咪唑啉衍生物对钢在酸中的缓蚀作用与电子密度和前线轨道能量的关系

<正> 关于二苄基亚砜、硫脲及其它含氮的有机化合物或其混合物对铁在 HF 酸中缓蚀作用已有一些报导。本工作研究含 N、S 或 O 的咪唑啉衍生物对钢(20A,A3,X20)在HF 酸、HCl 酸和柠檬酸中的缓蚀作用。用量子化学的 CNDO/2方法计算了各咪唑衍生物分子中原子的电子密度,同时也计算了前线轨道(HOMO、LUMO)的能量。将计算结果和用失重法测出的腐蚀速度和缓蚀效率进行比较,表明1-氨乙基-2-十一烷基咪唑啉-硫脲缩合物(SM-型化合物)的缓蚀效率最高,是一种性能优良的缓蚀剂。     

2-甲基咪唑啉及其复配缓蚀剂在高硬度电解质水溶液中的缓蚀性能

为解决碳钢在高硬度电解质水溶液中的垢下腐蚀问题,着重考察了2-甲基咪唑啉缓蚀剂在模拟腐蚀体系中的缓蚀性能及其复配效应。研究结果表明:温度为50℃、浓度为60 mg/L时,2-甲基咪唑啉的缓蚀效果最好;2-甲基咪唑啉与硫脲及碘化钾均有较好的复配效应,且将三者复配时也具有较好的缓蚀效果;2-甲基咪唑啉与硫脲和碘化钾的配比均为1∶1时缓蚀效果最好。     

月桂酰两性基二乙酸二钠的缓蚀性能增效研究

目的研究KI和硫脲对月桂酰两性基二乙酸二钠的缓蚀增效作用。方法首先以静态挂片失重法测定三乙醇胺、乙二胺四甲叉膦酸钠(EDTMPS)、月桂酰两性基二乙酸二钠(M)三种缓蚀剂的缓蚀性能,筛选出缓蚀效果最好的月桂酰两性基二乙酸二钠作为复合缓蚀剂的主要成分,然后对月桂酰两性基二乙酸二钠进行复配增效实验,并采用3D激光共聚焦显微镜对腐蚀过后的挂片表面形貌进行观察,采用EDS及SEM对挂片表面上形成的腐蚀产物膜进行表征。结果当KI和月桂酰两性基二乙酸二钠的质量比为1:5时(M5K),缓蚀率提高了7%,腐蚀速率降低了0.0105 mm/a,缓蚀效果最佳;当硫脲与月桂酰两性基二乙酸二钠以1:10的比例进行复配时(M10S),缓蚀率提高5.8%,腐蚀速率降低0.0114mm/a,此时的缓蚀效果略低于M5K。结论在特定的比例下,KI和硫脲对月桂酰两性基二乙酸二钠的缓蚀性能均有一定的增效作用。KI是增加其吸附性能,而硫脲则是产生鳌合作用,这为两性咪唑啉的缓蚀性能增效研究提供了一定的参考。     

丙炔醇改性硫脲基咪唑啉在CO2/H2S共存体系中对X65钢的腐蚀抑制作用

目的 提高硫脲咪唑啉类缓蚀剂在CO2/H2S共存体系中的缓蚀效果,并揭示缓蚀机理.方法 利用丙炔醇对硫脲基咪唑啉(TAI)进行改性得到双炔丙基甲氧基硫脲基咪唑啉(DPFTAI),通过动态失重试验、极化曲线测试、交流阻抗测试分析其腐蚀性能.采用Material Studio 7.0软件模拟计算其分子轨道能量、Fukui指数、表面相互作用力和吸附状态、缓蚀剂分子与侵蚀性离子间的相互作用情况等,验证DPFTAI的缓蚀效果.结果 在不含H2S的条件下,TAI和DPFTAI的缓蚀效率均高于93％,当含有2000 mg/L H2S后,DPFTAI的缓蚀效率仍高达91.96％,且比TAI高出18.22％.模拟计算表明,DPFTAI有3个吸附中心,分别为其咪唑啉环上的2个N原子和DPFTAI分子侧链上的S原子,其与铁表面的相互作用能为29.66 kcal/mol,而TAI只有一个吸附中心,为其分子上的S原子,其与铁表面的相互作用能为22.46 kcal/mol;DPFTAI周围的HS–浓度明显大于TAI周围的HS–浓度.上述结果说明在CO2/H2S腐蚀体系中,DPFTAI在钢材表面的吸附效果明显优于TAI,因此缓蚀效果更好.结论 通过丙炔醇对TAI进行改性后,缓蚀剂DPFTAI抗CO2/H2S的腐蚀性能明显提高.吸附能力的提升是DPFTAI腐蚀抑制性能提高的主要原因.     

