苄叉丙酮曼尼希碱的合成及其缓蚀性能研究

以甲醛、水合肼、苄叉丙酮等为原料,制备苄叉丙酮曼尼希碱缓蚀剂。用红外光谱仪对其结构进行表征,并使用静态失重法评价其在质量分数为15%盐酸中对N80钢片的缓蚀性能,同时采用电化学方法研究了苄叉丙酮曼尼希碱缓蚀剂的缓蚀机理。结果表明:在15%盐酸中,当缓蚀剂在酸液介质中质量分数为0.1%时,N80钢片腐蚀速率为0.433 8 g/(m~2·h),具有优异的缓蚀性能;该苄叉丙酮曼尼希碱缓蚀剂属于阴极型缓蚀剂,且吸附行为可以用Langmuir吸附等温式表述;该缓蚀剂可以稳定吸附在N80碳钢表面,从而起到缓蚀作用。     

盐酸酸化缓蚀剂PA-CI的缓蚀性能评价及机理研究

以有机胺、甲醛和有机酮为原料合成了曼尼希碱酸化缓蚀剂PA-CI。通过红外光谱对合成产物的结构进行了表征,并分别采用静态挂片失重法和电化学分析法评价了其缓蚀性能与机理。静态失重法实验结果表明,在20%盐酸中,缓蚀剂加量为0.8%时,N80钢的腐蚀速率为2.14 g/(m~2·h);电化学研究结果表明,该缓蚀剂是以抑制阳极为主、作用机理为几何覆盖效应的混合型缓蚀剂,其在N80钢片表面上的吸附符合Langmuir单分子层等温吸附。通过相关热力学与腐蚀动力学参数的计算,进一步阐述了该缓蚀剂的吸附机理,其在N80表面的吸附为化学吸附,且吸附状态是无序化的。     

新型苄叉丙酮曼尼希碱缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究

以苄叉丙酮、苯甲醛、氨基硫脲为原料合成曼尼希碱缓蚀剂,采用静态失重法、极化曲线法、电化学阻抗谱法(EIS)等方法研究了其在盐酸介质中对N80钢的缓蚀行为.结果表明:在60℃、10％HCl溶液中加入1％ 缓蚀剂,N80钢的腐蚀速率为0.7471 g/(m2·h);极化曲线表明该缓蚀剂为混合型缓蚀剂;缓蚀剂在钢表面的吸附遵...     

曼尼希碱缓蚀剂XJ合成及其对N80钢的缓蚀性能

采用甲醛、苯乙酮、芳香肼为原料合成XJ系列曼尼希碱,通过正交实验得出最优合成条件为:反应温度70℃,甲醛/芳香肼摩尔比2.9:1、苯乙酮/芳香肼摩尔比3.2:1、pH值4、反应时间6h。通过静态失重法和电化学方法评价了曼尼希碱缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。静态失重法表明,N80钢试片在加有1%XJ-3的15%盐酸中的腐蚀速率为0.256g/m~2·h,远低于SY/T 5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》中的一级标准。电化学测试结果表明,该缓蚀剂是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂,交流阻抗测试进一步证实了XJ系列缓蚀剂的缓蚀效果。该缓蚀剂在N80钢表面上的吸附行为服从Langmiur吸附等温式。图5表2参6     

影响曼尼希碱型酸化缓蚀剂性能的因素

采用静态失重法研究了曼尼希碱型酸化缓蚀剂缓蚀性能的影响因素,采用扫描电子显微镜研究和分析了N 80钢片表面的腐蚀情况,还采用能谱法研究了N 80钢片腐蚀后组成的变化情况。结果表明,氯化钠、Fe3+质量浓度增大时腐蚀速率增大,缓蚀剂用量增大时腐蚀速率减小,盐酸含量增加时腐蚀速率增大,接触时间延长时腐蚀速率增大,温度降低时腐蚀速率减小;当缓蚀介质用量为500 mL,盐酸、缓蚀剂质量分数分别为15%,1.0%,90℃下处理4 h,N 80钢片的腐蚀速率为3.9887 g/(m2·h),可满足SY/T 5405—1996对酸化缓蚀剂一级品的质量要求。     

改性咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能评价

以油酸,多胺,氯化苄和苯甲酸为原料,在咪唑啉分子结构中引入苯环及O,N杂原子,增加与Fe原子配位吸附的新位点,最终复配得到一种新型咪唑啉季铵盐缓蚀剂。采用红外光谱对合成产物进行表征,结果表明苯甲酰基成功引入咪唑啉分子中。通过静态挂片失重法评价了缓蚀剂的缓蚀性能,结果表明,缓蚀剂MZL-A明显降低了N80钢在模拟矿化水中的腐蚀速率,当缓蚀剂加量为80mg/L时,缓蚀率可达到85%以上。采用电化学方法对缓蚀剂的机理进行研究,结果表明缓蚀剂对电极的阴阳两极均起到了抑制作用,且自腐蚀电位负移,合成的缓蚀剂是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。     

