曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成及其缓蚀性能评价

以苯乙酮、醛、硫脲等为原料合成曼尼希碱,曼尼希碱再与氯化苄进行季铵化反应,合成了曼尼希碱季铵盐缓蚀剂.通过正交试验确定了季铵化反应最佳条件,即曼尼希碱与氯化苄摩尔比1.5,反应温度50℃,反应时间2h.考察了缓蚀剂用量、腐蚀介质盐酸含量及腐蚀温度对曼尼希碱季铵盐缓蚀剂缓蚀性能的影响.结果表明,在缓蚀剂用量1.0％,腐蚀介质盐酸含量15％、腐蚀温度40℃,腐蚀时间4h及常压条件下,N80钢片的腐蚀速率为0.9 904 g/m2·h,表明曼尼希碱季铵盐缓蚀剂具有优异的缓蚀性能.     

一种曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与缓蚀性能评价

通过调节酮醛胺的摩尔配比、反应时间、反应温度和反应的pH值,得到缓蚀效果最优的一组曼尼希碱中间体,然后用氯化苄对其进行季铵化得到曼尼希碱季铵盐。挂片失重法测定结果表明,在90℃下,20%的盐酸中对N80钢片有较好的缓蚀效果。电化学极化曲线显示,该曼尼希碱缓蚀剂为混合型缓蚀剂,但主要以抑制阳极过程为主,与KI复配后具有协同效应。     

H2S/CO2介质中十二胺丙炔醇曼尼希碱/咪唑啉对X52钢的缓蚀行为研究

将合成的十二胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐和咪唑啉以最佳的比例制备一种复配缓蚀剂,采用静态失重试验法研究了十二胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐、咪唑啉和复配缓蚀剂对X52钢的缓蚀性能。在常压、温度60℃条件下,当模拟溶液中缓蚀剂浓度皆为200 mg/L时,十二胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐和咪唑啉的缓蚀效率分别为88.7%和82.7%。将十二胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐和咪唑啉以最佳比例1.5:1制备的复配缓蚀剂的缓蚀效率为89.8%,高于十二胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐和咪唑啉,证明制备的复配缓蚀剂具有良好的协同效应。在60℃、高H2S/CO2分压条件下,该复配缓蚀剂仍然对X52钢具有良好的缓蚀效果,也说明该复配缓蚀剂可以作为高H2S/CO2分压条件下X52钢的缓蚀剂。     

季铵化曼尼希碱的复配性能研究

以酮、甲醛和有机胺为原料合成了曼尼希碱,再加入氯化苄合成季铵化曼尼希碱,将其与硫脲、乌洛托品及烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)复配制成缓蚀剂.通过正交实验考察了硫脲、乌洛托品及OP-10与季铵化曼尼希碱的质量配比对腐蚀速率的影响,用失重法评价了优化缓蚀剂在土酸和质量分数约为15%的盐酸中对N80钢片的缓蚀性能.实验结果表...     

酰胺咪唑啉缓蚀剂的合成及缓蚀性能对比研究

采用二乙烯三胺、苯甲酸、油酸为原料，合成两种咪唑啉酰胺，加入氯化苄进行季铵化反应，合成两种酰胺咪唑啉季铵盐缓蚀剂。采用红外光谱扫描，通过对特征峰的分析，验证了合成产物为酰胺咪唑啉季铵盐。通过挂片质量损失试验，测试了两种咪唑啉酰胺季铵盐药剂的缓蚀性能；通过电化学研究了这两种缓蚀剂复配增效剂后随加药浓度变化腐蚀速率及缓蚀率的变化规律。结果表明：油酸酰胺苯甲酸咪唑啉季铵盐缓蚀效果优于苯甲酸酰胺油酸咪唑啉季铵盐；硫脲、丙炔醇对该油酸酰胺苯甲酸咪唑啉季铵盐的缓蚀性能具有增效作用。     

