曼尼希碱酸化缓蚀剂的合成及缓蚀性能

目前,曼尼希碱的合成多在有机溶剂中进行,其中大多有机溶剂对人体有害。以苯乙酮、甲醛、二乙胺为原料,苄基三乙基氯化铵为相转移催化剂,以水为溶剂合成曼尼希碱酸化缓蚀剂。用失重法和电化学方法考察其浓度及腐蚀液温度对20碳钢缓蚀效果的影响。结果表明:该缓蚀剂为混合型缓蚀剂,在碳钢表面的吸附为物理吸附;随温度的升高缓蚀率逐渐减小,随浓度的增加缓蚀率先增大后减小;缓蚀剂的添加量为0.7%,温度35~55℃时缓蚀率都在90%以上,能有效抑制盐酸对碳钢的腐蚀。     

曼尼希碱缓蚀剂CJ的合成及其性能

曼尼希碱是一类重要的金属缓蚀剂。以肉桂醛、环己酮、水合肼为原料合成曼尼希碱缓蚀剂CJ,采用正交试验优化得出最佳合成条件,同时采用极化曲线和电化学阻抗谱等电化学方法研究了曼尼希碱缓蚀剂CJ的缓蚀机理。结果表明:当肉桂醛/水合肼摩尔比为3∶1、环己酮/水合肼摩尔比为1∶1、反应温度为45℃、pH为4、反应时间为8h时,CJ具有最好的缓蚀性能。在15%盐酸中,当缓蚀剂加量为1.0%时,N80钢片的腐蚀速率为0.299 1g/(m2·h),远低于SY/T 5405-1996中的一级标准。曼尼希碱缓蚀剂CJ在钢铁表面的吸附符合Langmuir吸附等温方程;曼尼希碱缓蚀剂CJ是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂。     

油田酸化缓蚀剂的研究进展

在石油勘探开发过程中,随着开采的不断深入,开采环境越来越复杂,开采效率越来越低。油气井酸化可以显著提高油气采收率,但同时加剧了设备的腐蚀,为适应这一现状,开发油气井酸化缓蚀剂非常迫切。介绍了国内油田酸化缓蚀剂的研究现状,主要从酸化缓蚀剂的种类、缓蚀机理、发展趋势等方面进行了阐述。对目前缓蚀效果良好并已广泛应用的曼尼希碱、咪唑啉类、季铵盐型缓蚀剂做了重点阐述,从物理吸附、化学吸附、π键吸附三个方面研究了缓蚀剂的吸附机理,并从分子结构出发,分析了这几类常用缓蚀剂的作用机理,同时对以后的研究工作提出了看法和建议。指出了今后酸化缓蚀剂的研究方向,是开发从天然物质中提取,环境友好且耐高温、耐浓酸的复合型长效缓蚀剂。     

HJ曼尼希碱缓蚀剂的合成及其性能

采用糠醛、苯乙酮和水合肼合成了HJ曼尼希碱缓蚀剂。通过静态失重法和电化学方法评价了该缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。静态失重法表明,N80钢片在加有1.0%(质量分数)HJ曼尼希碱的15%(体积分数,下同)盐酸溶液中的腐蚀速率为0.623 5g·m~(-2)·h~(-1),远低于SY/T5405-1996标准中的一级标准。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。该缓蚀剂在N80钢表面上的吸附行为服从Langmiur吸附等温式。     

一种新型酮醛胺酸化缓蚀剂的合成及性能研究

介绍了一种新型酸化缓蚀剂的合成方法、缓蚀性能,并分析了其缓蚀机理。利用酮醛胺的缩合反应,筛选最佳反应条件,合成一种曼尼希碱,在15%盐酸（90℃）中的缓蚀率达到99.74%,超过了酸化缓蚀剂评价标准SY/T54JD5-1996规定的一级水平 在90℃土酸（7.5%HCl＋1.5%HF）中的缓蚀率达到99.44%,也达到了酸化缓蚀剂评价标准规定的一级水平,与碘化物、炔醇及六次甲基四胺复配后所得缓蚀剂性能超过了该标准的一级水平。     

