CN105733858B - 一种生物垢清洗剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物垢清洗剂及其应用，属于化学除垢领域。该生物垢清洗剂，包括以下质量百分含量的成分：盐酸4‑8％、氢氟酸0.5‑1％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.8‑1.2％、三氯化铁2.5‑3.5％、2‑碘酰基苯甲酸0.8‑1.2％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.5‑1.2％、膦酰基羟基乙酸0.3‑0.6％、余量为水。本发明提供的生物垢清洗剂不仅具有优异的除垢效果，且能在不会加剧氧化腐蚀并造成重金属污染的情况下硫化氢的溢出浓度小于0.2mg/m3，安全环保，利于油田安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及化学除垢领域，特别涉及一种生物垢清洗剂及其应用。
背景技术
生物垢一般指水***中为微生物及其***物与少量其他杂质在固液界面所形成的生物质，其常存在于工业循环冷却水***、饮用水***及海水***所使用的各种设备表面。尤其是存在于油田注水管网中的生物垢，由于其中硫酸盐还原菌大量附着在管壁上，使水中的硫酸根离子还原为硫离子，并引电化学腐蚀，腐蚀产生的铁离子和亚铁离子与硫离子结合进而产生硫化亚铁、二硫化铁等含有硫化物的生物垢。而且，腐生菌通过与水中有机质反应而产生粘液包裹的无氧环境、铁细菌通过耗氧产生瘤状结垢也会形成局部缺氧状态，腐生菌与铁细菌造成的无氧、缺氧环境会加剧硫酸盐还原菌的腐蚀结垢，形成大量的生物垢。该生物垢的大量存在，不仅使管网腐蚀严重，且造成水质严重污染。所以有必要对生物垢进行处理。
目前通常采用机械除垢和化学除垢方式来对生物垢，尤其是含有大量硫化物的生物垢进行处理。由于机械除垢效率低、劳动量大、效果差等缺陷，越来越多地使用化学除垢的方式处理生物垢。化学除垢或采用酸洗方式，具有除垢彻底的优势，或者利用氧化剂，例如次氯酸、次氯酸钠、高锰酸钾、双氧水、红矾钠(重铬酸钠)等进行清洗。
举例来说，CN101186395A公开了一种复合型酸式除垢剂，即生物垢清洗剂，该除垢剂包括丙酸、柠檬酸、氨基酸、盐酸、磷酸和水。CN102345136A公开了一种清除硫化亚铁等杂质的化学清洗剂，其由以下重量份的原料制成：1-15的酸性螯合剂、0.05-5的表面活性剂、1-20的碱性螯合剂、5-30的氧化剂、0.1-1的缓蚀剂、0.1-2的助溶剂、以及余量水；酸性螯合剂优选柠檬酸；表面活性剂优选十二烷基苯磺酸钠；碱性螯合剂优选氨水或EDTA二钠；氧化剂优选双氧水；缓蚀剂优选多元磷酸酯(A酯)；助溶剂优选苯甲酸或苯甲酸钠。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有技术提供的生物垢清洗剂或者会大量产生硫化氢有毒气体；或者在控制减少硫化氢产生的同时加剧了管道氧化腐蚀。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种不仅能够大量减少硫化氢的产生且不会造成氧化腐蚀的生物垢清洗剂及其应用。具体技术方案如下：
第一方面，提供了一种生物垢清洗剂，包括以下质量百分含量的成分：盐酸4-8％、氢氟酸0.5-1％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.8-1.2％、三氯化铁2.5-3.5％、2-碘酰基苯甲酸0.8-1.2％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.5-1.2％、膦酰基羟基乙酸0.3-0.6％、余量为水。
作为优选，所述生物垢清洗剂包括以下质量百分含量的成分：盐酸5-6％、氢氟酸0.6-0.8％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.8-1％、三氯化铁2.8-3％、2-碘酰基苯甲酸0.8-1％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.6-0.8％、膦酰基羟基乙酸0.4-0.5％、余量为水。
进一步地，作为优选，所述生物垢清洗剂包括以下质量百分含量的成分：盐酸5.5％、氢氟酸0.7％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.9％、三氯化铁2.9％、2-碘酰基苯甲酸0.9％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.7％、膦酰基羟基乙酸0.45％、余量为水。