盐酸体系不锈钢缓蚀剂的开发

采用失重法和扫描电镜法,测定了五种缓蚀剂对浸没于8%盐酸介质中不锈钢的缓蚀作用,确定了在盐酸体系中对不锈钢具有较好缓蚀性的单组分、二元和三元缓蚀剂配方.实验结果表明:咪唑啉,十六烷基三甲基溴化铵具有较好的缓蚀效果;十六烷基三甲基溴化胺在使用浓度为700 mg/L时,缓蚀率为90.0%;十六烷基三甲基溴化铵与三乙醇胺、咪唑啉及硫脲复配后,缓蚀剂各组分浓度为单组分最佳浓度一半的情况下,缓蚀率分别达到为91.8%、90.8%和89.7%,缓蚀剂的成本得以下降;三元复配缓蚀剂中,咪唑啉-硫脲-乌洛托品和咪唑啉-硫脲-三乙醇胺两种缓蚀剂的缓蚀率均高于90%,且使用成本低,是理想的盐酸体系不锈钢缓蚀剂.扫描电镜图像表明,添加了缓蚀剂的金属表面腐蚀轻微,表面光滑,且不存在明显的点蚀倾向,缓蚀剂对金属表面起到很好的保护作用.     

咪唑啉缓蚀剂在CO_2/H_2S共存体系中的构效关系研究

合成了4种具有不同亲水基的油酸基咪唑啉衍生物。使用接触角测试、原子力力曲线、动态失重实验和分子动力学模拟研究了它们在20#碳钢表面的亲水和疏水性以及在CO2/H2S共存环境中不同流速下对20#碳钢的缓蚀行为。结果表明:静态条件下,侧链含有两个胺基乙撑的咪唑啉的缓蚀效果最好,在缓蚀剂浓度为100 mg/L时,缓蚀率达86.8%;流速为5.5 m/s时,侧链含有3个胺基乙撑的咪唑啉的缓蚀效果最好,在缓蚀剂浓度为100 mg/L时,缓蚀率达73.6%;咪唑啉缓蚀剂的疏水性、粘附力和吸附能均随胺基乙撑数的增多而逐渐增强。     

改性咪唑啉缓蚀剂抗H2S/CO2腐蚀性能研究

本文在合成1-(2-氨乙基)-2-十五烷基咪唑啉(A)的基础上,利用硫代氨基脲对其进行改性,制备了一种1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-十五烷基咪唑啉(B)新型缓蚀剂。通过失重法和电化学方法研究了A、B两种缓蚀剂在H2S、CO2共存条件下对Q235钢的缓蚀性能,探讨了其在Q235钢表面的吸附行为。结果显示,改性后的缓蚀剂B具有更优的抗H2S、CO2腐蚀的缓蚀性能,最高缓蚀效率在92%以上。两者在Q235钢表面均是单分子层吸附,属于以化学吸附为主的混合吸附。最后采用量子化学方法对两种缓蚀剂的缓蚀机理进行了分析。     

高效气-液双相CO2缓蚀剂的研究

以吗啉、三聚甲醛、二正丁胺为原料合成了一种吗啉 衍生物，以异丁醛、氨水和硫为原料合成了一种噻唑衍生物.采用静态挂片失重法，研究了两种衍生物及其与其它缓蚀剂复配后对CO2腐蚀的缓蚀效果.结果表明，该吗啉衍生物与咪唑啉衍生物、硫脲及丙炔醇复配后对CO2腐蚀有很好的缓蚀效果；而噻唑衍生物单独使用时对CO2腐蚀有较好的缓蚀效果，其它常用缓蚀剂中只有丙炔醇对其有协同促进作用.这两种复配缓蚀剂都是高效气-液双相缓蚀剂.     