酸化缓蚀剂含羟基双季铵盐的合成及性能评价

根据季铵化反应原理,以喹啉和1,3-二氯-2-丙醇合成了一种含羟基双季铵盐酸化缓蚀剂(BQ-1)。用红外光谱对其结构进行了表征,采用静态失重法和电化学测试研究了该缓蚀剂在15%HCl溶液中对N80钢的缓蚀性能。结果表明,该缓蚀剂具有明显的腐蚀抑制能力,在15%HCl、90℃下,5mmol/L该缓蚀剂对N80钢片的缓蚀率达96%以上,缓蚀性能优良;此外,该缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂,在N80钢片表面的吸附作用符合Langmuir等温吸附规律。表面分析试验(SEM和EDS)验证了缓蚀剂分子在N80钢片表面确实形成了一层保护膜。     

喹啉型双季铵盐酸化缓蚀剂的合成与性能评价

以喹啉和双卤代烃为原料经季铵化反应合成了三种喹啉型双季铵盐酸化缓蚀剂:溴化1,4-二喹啉丁烷(Q-4-Q)、溴化1,6-二喹啉己烷(Q-6-Q)和溴化1,8-二喹啉辛烷(Q-8-Q),采用核磁共振氢谱对其结构进行表征。采用失重法,电化学方法和SEM等方法研究了三种产物在15%HCl溶液中对N80钢的缓蚀性能。结果表明,Q-8-Q的缓蚀性能最佳;双季铵盐Q-8-Q与肉桂醛(CA)最佳复配比为cQ-8-Q∶cCA=1∶1。在15%HCl,90℃条件下,6mmol/L该复配缓蚀剂对N80钢片的缓蚀率达99.79%,缓蚀性能优良;缓蚀剂分子在N80钢片表面形成一层保护膜;该复配缓蚀剂能有效抑制酸液对N80钢表面的腐蚀,是一种以抑制阴极反应为主、属"负催化效应"作用机理的混合型缓蚀剂。     

一种曼尼希缓蚀剂的合成及其缓蚀性能

利用甲醛、芳香酮、仲胺合成并复配出一种曼尼希型缓蚀剂。采用失重法、电分学测试和SEM分析等方法研究了该缓蚀剂的缓蚀性能和作用机理。结果表明,随着缓蚀剂添加量的增加,腐蚀速率降低,当缓蚀剂质量分数达到0.5%后,腐蚀速率变化不明显。在15%盐酸中添加0.5%的缓蚀剂能将多种材质在90℃下的腐蚀速率均控制在3 g·m-2·h-1以内。     

两种曼尼希碱缓蚀剂的缓蚀性能

采用甲醛/苯甲醛、苯乙酮和水合肼为原料分别合成了AJ和BJ两种曼尼希碱缓蚀剂。通过静态挂片失重法、电化学测试法等方法研究了在15%HCl(质量分数)溶液中,这两种缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。结果表明:在15%的HCl溶液中,AJ和BJ缓蚀剂对N80钢具有良好的缓蚀作用,且BJ缓蚀剂的缓蚀效果要优于AJ缓蚀剂的;两种缓蚀剂均为阳极型缓蚀剂,都能自发吸附在N80钢表面,其行为均符合Langmuir吸附等温式。     

