。通過試驗(yàn)分析，發(fā)現(xiàn)防垢劑本身含有Ca2+是造成這種異?，F(xiàn)象的主要原因，防垢劑本身含的Ca2+很大程度上影響著檢驗(yàn)結(jié)果。

防垢劑 防垢率異常 油田水處理

油田水中大量成垢離子隨著體系的溫度、壓力的變化，以及與不同水質(zhì)的混合，就會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢。結(jié)垢影響油田的正常生產(chǎn)，甚至帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失，投加防垢劑（或阻垢劑，以下統(tǒng)稱防垢劑）是各油田控制結(jié)垢的主要措施之一。防垢劑的質(zhì)量嚴(yán)重影響著油田的水質(zhì)穩(wěn)定，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)。

防垢劑的檢測(cè)方法是：在油田水中加入防垢劑，在70℃條件下恒溫一段時(shí)間，測(cè)定Ca2+濃度的變化并與空白樣進(jìn)行對(duì)比。用此方法檢測(cè)時(shí)，大部分防垢劑的防垢率在90%左右，但某些防垢劑的檢驗(yàn)結(jié)果卻出現(xiàn)了超過100%的異?，F(xiàn)象。為了確保防垢劑質(zhì)量檢驗(yàn)的可靠性及準(zhǔn)確性，本文對(duì)防垢劑中Ca2+對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響進(jìn)行了研究。

試驗(yàn)部分

1 試驗(yàn)材料

某聯(lián)合站水樣；某化工廠生產(chǎn)的防垢劑。

2 試驗(yàn)條件

加藥濃度：50mg/L；試驗(yàn)溫度：70℃；試驗(yàn)時(shí)間：25h。

3 試驗(yàn)過程

取3個(gè)500mL廣口瓶，標(biāo)以序號(hào)0、1、2，分別在0、1、2號(hào)瓶中加入某聯(lián)合站水樣400mL，2號(hào)瓶中加入防垢劑，并使加藥濃度為50mg/L，1、2號(hào)瓶放入70℃烘箱內(nèi)恒溫25h，將0號(hào)瓶水樣過濾，取濾液50mL于錐形瓶中，加入2mol/L的NaOH溶液2mL、約0.2g鈣指示劑，溶液混合后用0.012 5mol/L的EDTA進(jìn)行滴定[1]，消耗EDTA的量記為V0，25h后取出1、2號(hào)瓶，冷卻過濾，以下操作同0號(hào)瓶，消耗EDTA的量分別記為V1、V2。

4 防垢率計(jì)算公式

式中E—防垢率，%；

V2—加藥溶液消耗EDTA的體積，mL；

V1—加熱空白溶液消耗EDTA的體積，mL；

V0—空白溶液消耗EDTA的體積，mL。

試驗(yàn)結(jié)果分析

表1是出現(xiàn)防垢率超過100%異?，F(xiàn)象的相關(guān)數(shù)據(jù)。

表1 防垢率異常試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

對(duì)碳酸鈣垢防垢率超過100%的異?，F(xiàn)象進(jìn)行分析，可能原因有：

（1）人為誤差；

（2）防垢劑本身含有Ca2+；

（3）EDTA溶液濃度偏大，滴定到達(dá)終點(diǎn)時(shí)最后一滴即已過量。

針對(duì)原因（1）采取3人多平行檢測(cè)，結(jié)果表明這種可能幾乎為零。

針對(duì)原因（2）采取以下方式進(jìn)行分析：

取0.05mL防垢劑加入100mL蒸餾水，加入2mL濃度為2mol/L NaOH和0.2g鈣指示劑，防垢劑3呈亮藍(lán)色，說(shuō)明防垢劑中不含有Ca2+，其余溶液呈紫紅色，說(shuō)明防垢劑中含有Ca2+。

取200mL蒸餾水于錐形瓶中，加入防垢劑，并使加藥濃度為50mg/L，實(shí)驗(yàn)過程同上，消耗EDTA量為V3，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 防垢率異常分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

通過計(jì)算防垢劑1中Ca2+含量為9.5mg/L，這些Ca2+導(dǎo)致檢驗(yàn)結(jié)果增大了24%；防垢劑2中Ca2+含量為4.5mg/L，導(dǎo)致檢驗(yàn)結(jié)果增大了71%；防垢劑4中Ca2+含量為7.5mg/L，導(dǎo)致檢驗(yàn)結(jié)果增大了18%；防垢劑5中Ca2+含量為5.3mg/L，導(dǎo)致檢驗(yàn)結(jié)果增大了41%。

針對(duì)原因（3）采取降低EDTA溶液濃度，采用0.005mol/L的EDTA進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果見表3。從表3中看出防垢劑本身防垢率很高時(shí)，EDTA溶液濃度偏高可導(dǎo)致檢驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)100%的現(xiàn)象，但防垢率不高時(shí)，EDTA溶液的濃度對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果的影響很小。

表3 0.005mol/L的EDTA滴定試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

注：E按（1）式計(jì)算，V0、V1、V2為3次結(jié)果的平均值。

結(jié)論

（1）通過試驗(yàn)分析得出防垢劑本身防垢率很高時(shí)，EDTA溶液濃度偏高可導(dǎo)致檢驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)100%的現(xiàn)象。

（2）防垢率出現(xiàn)超過100%的異?，F(xiàn)象的主要原因是防垢劑本身含有Ca2+。

（3）建議在檢測(cè)防垢率前先定性檢測(cè)防垢劑中是否含有Ca2+，如果含有，應(yīng)定量檢測(cè)出Ca2+含量，計(jì)算防垢率時(shí)扣除防垢劑本身Ca2+消耗的EDTA的量。

[1]GB 7476-87水質(zhì) 鈣的測(cè)定 EDTA滴定法[S].

Anti-scaling agent is one kind of chemicals that can effectively prohibit and restrict the water scaling in oilfields,and is also the chemical agent often used in the process of water treatment in oilfields.The unusual phenomenon of 100%sometimes emerges in detecting the main index of anti-scaling agents——the anti-scaling rate of calcium carbonate.But through the test and analysis,it is found that Ca2+in anti-scaling agent is the main reason that leads to this phenomenon.In other words,Ca2+in antiscaling agent affects the testing results to a large degree.

anti-scaling agent;the unusual anti-scaling rate;water treatment in oilfields

劉麗敏（1983-），女，工程師，現(xiàn)從事油田化學(xué)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)工作。

黃永場(chǎng)

2010-03-15