固体缓蚀剂的耐温性及释放速率实验

为了获得适合塔河油田高温高盐环境的固体缓蚀剂,研究了4类9种固体缓蚀剂的耐温性及释放速率,并提出研究固体缓蚀剂释放速率的新方法和装置。研究结果表明,曼尼希碱季铵盐类、酰胺类和喹啉季铵盐类固体缓蚀剂在90℃条件下的缓蚀效果较好,但是当温度提高到110℃时,只有曼尼希碱季铵盐和喹啉季铵盐类固体缓蚀剂具有较好的缓蚀效果。当温度继续提高到130℃时,固体缓蚀剂均不但不能起到缓蚀作用,反而会加快腐蚀。针对效果较好的固体缓蚀剂,可根据释放速率、有效作用浓度等设计合理的应用工艺,并用公式计算加药量和加药周期,为固体缓蚀剂的现场应用提供指导和帮助。图6参14     

新型耐高温酸化缓蚀剂XAI-180的研发与性能评价

为了使缓蚀剂适用于高温深井酸化施工的恶劣工况,提高其高温缓蚀综合性能,以曼尼希碱季铵盐和喹啉季铵盐复配物作为缓蚀剂主剂,通过协同优选复配增效剂和助溶剂等辅剂,采用正交实验完成了高温酸化复合缓蚀剂XAI-180的配方设计,结合失重法和电化学测试分析法评价了XAI-180的缓蚀性能。研究结果表明:①自制的曼尼希碱季铵盐缓蚀剂与喹啉季铵盐缓蚀剂复配主剂形成了明显的协同效应,当两者配比为21∶5时,缓蚀效果为最佳;②高温缓蚀剂XAI-180是一种既可以抑制阴极反应,又可以抑制阳极反应的混合控制型缓蚀剂;③在加入5%酸化缓蚀剂XAI-180、180℃的条件下,N80钢片在盐酸浓度为20%的常规酸中腐蚀速度为70 g/(m~2·h),在0.4%胶凝剂和0.8%胶凝剂的体系中的腐蚀速率分别为92.3 g/(m~2·h)、95.8 g/(m~2·h)。结论认为,高温酸化缓蚀剂XAI-180在180℃、20%盐酸浓度的胶凝酸体系中具有配伍性好、缓蚀性强等优点,能满足180℃以上储层酸化压裂施工的要求。     

一种基于膦甲基化曼尼希碱缓蚀剂的合成与性能评价

二氧化碳驱油引起的腐蚀是石油工业中一种比较常见的腐蚀类型,缓蚀剂的研发与应用可以有效抑制金属设备的腐蚀。本文以N-乙烯叱咯烷酮、苯胺、甲醛为原料制备了曼尼希碱中间体,最后采用甲醛、亚磷酸对中间体改性得到一种甲基化结构的曼尼希碱。并通过红外光谱、核磁共振氢谱对膦甲基化曼尼希碱进行了结构表征,通过静态失重试验、电化学方法和扫描电镜分析了膦甲基化曼尼希碱的缓蚀性能及机理。实验结果表明：静态失重试验中,当膦甲基化曼尼希碱加量为600mg/L时,腐蚀速率为0.062 mm/a,低于石油与天然气行业标准0.076mm/a;在动电位极化曲线中发现,随着膦甲基化曼尼希碱加量的增加,极化曲线呈现向阴极偏移的趋势,且总体偏移趋势小于85mV,表明膦甲基化曼尼希碱主要是通过抑制阴极反应为主的混合型缓蚀剂;从能谱测试结果中可以看出,添加膦甲基化曼尼希碱缓蚀剂的钢片相比于空白钢片表面则新出现氮、硫、磷元素,印证了杂原子中的孤电子在金属表面的吸附理论,可以起到抑制或减缓腐蚀的作用。     