油田酸化液中咪唑啉及其季铵盐的缓蚀作用

采用静态挂片法对合成的两种咪唑啉及其季铵盐的缓蚀性能进行了研究,结果表明,环烷基咪唑啉(NI)、月桂酸咪唑啉(YUC)在60℃15%盐酸、9%的土酸中对N80钢有较好的缓蚀效果;随着咪唑啉季铵盐(NIAS)与硫脲基咪唑啉季铵盐(SUDEI)加量的增大,缓蚀率增大;随盐酸或土酸浓度增加,缓蚀率降低;NIAS的缓蚀效率随温度的升高显著下降,而SUDEI的缓蚀效率受温度影响不显著。NIAS、SUDEI对A3钢的缓蚀效果比对N80钢的缓蚀效果好。在酸性介质中,SUDEI对N80钢的缓蚀效果优于NIAS,在60℃9%土酸中,SUDEI加量为0.1%时,对N80的缓蚀率达到98.50%,腐蚀速率为1.39g/m~2·h,能满足中国石油天然气行业标准要求,而NIAS则不能。     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究 Ⅴ．咪唑啉衍生物在H2S溶液中的缓蚀作用特征

合成了14种具有不同结构和官能团的咪唑啉衍生物,利用交流阻抗和动电位极化曲线,对其在H2S溶液中的缓蚀作用特征和性能,以及温度的变化对其缓蚀性能的影响进行了研究。结果表明咪唑啉化合物对H2S溶液中低碳钢的腐蚀具有良好的保护性能,这主要依赖于化合物分子与金属表面存在较强的化学作用;按其作用机制的不同,所研究的咪唑啉化合物大体可分为阳极型和阴极型缓蚀剂,且阳极型咪唑缓蚀性能优于阴极型;咪唑环上憎水或亲水支链的长短,或其它官能团的存在（如双键,羟基等）,对化合物的缓蚀性能和作用机制有直接的影响。     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究——Ⅶ.H2S溶液中咪唑啉衍生物对碳钢腐蚀电极过程的影响

利用电化学测试技术，在H2S溶液中分别研究了14种咪唑啉衍生物浓度的变化对其缓蚀性能以及碳钢腐蚀电化学过程的影响，并对其缓蚀作用过程、缓蚀类型进行了分析探讨。结果表明，随药剂浓度升高，体系的自腐蚀电流和电极表面电容迅速减少，极化电阻增大，表明缓蚀剂分子在电极表面的吸附随药剂浓度的增加而增加，屏蔽效应增强；咪唑啉分子结构中憎水支链的长短对其缓蚀作用类型有重要影响，随支链中碳原子增加，化合物的缓蚀作用类型逐渐由阴极型向阳极型转变；按其对电极过程作用性质的不同，所研究的14种咪唑啉衍生物可分为阳极阴极缓蚀剂两组，其缓蚀作用主要是由于咪唑啉分子在电极表面的化学吸附所至。     

取代基咪唑啉分子结构与缓蚀性能的实验研究

合成了四个取代基咪唑啉化合物,并进行IR和UV分析.用电 化学和失重法测试了化合物Ⅰ-Ⅳ的缓蚀率,发现四个取代基咪唑啉化合物的缓蚀率依次增 大. 从实验的角度探索了取代基与缓蚀性能的关系.实验结果和理论分析表明：具有P-π共轭体 系的咪唑啉化合物并同时在环上引入供电子基团,特别是具有共轭体系的取代芳烃,能增强 咪唑啉型化合物的缓蚀性能.     

咪唑啉和季铵盐类缓蚀剂对P110S钢的缓蚀作用和机理研究

采用失重法、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和扫描电镜(SEM)研究了咪唑啉和季铵盐缓蚀剂在H_2S/CO_2环境中对P110S钢的缓蚀作用和缓蚀机理。结果表明,咪唑啉缓蚀剂和季铵盐缓蚀剂均为阳极型缓蚀剂;在120℃,H_2S分压为0.55 MPa、CO_2分压为0.80 MPa的环境中,两种缓蚀剂均有一定的缓蚀作用,能有效抑制P110S钢的腐蚀;添加浓度为200 mg·L~(-1)时,咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效率可达87.23%。     