双曼尼希碱型缓蚀剂的合成及性能评价

采用苯乙酮、甲醛与芳香胺等原料合成出双曼尼希碱并以此作为主剂,通过添加丙炔醇进行复配,制备出一种具有协同效应的双曼尼希碱型缓蚀剂,缓蚀剂的质量配比为:双曼尼希碱∶丙炔醇=1∶0.4。采用静态挂片法评价该剂在不同条件下的缓蚀性能。试验结果表明,在常压、90℃及腐蚀时间为4 h条件下,质量分数为15%的盐酸对N80钢片的腐蚀速率随着缓蚀剂用量的增加呈减小的趋势;当缓蚀剂质量分数超过1.5%以后,腐蚀速率减小的趋势减慢;质量分数为15%的盐酸对N80钢片的腐蚀速率随着腐蚀温度的升高逐渐增大,当温度达到90℃时,腐蚀速率仅为1.652 3 g/(m~2·h),在盐酸、氢氟酸及土酸介质中对N80钢片腐蚀速率均可满足3~4 g/(m~2·h)的缓蚀剂评价一级指标,可用于现场不同酸化环境中的腐蚀防护。     

季胺盐类缓蚀剂YGC-03在饱和盐水及盐膏层钻井液中缓蚀性能评价

采用静态挂片失重法评价缓蚀剂ASL-1、ASL-2和YGC-03对N80钢在盐水及盐膏层钻井液中的缓蚀性能,分析了温度对缓蚀剂性能的影响。试验结果表明,在盐膏层钻井液中,N80钢的腐蚀速率随着温度的升高而增大,缓蚀剂YGC-03对N80钢有较好的缓蚀效果,可控制N80钢的腐蚀速率在0.04mm/a以下。     

N80油套管在油田采出液中的腐蚀与磨损协同作用研究

以长庆油田分公司樊家川油田采出液为介质,在自制的腐蚀磨损试验机中对比研究了N80油套管钢在其中的动静态腐蚀、腐蚀磨损以及缓蚀剂对腐蚀磨损(自行研发的NYS-9缓蚀剂)的协同作用。结果表明,在动态试验中,腐蚀产物膜在流体剪应力的作用下,使得N80油套管钢的局部腐蚀比静态试验严重得多;腐蚀磨损试验初期腐蚀磨损速率较大,随后逐渐减缓;NYS-9缓蚀剂对N80油套管钢具有很好的保护作用,加入缓蚀剂的质量分数为100×10-6时,缓蚀率可达到82%以上。     

水溶性咪唑啉缓蚀剂对X80管线钢的缓蚀性能研究

为了研究动态条件下水溶性咪唑啉缓蚀剂对管线钢的缓蚀性能,以X80管线钢为研究对象,采用旋转圆柱电极装置结合电化学法和失重法,研究X80管线钢在含不同水溶性咪唑啉缓蚀剂浓度下的多相流(0.5%石英砂+3%NaCl的水溶液)中的冲刷腐蚀行为。对失重量、电化学阻抗谱以及Tafel曲线进行分析的结果表明,咪唑啉缓蚀剂对金属的阳极反应以及阴极反应都有明显的抑制作用:当咪唑啉缓蚀剂的质量分数低于0.8%时,冲刷腐蚀速率随着缓蚀剂的增加而降低;当缓蚀剂的质量分数为0.8%时,金属表面吸附的缓蚀剂达到饱和状态,缓蚀作用最强,冲刷腐蚀速率最低;当缓蚀剂的质量分数大于0.8%时,冲刷腐蚀速率上升。作为混合型缓蚀剂的水溶性咪唑啉,通过其"几何覆盖效应"对X80管线钢起到了缓蚀作用,因而咪唑啉缓蚀剂的最佳质量分数为0.8%。     

非磺化绿色抗温水基降滤失剂研究进展

为了改善地面管网含硫酸性高温环境的腐蚀问题,用微波法合成了一种N掺杂碳点缓蚀剂NCDs,采用电化学和失重法测试了NCDs在25、60、90 ℃下对N80 钢片在模拟溶液中的缓蚀作用。结果表明,在相同NCDs浓度下,随温度的升高,缓蚀效率降低。在25 ℃下,缓蚀剂NCDs质量浓度为150 mg/L 时的缓蚀效率达到最大,达94.16%;在 60 ℃下,NCDs 质量浓度为 200 mg/L 时的缓蚀效率最大,为 82.92%;在 90 ℃下,NCDs 质量浓度为150 mg/L 时缓蚀效率达到 69.59%。对腐蚀形貌分析发现 90 ℃时,钢片表面的腐蚀坑深度和数目最多。吸附等温曲线表明,NCDs 在 90 ℃时吸附平衡常数最大,但高温会使其局部腐蚀更严重。此外发现N掺杂碳点的吸附类型为物理与化学混合吸附。该碳点缓蚀剂可有效解决地面管道高温下的腐蚀,延长使用寿命。     