具体地，所述甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的质量比为1:8-10。
作为优选，所述甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的质量比为1:9。
作为优选，所述盐酸的浓度为28-36％。
作为优选，所述氢氟酸的浓度为20-50％。
第二方面，提供了一种上述的生物垢清洗剂在处理油田注水管网生物垢中的应用。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的生物垢清洗剂，通过上述配比的各个成分之间的协同复配作用，对生物垢，尤其是油田注水管网生物垢具有优异的溶蚀及缓蚀效果，其溶蚀率可达80％以上，达到了《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》测得的缓蚀评价指标的一级指标。此外，本发明实施例提供的生物垢清洗剂不仅能够有效控制硫化氢的产生，使硫化氢的溢出浓度小于0.2mg/m3，还不会加剧氧化腐蚀并造成重金属污染。可见，本发明实施例提供的生物垢清洗剂不仅具有优异的除垢效果，且安全环保，对于提高油田安全生产具有重要的意义。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
一方面，提供了一种生物垢清洗剂，包括以下质量百分含量的成分：盐酸4-8％、氢氟酸0.5-1％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.8-1.2％、三氯化铁2.5-3.5％、2-碘酰基苯甲酸0.8-1.2％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.5-1.2％、膦酰基羟基乙酸0.3-0.6％、余量为水。
本发明实施例提供的生物垢清洗剂，通过上述配比的各个成分之间的协同复配作用，对生物垢，尤其是油田注水管网生物垢具有优异的溶蚀及缓蚀效果，其溶蚀率可达80％以上，达到了《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》测得的缓蚀评价指标的一级指标。此外，本发明实施例提供的生物垢清洗剂不仅能够有效控制硫化氢的产生，使硫化氢的溢出浓度小于0.2mg/m3，还不会加剧氧化腐蚀并造成重金属污染。可见，本发明实施例提供的生物垢清洗剂不仅具有优异的除垢效果，且安全环保，对于提高油田安全生产具有重要的意义。
其中，本发明实施例提供的生物垢清洗剂中，盐酸、氢氟酸以及甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物作为酸洗剂，来有效除去生物垢。三氯化铁和2-碘酰基苯甲酸作为助剂，来辅助酸洗剂除垢，并消除硫化氢的产生。十七烯基咪唑啉季铵盐和膦酰基羟基乙酸作为添加剂，来进一步辅助提高除垢效果，并使所制备的生物垢清洗剂具有良好的杀菌能力。对上述成分的具体描述如下：
盐酸和氢氟酸为本领域常见的清洗剂。在使用过程中，为了操作方便及安全，通常使用浓度为28-36％的盐酸以及浓度为20-50％的氢氟酸。
甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物中，由于曼尼希碱是含有活泼氢的化合物与甲醛和二级胺或氨缩合而成的产物，其通过与甲基戊炔醇复配形成的甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物具有良好的缓蚀效果。更优选地，为了提高缓蚀效果，甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的质量比为1:8-10，更优选为1:9。本发明实施例所述的甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物为本领域现有技术，例如其可以为潍坊天扬石油科技有限公司生产的可商购产品。其中，甲基戊炔醇为高温酸化缓蚀剂，与咪唑啉缓蚀剂复配有良好的缓蚀效果，例如其可以为济南谷瑞特化工有限公司生产的可商购产品。
本发明实施例中，2-碘酰基苯甲酸为由邻碘苯甲酸、溴酸钾(或一硫酸氢钾复合盐)和硫酸为原料制备得到的高价碘氧化剂，其在空气中稳定，易于长期保存，可与三氯化铁产生协同效应，使硫化氢转化为硫单质。本发明实施例所述的2-碘酰基苯甲酸为本领域现有技术，例如其可以为郑州阿尔法化工有限公司生产的可商购产品。