咪唑啉衍生物缓蚀剂的研究

叙述了咪唑啉衍生物药剂的合成过程，对单一、复合咪唑啉衍生物药剂的缓蚀、阻垢性能进行了试验，与其它缓蚀剂作性能对比试验。合成的咪唑啉衍生物缓蚀剂将用于解决吉林油田污水腐蚀问题，讨论了该缓蚀剂在试验水中的作用机理。     

含H2S/CO2环境中缓蚀剂对不同油管钢的缓蚀作用

选用一种自制缓蚀剂TG500(主要成分为咪唑啉含硫衍生物、有机硫代磷酸酯),对不同油管钢在含H2S/CO2腐蚀介质中进行试验。结果表明:TG500可明显降低溶液对N80、SM80SS、KO80SS油管钢的腐蚀速率,即使在较高的CO2/H2S分压下,缓蚀效率仍可达95%以上;油管钢中的合金元素Cr、Ni对于降低油管钢的腐蚀速率具有明显作用,但对于提高缓蚀剂的缓蚀效率无明显作用。     

在高CO2和Cl-环境中硫脲的缓蚀行为及其对复配缓蚀剂性能的影响

采用静态高温高压模拟试验方法对硫脲在高CO2和Cl-环境中缓蚀行为及其对复配缓蚀剂性能的影响进行了研究.结果表明：90℃时,在咪唑啉缓蚀剂中复配入硫脲,有利于提高复配缓蚀效率;在高CO2和Cl-环境中,随着温度升高,硫脲缓蚀效果下降,120℃时硫脲不但没有缓蚀效果,反而加速腐蚀.     

氯离子与咪唑啉复配缓蚀剂的合成与应用

利用油酸和二乙烯三胺为原料合成咪唑啉季铵盐缓蚀剂后,在50℃、5%的盐酸介质中用静态失重法对咪唑啉季铵盐与阴离子表面活性剂和无机阴离子的研究,得到了一个与咪唑啉季铵盐有最佳复配效果的复配体,咪唑啉季铵盐与I-复配比为1:1(质量比)时,缓蚀剂的缓蚀效果最佳.在不同时间和不同温度下对复合型缓蚀剂的缓蚀效率进行了研究.结果表明,新型缓蚀剂对A3钢的缓蚀率达到99%以上,与单独用咪唑啉季铵盐相比,其缓蚀效率提高了0.7%左右.     

油松籽油酸洗缓蚀剂的合成与应用

以油松籽油、二乙烯三胺、氯化苄为原料,合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂Y-1,用失重法、极化曲线法评价了Y-1及其与硫脲复配后的新型缓蚀剂的缓蚀性能.结果表明:缓蚀剂Y-1在盐酸体系中对A20钢有很好的缓蚀效果,由Y-1和硫脲复配的新型缓蚀剂在柠檬酸体系中对A20钢的缓蚀效率在99.65％以上,并且二者都具有很好的热稳定性;缓...     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究——Ⅵ. H2S溶液中咪唑啉衍生物分子结构与其缓蚀性能的关系

利用交流阻抗、极化曲线和腐蚀失重法，在H2S溶液中研究了咪唑啉分子结构的变化与其缓蚀性能间关系。结果表明：位于中心咪唑环1，2位置上憎水和亲水支链长短结构的变化，极性官能团的存在对其缓蚀性能均具有较大的影响。当憎水支链碳原子为7和17时，化合物具有较好的缓蚀性能；憎水支链中双键的存在，可有效提高化合物的缓蚀性能，而羟基基团的引入，对其缓蚀性能却没有明显的改进。当亲水支链中含有两个氨基乙撑基团时，化合物缓蚀效果最好，硫脲基团的存在，也可有效提高咪唑啉化合物的缓蚀性能。唑咪环本身化学性质的改变，虽可改善其缓蚀性能，但因其水溶性较差不易用作缓蚀剂。     

硫脲基咪唑啉季铵盐缓蚀剂对X80管线钢腐蚀的影响

考察硫脲基咪唑啉季铵盐(IM-S1)缓蚀剂对X80管线钢在3种不同pH的模拟油田水溶液中的缓蚀性能.采用电化学极化曲线、电化学阻抗分析、SVET、表面形貌分析等方法,研究缓蚀剂在不同pH、不同温度的模拟油田水溶液对X80管线钢的缓蚀性能.极化曲线测试显示,pH7.2环境中的腐蚀电流密度最小,其次是pH10.5,在pH3...