一种盐酸酸化缓蚀剂的合成及性能评价

以腐蚀速率为评价指标,通过单因素合成实验,确定了曼尼希碱缓蚀剂主剂的最佳合成条件:pH=4,环己胺、甲醛、苯乙酮摩尔比1∶2∶1,反应温度90℃,反应时间8 h.将合成的曼尼希碱与2.5％增溶剂脂肪醇聚氧乙烯醚、溶剂甲醇复配,得到盐酸酸化缓蚀剂.分别用静态挂片失重法和电化学方法考察其缓蚀性能.结果表明,90℃下,N80钢片在15％工业盐酸介质中的腐蚀速率随缓蚀剂加量的增大而减小;随盐酸质量分数增大而增大;腐蚀速率随温度升高而增大.90℃下,缓蚀剂加量为1.0％时的腐蚀速率为3.635g/(m2·h),满足酸化缓蚀剂一级品≤4g/(m2·h)的要求.该缓蚀剂是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂,作用机理主要为几何覆盖效应.图6表4参6     

咪唑啉膦酰胺盐酸盐在油田水中的缓蚀性能研究

采用静态挂片失重法和电化学方法,研究了合成的环烷基咪唑啉膦酰胺盐酸盐(NIPH)在模拟油田水中对A3钢的缓蚀作用,并探讨了其缓蚀机理.实验结果表明:(1)NIPH在矿化度31.2 g/L的模拟油田水中对A3钢具有较好的缓蚀效果,其缓蚀效果受溶液pH值影响较大.在显酸性的模拟油田水中,NIPH的缓蚀率远高于原模拟油田水中的缓蚀率;当溶液pH为5左右时,NIPH的缓蚀效果最好,且此时水中基本无沉积物,在80℃、24 h条件下,投加量为30 mg/L时,缓蚀率可达到92.43%,A3钢腐蚀率仅为0.0249 mm/a,远好于我国石油天然气行业标准对污水腐蚀率的要求.(2)NIPH缓蚀剂具有较宽的适用温度范围(30～95℃),50℃左右时缓蚀效果最好.温度较低时,NIPH缓蚀剂以物理吸附为主;温度较高时则以配位键化学吸附为主;80℃时吉布斯吸附自由能ΔG0为38.2 kJ/mol.按电化学机理,NIPH属于阴极型为主的缓蚀剂.图1表5参8.     

一种新型咪唑啉复配缓蚀剂对A3钢在饱和CO2盐水溶液中的缓蚀性能

以棕榈酸、二乙烯三胺、马来酸酐为原料合成了一种新型咪唑啉缓蚀剂2-十五烷基-1（马来酰胺）-乙基-咪唑啉，其与助剂硫脲复配得到复配缓蚀剂YQ。采用静态挂片失重法、电化学评价法考察了YQ的缓蚀性能。结果表明，YQ能有效抑制饱和CO2盐水对A3钢的腐蚀。采用X射线光电子能谱及扫描电镜分析了腐蚀前、后及加入复配缓蚀剂YQ后A3钢的表面形貌及表面产物，探讨了YQ的缓蚀机理。结果证明，复配缓蚀剂YQ在A3钢表面形成了3层腐蚀产物膜，有效地抑制了饱和CO2盐水对A3钢的腐蚀。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂缓蚀性能评价及其缓蚀机理探讨

为了解决塔里木油田污水运输管网的腐蚀问题,合成了3种咪唑啉季铵盐缓蚀剂,在油田模拟水中,利用静态挂片质量损失法和电化学极化曲线法测试了3种缓蚀剂的缓蚀性能,并初步探讨了咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀机理。试验结果表明:在油田模拟水中,月桂酸咪唑啉季铵盐缓蚀剂的缓蚀效果最好;按不同比例复配缓蚀剂的缓蚀效果更好,苯甲酸咪唑啉和月桂酸咪唑啉复配缓蚀剂添加量为600 mg/L时缓蚀效率可达97.31%。极化曲线研究表明:在盐酸介质中添加苯甲酸季铵盐缓蚀剂可使自腐蚀电位正移,对阳极反应有较强抑制作用;加入油酸季铵盐缓蚀剂和月桂酸季铵盐缓蚀剂则使得自腐蚀电位负移,对阴极反应有较强抑制作用。     