十七烯基咪唑啉季铵盐为阳离子型缓蚀剂，在酸性条件下具有良好的缓蚀效果，同时也具有良好的分散能力、洗涤能力以及杀菌能力，在洗去结垢产物中油污的同时也起到杀菌作用。本发明实施例所述的十七烯基咪唑啉季铵盐为本领域现有技术，例如其可以为东营市科凌化工有限公司生产的可商购产品。
膦酰基羟基乙酸化学稳定性好，具有阻垢、缓蚀、杀菌的功能，通过其与本发明实施例提供的生物垢清洗剂中的其他成分之间的协同作用，来提高该生物垢清洗剂的除垢、缓蚀及杀菌功能。
进一步地，本发明实施例提供了一种优选的生物垢清洗剂，包括以下质量百分含量的成分：盐酸5-6％、氢氟酸0.6-0.8％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.8-1％、三氯化铁2.8-3％、2-碘酰基苯甲酸0.8-1％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.6-0.8％、膦酰基羟基乙酸0.4-0.5％、余量为水。
更进一步地，本发明实施例提供了一种最优选的生物垢清洗剂，包括以下质量百分含量的成分：盐酸5.5％、氢氟酸0.7％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.9％、三氯化铁2.9％、2-碘酰基苯甲酸0.9％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.7％、膦酰基羟基乙酸0.45％、余量为水。
具体地，上述生物垢清洗剂的制备方法包括：根据生物垢清洗剂中各成分的质量百分含量，将盐酸、氢氟酸、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物、三氯化铁、2-碘酰基苯甲酸、十七烯基咪唑啉季铵盐、膦酰基羟基乙酸缓慢加入水中，搅拌均匀后，得到生物垢清洗剂。
另一方面，本发明实施例提供了一种上述的生物垢清洗剂在处理油田注水管网生物垢中的应用。
具体地，使用本发明实施例提供的生物垢清洗剂来处理油田注水管网的步骤包括：
101、根据管径、长度、及结垢程度，确定生物垢清洗剂的浓度及用量；清洗管线首端连接泵车、清洗剂配液池、钝化剂配液池以及辅助管线；将尾端与注水井口连接，座封井口，进行试压，不刺不漏为合格；试挤清水，根据不同排量下的压力情况确定清洗剂的排量。
102、在钝化剂配液池中配制0.5％浓度的氢氧化钠溶液；在清洗剂配液池中配制生物垢清洗剂，并搅拌均匀；
103、以正注方式和设计排量泵入配制好的生物垢清洗剂。
104、以正注方式泵入清水稀释管线中残留的清洗剂。
105、泵入钝化剂。
106、顶替一定量清水，施工结束，恢复注水管线。
以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。
以下实施例中所使用原料的具体信息如下：
实施例1
本实施例提供了一种生物垢清洗剂，包括以下质量百分含量的成分：盐酸4％、氢氟酸0.6％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物1％、三氯化铁2.5％、2-碘酰基苯甲酸1％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.6％、膦酰基羟基乙酸0.5％、余量为水。其中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的质量比为1:9。
实施例2
本实施例提供了一种生物垢清洗剂，包括以下质量百分含量的成分：盐酸6％、氢氟酸0.5％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物1％、三氯化铁2.8％、2-碘酰基苯甲酸0.8％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.5％、膦酰基羟基乙酸0.4％、余量为水。其中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的质量比为1:9。
实施例3
本实施例提供了一种生物垢清洗剂，包括以下质量百分含量的成分：盐酸5％、氢氟酸0.8％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.8％、三氯化铁3％、2-碘酰基苯甲酸0.9％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.8％、膦酰基羟基乙酸0.3％、余量为水。其中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的质量比为1:9。
实施例4