哌嗪类曼尼希碱壳聚糖缓蚀剂的制备及缓蚀性能研究

目的 解决海底采油设备酸化腐蚀问题,合成一种绿色的哌嗪类曼尼希碱壳聚糖衍生物缓蚀剂CS-NMB,并研究其在15%（质量分数）盐酸溶液中对N80钢的缓蚀性能,计算研究其在金属表面的作用机理。方法 以曲酸和N–甲基哌嗪为原料,经过曼尼希反应,合成曼尼希碱（MB）,再将该曼尼希碱接枝到壳聚糖分子上。采用红外光谱表征所合成产物,利用电化学法和静态失重法评价CS-N-MB在该强酸环境中对N80钢的缓蚀能力。基于密度泛函理论,研究壳聚糖（CS）和CS-N-MB的反应活性,明确活性位点,并通过分子动力学计算缓蚀剂的吸附能以及体系中水分子的均方位移。结果 在15%盐酸环境中,CS-N-MB对N80钢具有良好的缓蚀作用,且当缓蚀剂添加量小于200mg/L时,随着浓度的增加,N80钢的腐蚀速率逐渐减小。当缓蚀剂添加量大于200 mg/L时,短时间内,随着浓度的增加,N80钢的腐蚀速率又略微增大,而72 h后N80钢的腐蚀速率略微减小并趋于稳定。电化学研究表明,CS-N-MB能够同时抑制腐蚀的阴极反应和阳极反应,是混合型缓蚀剂。分子模拟结果表明,CS-N-MB的主要活性位点集中在N、O以及环状结构处,且加入...     

一种新型高温酸化缓蚀剂的制备及性能评价

目的改善缓蚀剂在高温酸液中的缓蚀性能,满足油田高温井酸化施工的要求。方法在合成一种新型吡啶季铵盐的基础上,添加炔醇、碘化钾等助剂进行复配,得到一种新型高温酸化缓蚀剂HTCI-1。使用HK-1高温高压动态腐蚀仪对其缓蚀性能进行测试,通过电化学测试、SEM、EDS等实验对其缓蚀机理进行分析。结果该酸化缓蚀剂在160℃、16 MPa、20%HCl或者土酸(12%HCl+3%HF)、质量分数3.0%的条件下,使N80试片的腐蚀速率分别为24.53 g/(m~2·h)和23.72 g/(m~2·h),达到了SY/T 5405—1996中的一级指标。结论在高温酸液中,N80钢片腐蚀速率降低,主要是由于缓蚀剂分子吸附到碳钢表面形成了一层致密的疏水性吸附膜,从而降低了侵蚀性离子与钢铁表面接触的几率,腐蚀电极反应过程受到抑制,达到了高温条件下防护金属的目的。     

一种二酰胺基吡啶季铵盐的合成及其缓蚀性能

利用2,3-吡啶二甲酸为主体和十二烷基胺进行酰化反应,合成了具有多个活性吸附中心的2,3-N-十二烷基-二甲酰胺吡啶衍生物,再进行季胺化反应增加其水溶性,开发出一种二酰胺基吡啶季铵盐缓蚀剂。利用动态高温高压浸泡试验和电化学试验在含二氧化碳模拟油田水中评价了该缓蚀剂对L245NCS钢的缓蚀性能。结果表明:该缓蚀剂是混合型缓蚀剂,在加量为50mg/L时,缓蚀率达到95%以上,同时对点蚀具有良好的抑制效果。     

抗高温高浓盐酸席夫碱基吡啶季铵盐缓蚀剂的研究

目的 开发环境友好、抗高温耐浓酸的长效缓蚀剂复配体系.方法 采用红外光谱仪对席夫碱基吡啶季铵盐的分子结构进行表征,采用高温高压腐蚀测定仪、吸附等温模型、动力学参数、扫描电镜和量子化学计算,研究了缓蚀剂对N80的缓蚀性能及其吸附机理.结果 在120、140、160℃温度下,随着席夫碱基吡啶季铵盐缓蚀剂(以下简称Shif-...     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的复配机理

通过电化学测试确定咪唑啉季铵盐(IM)和辛基酚聚氧乙烯醚(OP)两种缓蚀剂的最佳复配比,利用X射线光电子能谱(XPS)分析高温高压CO_2腐蚀条件下缓蚀剂在L245钢表面的吸附特性,结合分子动力学计算研究了复配缓蚀剂的缓蚀机理。结果表明:复配后IM缓蚀剂分子在金属表面吸附量增加,同时OP分子的吸附提高了IM缓蚀剂分子在金属表面的吸附覆盖程度,形成致密的保护膜,阻碍溶液中腐蚀性介质对金属表面的侵蚀,有效保护基体减缓腐蚀,从而使得IM和OP复配后的缓蚀率明显升高;IM与OP复配后缓蚀剂分子在Fe(001)表面的吸附强度增大,说明缓蚀剂分子的缓蚀性能本质上是由缓蚀剂分子与金属表面的电子转移行为所决定的。     

