[发明专利]测试三元复配除垢剂除垢性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测试三元复配除垢剂除垢性能的方法。

背景技术

除垢剂是一种去除水垢，污垢等多种垢渍的化学制剂，一般由多种组分复配而成。工业用除垢剂主要用于去除换热设备，锅炉等内的污垢。

除垢剂常用种类及其特点：

(1)无机聚磷酸盐。此类是最早使用的除垢剂，国外已限制使用。其分子中有一个或多个重复的P-O-P键存在，可分为链状聚磷酸盐和环状聚磷酸盐。无机聚磷酸盐的缺点是易受潮水解生成正磷酸盐，在高温和高pH值下尤甚，与二价阳离子如Ca2+、Mg2+等反应而结垢。

(2)有机磷酸酯。常见的有机磷酸酯有单烷基磷酸酯、双烷基磷酸酯、焦磷酸酯、聚氧乙烯脂肪醚磷酸酯等。有机磷酸酯中P-O-C键比磷酸盐P-O-P键强，因此它比磷酸盐稳定，水解温度比磷酸盐高。磷酸酯的许多性质与磷酸盐类似，使用时用量不宜过高，过高反而易生成垢。磷酸酯易粘附于设备表面，与缓蚀剂等的相容性好，但与油类易发生乳化，所以在油田中使用时需要加入防乳化剂，在温度超过90℃时会发生象无机聚磷酸盐那样的水解现象，其水解产物也能与二价金属阳离子反应而结垢。硫酸锶白色结晶性粉末。无气味。1g溶于约8800ml水、700ml 3％硝酸、800ml 2％盐酸，微溶于氯化碱溶液、浓酸，不溶于乙醇和稀硫酸。相对密度3.96。熔点1605℃。折光率1.624。

(3)有机多元膦酸。膦酸中的C-P键牢固，因此有较高的化学稳定性和热稳定性，在高温、高pH值条件下也难水解，无毒或低毒。例如乙二胺四甲叉磷酸在200℃的高温及1013kPa下仍能保持其活性；羧基乙叉二膦酸在250℃的高温下才分解。该类除垢剂效果好，药剂用量小，并兼具缓蚀作用。已广泛应用于油田水处理。

(4)氨基多羧酸盐。氨基多羧酸盐是一种热稳定性较好的除垢剂，如EDTA的使用温度可达到200℃。此类除垢剂主要是通过鳌合作用防垢，因此加入的量多，成本高，所以在大量用水的工业过程中使用受到限制。

21世纪我国表面活性剂和洗涤剂工业面临着挑战，同时也存在着机遇。在我国，表面活性剂大部分用于洗涤剂行业，但是在国外，用于工业的表面活性剂占40％左右。例如，1995年西欧工业用表面活性剂消费量大约是900kt，占总表面活性剂消费量的43％。这表明表面活性剂在工业中的应用还有很大的发展空间。所以，调整表面活性剂产品结构，开发表面活性剂新产品非常重要。

石油是工业的“血液”，是国民经济发展的命脉。石油生产可分成钻井、采油和集输3个过程。在这些生产过程中，经常要用表面活性剂解决存在的问题，为此需要使用大量的表面活性剂，表面活性剂在油田的广泛应用，正是利用了其特殊的物理化学性质。其在油田的压裂、调堵、钻井、驱油等许多方面得到了应用。

表面活性剂(surfactant)，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为憎水基团；亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。

表面活性剂是由两种截然不同的粒子形成的分子，一种粒子具有极强的亲油性，另一种则具有极强的亲水性。溶解于水中以后，表面活性剂能降低水的表面张力，并提高有机化合物的可溶性。

表面活性剂范围十分广泛(阳离子、阴离子、非离子及两性)，为具体应用提供多种功能，包括发泡效果，表面改性，清洁，乳液，流变学，环境和健康保护。

表面活性剂在许多行业配方中被用作性能添加剂，如个人和家庭护理，以及无数的工业应用中：金属处理、工业清洗、石油开采、农药等。

传统观念上认为，表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表(界)面张力的物质。随着对表面活性剂研究的深入，目前一般认为只要在较低浓度下能显著改变表(界)面性表面活性剂质或与此相关、由此派生的性质的物质，都可以划归表面活性剂范畴。

无论何种表面活性剂，其分子结构均由两部分构成。分子的一端为非极亲油的疏水基，有时也称为亲油基；分子的另一端为极性亲水的亲水基，有时也称为疏油基或形象地称为亲水头。两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接，形成了一种不对称的、极性的结构，因而赋予了该类特殊分子既亲水、又亲油，便又不是整体亲水或亲油的特性。表面活性剂的这种特有结构通常称之为“双亲结构”，表面活性剂分子因而也常被称作“双亲分子”。