一种新型高效油气井酸化缓蚀剂的研制

曼尼希碱是一类性能优良的缓蚀剂，并在油气井酸化作业中大量应用。为此介绍了一种新型曼尼希碱：在伯胺、甲醛、苯乙酮参与的曼尼希反应中加入丙酮，通过控制反应条件使得伯胺分子中氨基上的两个氢原子分别与苯乙酮、丙酮及甲醛发生曼尼希反应，得到该曼尼希碱，可以用作油气井酸化缓蚀剂的主剂。将该曼尼希碱与丙炔醇及有机增效剂复配后得到国内未见报道的高效油气井酸化缓蚀剂。以静态腐蚀速率为试验评价指标，用正交试验法对主剂的合成工艺条件进行优化，试验条件下获得的最佳合成工艺条件应为：总反应时间14 h，反应原料胺醛酮的配比为1∶2∶4(物质的量比)，pH值在2～3之间。同时对主剂与增效剂之间的协同作用进行了初步的探讨。静态腐蚀试验结果表明，复配后的产品具有优良的缓蚀性能。在90 ℃、20％的盐酸中加入1％的缓蚀剂，N-80钢的腐蚀速率可以降到0.96 g/(m²·h)。     

相转移催化法合成苯甲酸苄酯

在相转移催化剂存在下 ,以苯甲酸钠和氯化苄为原料合成香料苯甲酸苄酯。研究了催化剂种类及反应条件对反应结果的影响。最佳反应条件 :苯甲酸钠 /氯化苄 =1∶ 1 .2 5～ 1 .3 (mol) ;反应温度 1 1 0～ 1 2 0℃ ;反应时间 2 .5～ 3 h。季铵盐催化剂中以新洁而灭为佳 ;叔胺催化剂中以三乙胺为好。     

曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成及缓蚀性能研究

以甲醛、酮、有机胺和氯化苄为原料,在40～80℃反应合成了季铵化曼尼希碱缓蚀剂,用失重法评价了产物在质量分数为15%盐酸中对N-80钢片的缓蚀性能,用红外光谱仪表征了其结构。采用静态腐蚀速度评价方法对合成的缓蚀剂DS-17进行了评价,在15%盐酸中,当缓蚀剂加量为0.5%时的腐蚀速率为0.71g/(m2.h),具有优异的缓蚀性能。合成产物与碘化钾、硫脲和六次甲基四胺复配后,对缓蚀性能具有增效作用,在15%盐酸中,复合缓蚀剂加量为0.5%时的腐蚀速率为0.37g/(m2.h)。通过极化曲线测定,可以认为该缓蚀剂是以抑制阳极过程为主的混合控制型缓蚀剂。     

一种新型复配酸化缓蚀剂对N80钢缓蚀性能的影响

为了研究新型复合酸化缓蚀剂对N80钢的缓蚀效果,以喹啉和氯化苄为原料,在不同温度下合成了喹啉季铵盐,并采用静态失重法和动电位极化曲线方法考察Ca2+及Ca2++Cu+的加入对合成的喹啉季铵盐在15%HCl溶液中对N80钢缓蚀效果的影响,并通过扫描电镜分析了N80钢在15%HCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,合成的喹啉季铵盐的缓蚀效果随着合成反应温度的升高而增强;Ca2+的加入能有效提高喹啉季铵盐在15%HCl溶液中对N80钢的缓蚀效果,但是未达到SY/T 5405—1996行业一级标准要求(腐蚀速率3 g/(m2·h));加入不同比例的Ca2++Cu+后,N80钢的腐蚀速率均小于行业一级标准要求;该复配缓蚀剂主要为混合抑制型缓蚀剂,90℃时对N80钢有较好的缓蚀效果,当温度升高到140℃时缓蚀效果并不理想,有点蚀坑出现。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及复配性能研究

介绍了以月桂酸、二乙烯三胺、氯化苄为原料,合成咪唑啉季铵盐缓蚀剂JAY的方法,采用正交试验法考察了咪唑啉季铵盐缓蚀剂JAY与硫脲、OP-10、乌洛托品及碘化钾的质量比分别在盐酸和土酸介质中对N80挂片腐蚀速率的影响。结果表明,盐酸介质中,当硫脲与JAY质量比0．025,OP-10与JAY质量比0．025,乌洛托品与JAY质量比0．015,碘化钾与JAY质量比0．030时,复配缓蚀剂缓蚀效果最好;土酸介质中,当硫脲与JAY质量比0．015,OP-10与JAY质量比0．015,乌洛托品与JAY质量比0．025,碘化钾与JAY质量比0．020时,复配缓蚀剂缓蚀效果最好。     