本实施例提供了一种生物垢清洗剂，包括以下质量百分含量的成分：盐酸8％、氢氟酸1％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物1.2％、三氯化铁3.5％、2-碘酰基苯甲酸1.2％、十七烯基咪唑啉季铵盐1.2％、膦酰基羟基乙酸0.6％、余量为水。其中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的质量比为1:9。
实施例5
本实施例提供了一种生物垢清洗剂，包括以下质量百分含量的成分：盐酸5.5％、氢氟酸0.7％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.9％、三氯化铁2.9％、2-碘酰基苯甲酸0.9％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.7％、膦酰基羟基乙酸0.45％、余量为水。其中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的质量比为1:9。
实施例6
本实施例利用实施例1-5提供的生物垢清洗剂对二连油田蒙古林作业区蒙2计到蒙20计地面管线进行生物垢处理的现场实验。同时进行了挂片24小时的腐蚀实验。该现场实验的具体操作步骤如下：
101、根据管径、长度、及结垢程度，确定生物垢清洗剂的浓度及用量；清洗管线首端连接泵车、清洗剂配液池、钝化剂配液池以及辅助管线；将尾端与注水井口连接，座封井口，进行试压，不刺不漏为合格；试挤清水，根据不同排量下的压力情况确定清洗剂的排量。
102、在钝化剂配液池中配制0.5％浓度的氢氧化钠溶液；在清洗剂配液池中分别配制本发明实施例提供的生物垢清洗剂，并搅拌均匀；
103、以正注方式和设计排量泵入配制好的生物垢清洗剂。
104、以正注方式泵入清水稀释管线中残留的清洗剂。
105、泵入钝化剂。
106、顶替一定量清水，施工结束，恢复注水管线。
测试结果如表1所示：
表1
由表1可知，利用本发明实施例提供的生物垢处理剂处理油田注水管网，表现出优异的除垢功能，其溶蚀率可达79.5％以上，远高于单纯使用盐酸、次氯酸等酸洗剂溶蚀率只能达到70％以下的溶蚀率。此外，本发明实施例提供的生物垢处理剂还有效控制了硫化氢的产生。而且，本发明实施例提供的生物垢处理剂中不含有氧化剂和重金属，不会造成氧化腐蚀及重金属污染。可见，本发明实施例提供的生物垢清洗剂不仅具有优异的除垢效果，且安全环保，对于提高油田安全生产具有重要的意义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种生物垢清洗剂，包括以下质量百分含量的成分：盐酸4-8％、氢氟酸0.5-1％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.8-1.2％、三氯化铁2.5-3.5％、2-碘酰基苯甲酸0.8-1.2％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.5-1.2％、膦酰基羟基乙酸0.3-0.6％、余量为水；
所述甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的质量比为1:8-10。
2.根据权利要求1所述的生物垢清洗剂，其特征在于，所述生物垢清洗剂包括以下质量百分含量的成分：盐酸5-6％、氢氟酸0.6-0.8％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.8-1％、三氯化铁2.8-3％、2-碘酰基苯甲酸0.8-1％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.6-0.8％、膦酰基羟基乙酸0.4-0.5％、余量为水。
3.根据权利要求2所述的生物垢清洗剂，其特征在于，所述生物垢清洗剂包括以下质量百分含量的成分：盐酸5.5％、氢氟酸0.7％、甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物0.9％、三氯化铁2.9％、2-碘酰基苯甲酸0.9％、十七烯基咪唑啉季铵盐0.7％、膦酰基羟基乙酸0.45％、余量为水。
4.根据权利要求1所述的生物垢清洗剂，其特征在于，所述甲基戊炔醇与曼尼希碱的复配物中，甲基戊炔醇与曼尼希碱的质量比为1:9。
5.根据权利要求1-3任一项所述的生物垢清洗剂，其特征在于，所述盐酸的浓度为28-36％。
6.根据权利要求5所述的生物垢清洗剂，其特征在于，所述氢氟酸的浓度为20-50％。
7.一种权利要求1-6任一项所述的生物垢清洗剂在处理油田注水管网生物垢中的应用。
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