一种曼尼希碱缓蚀剂的复配研究

目的利用常用复配剂对缓蚀剂进行复配,以获得更好的缓蚀效果。方法利用静态失重法测量缓蚀剂与KI、硫脲、花椒籽油、六次甲基四胺复配前后腐蚀速率的变化,通过电化学方法测量缓蚀剂复配前后交流阻抗谱和极化曲线的变化,借助等温吸附模型对缓蚀剂机理进行探讨。结果缓蚀剂单独使用且质量浓度为50 mg/L时,腐蚀速率为6.94 g/(m~2?h),随着复配剂KI、硫脲、花椒籽油、六次甲基四胺浓度的升高,金属的腐蚀速率逐渐下降,在复配剂质量浓度为100 mg/L时,腐蚀速率分别下降为4.22、3.69、5.97、3.28 g/(m~2?h)。极化曲线表明,缓蚀剂复配前后都为阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。添加复配剂前后缓蚀剂在金属表面的吸附模型均未发生变化,都为Langmuir等温吸附,分别添加复配剂KI、硫脲、花椒籽油、六次甲基四胺后,缓蚀剂在金属表面吸附的ΔG~θ分别为–26.1、–25.3、–26.8、–27.4 k J/mol,说明缓蚀剂在金属表面物理吸附与化学吸附同时存在。结论 KI、硫脲、六次甲基四胺与缓蚀剂的协同作用良好。     

含氟高温酸化缓蚀剂的制备及性能研究

目的制备并评测一种能耐高温的油田用酸化缓蚀剂。方法用氟碳咪唑啉季铵盐为主剂制备高温酸化缓蚀剂。在模拟高温酸化条件下,通过失重法、电化学法评测缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。通过热重差热法和表面张力法评测主剂氟碳咪唑啉季铵盐的热稳定性和化学稳定性。结果通过失重法评测,在添加缓蚀剂后,N80钢试片的腐蚀速率远低于行业标准SYT 5405—1996中对缓蚀剂评价的一级指标。通过电化学法评测,添加缓蚀剂后,极化曲线中电极腐蚀电位正移,腐蚀电流减小趋势明显;阻抗图谱中容抗弧的半圆直径显著增大,对应的膜电阻Rp显著增大,抑制了腐蚀反应的电荷传递过程。两者均显示缓蚀剂在盐酸溶液中有良好的缓蚀性能,与失重法试验结果一致。热重差热显示,氟碳咪唑啉季铵盐在220℃开始分解,至400℃基本分解完毕。表面张力评测显示,氟碳咪唑啉季铵盐在10%~25%(质量分数)盐酸溶液中10 h之内的表面活性稳定。结论该含氟高温酸化缓蚀剂在90~140℃下,可使酸化过程中盐酸对N80钢的腐蚀速率明显降低。     

桐油酸咪唑啉季铵盐的缓蚀性能

以桐油为原料合成了桐油酸,使之先后与二乙烯三胺和氯化苄反应,制备了桐油酸咪唑啉苄基氯季铵盐,对其结构进行了红外表征。利用失重法和动电位极化曲线考察了合成的季铵盐在盐酸溶液中对N80钢的缓蚀性能。结果表明,桐油酸咪唑啉季铵盐能有效抑制N80钢在盐酸介质中的腐蚀;随着缓蚀剂浓度的增大,缓蚀效率增加;随着温度升高,腐蚀速率增大,缓蚀效率减小;随着盐酸浓度的增大,N80钢的腐蚀速率增大,缓蚀剂的缓蚀效率变化不明显;该缓蚀剂为阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。