三聚氰胺衍生物在高温油田采出水中的缓蚀作用及其机制

以三聚氰胺为基体,通过2步反应制备了三聚氰胺衍生物——三聚氰胺缩甲醛丁二酸钠(MFSS)。采用质量损失法、极化曲线法、交流阻抗法和量子化学计算考察了MFSS在高温模拟油田采出水中对X80钢的缓蚀性能及其缓蚀机制。质量损失分析表明,当MFSS缓蚀剂质量浓度为180 mg/L时,在60 ℃和80 ℃下X80钢的缓蚀率分别可达91.9%和93.7%,说明MFSS可有效地抑制X80钢在油田采出水中的腐蚀;电化学分析表明,MFSS缓蚀剂对X80钢腐蚀的阴、阳极反应过程均有抑制作用,但其抑制阳极反应更为显著,属于以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂;量子化学计算表明,MFSS分子的HOMO轨道主要集中在胺基基团以及—C=N基团上,三嗪环通过π电子与Fe的螯合作用而平行吸附于Fe(001)面上,缩甲醛丁二酸酯取代基则在Fe(001)面的竖直方向。     

Mannich碱及其复配体系在磷酸介质中的缓蚀性

为解决磷酸酸化过程中的腐蚀问题,通过胺甲基化反应合成一种曼尼希(Mannich)碱DS-3,采用静态挂片失重法测定了DS-3及其复配体系在磷酸介质中的缓蚀作用,用电化学方法和扫描电镜(SME)分别对M an-n ich碱体系在磷酸介质中的缓蚀机理以及N80试片腐蚀前后表面状态的变化进行了分析。结果表明,在磷酸介质中,DS-3和少量硫脲衍生物A复配可产生良好的缓蚀协同作用。90℃时,在15%磷酸中加入质量分数为0.25%的复配体系,腐蚀速率为0.82 g/(m2·h),缓蚀率大于99%;电化学分析认为,M ann ich碱DS-3及其复配体系都是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂;SME观察,磷酸中加入DS-3复配体系后,腐蚀试片表面形成了致密、均匀的吸附膜。     

一种适于P110钢席夫碱盐酸酸化缓蚀剂的合成及应用性能评价

利用肉桂醛与苯胺经过脱水缩合合成了一种新型席夫碱酸化缓蚀剂,反应条件为:90℃,n(苯胺)∶n(肉桂醛)=1∶1.2,反应时间6h。通过静态失重法实验研究了盐酸浓度、缓蚀剂浓度、腐蚀温度、腐蚀时间、Fe3+浓度等因素对缓蚀性能的影响,结果表明,腐蚀速率随腐蚀温度的升高、腐蚀时间的增加以及盐酸浓度和Fe3+浓度的升高而增大;随缓蚀剂浓度的升高而减小;其缓蚀效果满足石油行业标准中一级缓蚀剂产品指标的要求。电化学极化曲线和交流阻抗实验结果表明,该席夫碱缓蚀剂在P110钢表面形成了一种吸附膜,并且是一种以抑制阴极反应过程为主、作用机理属于"几何覆盖效应"的混合型缓蚀剂。     

缓蚀剂HC01缓蚀行为研究

加工高酸、高硫原油过程中,减粘顶水对塔顶冷凝系统和材质为20号钢的流出管线腐蚀严重,为了减少腐蚀过程对管线和设备的危害,有必要提出有效的防腐措施。通过失重法和电化学交流阻抗法,对11种顶水介质常用缓蚀剂进行筛选,研究了不同浓度下各缓蚀剂的缓蚀性能,针对缓蚀效果优良的咪唑啉缓蚀剂HC01最佳用量及其在20号钢表面的吸附行为进行了研究。结果表明:缓蚀剂HC01最佳浓度为145.5 mg/L,缓蚀率高达90.26%,在20号钢表面的吸附行为服从Langmuir吸附等温式,属于化学吸附。咪唑啉缓蚀剂HC01在减粘顶水介质中对20号钢的缓蚀效果明显,建议现场应用。     

一种杂环类曼尼希碱在次氯酸根溶液中对碳钢的缓蚀性能

以苯甲醛、苯胺和杂环类化合物为原料,通过曼尼希反应合成了新型杂环类曼尼希碱(YJ),对其结构进行了红外表征。采用失重法和电化学方法研究了YJ在次氯酸根溶液中对碳钢的缓蚀作用机理。结果表明:35℃下,在次氯酸根离子质量分数为0.2%的水溶液中加入缓蚀剂YJ,腐蚀速率明显下降;在YJ质量浓度为250 mg/L时,缓蚀效率可达80.41%,缓蚀效果明显优于市售缓蚀剂EDTMPS。YJ为阳极型缓蚀剂,可以吸附在钢片表面,降低电极表面的双电层的电容,能使腐蚀反应的传递电阻增大。扫描电镜观察到试片表面光亮,说明YJ在次氯酸根溶液中具有较好的缓蚀效果。