一种新型高温酸化缓蚀剂的制备及其应用

为了满足高温高压井酸化施工的需求,以3-甲基吡啶,氯化苄为主要原料,合成了一种吡啶类季铵盐。在吡啶类季铵盐中复配一定比例的增效剂和表面活性剂,制备出一种新型高温酸化缓蚀剂HTCI-2,并对其基本性能进行评价。由评价结果可知,在180℃、16 MPa,20% HCl或者土酸,4.5%加量条件下,N80试片的腐蚀速率为38.1 g/（m2wh）和39.6 g/（m2wh）。通过SEM电镜扫描、EDS能谱测试和极化曲线测试可以看出,HTCI-2为一种以抑制阳极反应过程为主的混合型缓蚀剂。HTCI-2能在N80钢片表面形成一层致密的保护膜,有效地阻止酸液和钢铁表面的接触。HTCI-2不含有毒的炔类化合物,与常用的酸化添加剂配伍性良好。在滨深油田滨深22-8井进行了现场试验,工程施工顺利。      

喹啉季铵盐与金属阳离子作为盐酸酸化缓蚀剂的协同作用

季铵盐类缓蚀剂与金属阳离子的协同缓蚀作用广泛应用于高温酸化缓蚀剂领域,开展相关研究对于诠释高温酸化缓蚀剂多组分协同作用机理具有重要意义。合成了喹啉季铵盐缓蚀剂,研究了不同浓度的Sb2O3,CuI及NiSO4与喹啉季铵盐在20%盐酸,140℃环境中对N80钢的协同作用效果。结果表明,最优化的缓蚀剂配方为2%(质量分数)喹啉季铵盐+0.5%(质量分数)Sb2O3。针对这一最优化配方,通过表面SEM,EDS及XRD分析,研究了两种缓蚀剂组分之间的协同缓蚀作用机理。研究结果表明,喹啉季铵盐与锑化物协同作用形成复合膜是缓蚀的主要原因。增效剂Sb2O3在固液界面还原为单质Sb,沉积于金属表面,与酸化缓蚀剂主剂(成膜物质,喹啉季铵盐)共同形成复合膜,达到缓蚀作用。     

高级脂肪胺改性木质素季铵盐的合成及表征

实验以十二烷基二甲基叔胺、环氧氯丙烷为原料,合成中间体(2,3-环氧丙基)十二烷基二甲基氯化铵,中间体在丙酮介质中与氧化磺化木质素发生O-烷基化反应,生成木质素表面活性剂。探讨了反应介质、物料比、反应时间、温度等影响因素。实验结果表明,O-烷基化反应在丙酮均相介质中进行,改善了反应物的溶解性,提高了反应效率;反应温度为55℃,反应时间为3 h;n(木质素)∶n(中间体)=1∶1.1时,产物中含氮量达2.28%。基本表面物化性能测试表明,高级脂肪胺改性木质素产物的表面活性较好,表面张力为17 mN/m,较木质素43 mN/m明显降低。     

两种金属化合物对喹啉季铵盐缓蚀性能的影响

为了提高喹啉季铵盐对N80钢的缓蚀性能,采用静态失重法和动电位极化曲线法,研究了在90℃、15%HCl溶液中添加Al_2O_3及Al_2O_3+Cu Cl2对喹啉季铵盐缓蚀性能的影响。试验结果显示,160℃温度下合成的喹啉季铵盐缓蚀效果较差,不能满足SY/T 5405—1996中的一级指标要求;Al_2O_3的加入能有效提高喹啉季铵盐对N80钢的缓蚀效果,并且能大大降低喹啉季铵盐的用量;Al_2O_3+CuCl_2和喹啉季铵盐复配后,能更大程度上提高喹啉季铵盐的缓蚀效果,缓蚀性能明显好于Al_2O_3与喹啉季铵盐形成的复配缓蚀剂。结果表明,喹啉季铵盐能与金属离子形成较为稳定的螯合物,螯合物通过化学作用吸附在挂片表面形成一层致密的铜膜,阻止了腐蚀离子向金属表面移动,从而表现出较好的缓蚀效果。