3种双咪唑啉季铵盐对Q235钢在盐酸溶液中的缓蚀性能及吸附行为

咪唑啉类缓蚀剂缓蚀性能优异,应用前景广阔。目前对双咪唑啉缓蚀剂在金属表面吸附行为的研究未见报道。合成了3种双咪唑啉季铵盐CABI,BABI,SABI,用红外光谱表征了其结构,并用失重法和电化学方法研究了其在1mol/LHCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能和吸附行为。结果表明:3种双咪唑啉季铵盐在1mol/LHCl介质中对Q235钢都具有良好的缓蚀性能,且用量少;较高温度(50～80℃)下的缓蚀效率达90%以上,其缓蚀能力大小顺序为CABI>BABI>SABI,均属于阴极型缓蚀剂;在Q235钢表面的吸附过程为放热过程,吸附行为服从Langmuir吸附等温式,主要为化学吸附。     

温度对新型咪唑啉抑制CO2腐蚀的影响

关于温度对油田环境中咪唑啉缓蚀性能影响的研究较少。自制了硫脲基咪唑啉,研究对比了其在358K和298K下对CO2的缓蚀性能。采用失重法测定了该咪唑啉缓蚀剂在358K下对Q235-A钢在饱和CO2盐溶液中的缓蚀率;利用动电位极化曲线、交流阻抗法研究了Q235-A钢在饱和CO2盐溶液中温度对该缓蚀剂缓蚀行为的影响,探讨了吸附膜的形成与衰减规律。结果表明:该缓蚀剂对Q235-A钢的缓蚀作用具有浓度极值,极值浓度为40mg/L;2种温度下,该缓蚀剂都属于抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂,成膜速度较快,24h即可形成致密的吸附膜;低温条件下比高温时成膜更加紧实致密、稳定性好,膜寿命长。     

J55油管钢抗CO_2腐蚀复配缓蚀剂的制备及其缓蚀性能

目前,对油田常用油管材料J55钢抗CO_2腐蚀复配缓蚀剂研究不足,以油酸咪唑啉季铵盐和喹啉季铵盐为缓蚀剂主剂,配以辅助剂和表面活性剂配制了3种复配缓蚀剂,利用失重试验、扫描电子显微镜测试和电化学测试研究了3种复配缓蚀剂在油田采出水介质中对J55油管钢的缓蚀性能。结果表明:这3种复配缓蚀剂均有良好的抗CO_2腐蚀效果,其中喹啉季铵盐与硫脲复配缓蚀效果最好,高压失重试验中,缓蚀剂浓度为100 mg/L时缓蚀率可达85%以上,常压电化学测试中,缓蚀剂浓度为40 mg/L时,缓蚀剂可达97.91%;油酸咪唑啉季铵盐与硫脲复配、喹啉季铵盐与硫脲复配的缓蚀剂为抑制阳极型缓蚀剂,喹啉季铵盐与六亚甲基四胺复配的缓蚀剂为混合型缓蚀剂。     

咪唑啉型复配缓蚀剂对20钢在高含CO2油田污水中缓蚀行为影响的研究

利用缓蚀剂成膜试验和失重试验研究了咪唑啉型复配缓蚀剂对20钢在高含CO2油田污水中的缓蚀行为.成膜试验结果表明,咪唑啉型缓蚀剂与TXP-10、乌洛托品、异丙醇复配后,大大提高了成膜的完整性.70℃和90℃时,咪唑啉酰胺和松香咪唑啉季铵盐缓蚀剂复配后,有利于提高缓蚀效率;120℃时,咪唑啉酰胺缓蚀剂分子分解,而松香咪唑啉...     

聚合型咪唑啉缓蚀剂的合成与性能

为提高咪唑啉缓蚀剂的水溶性及缓蚀效率,以己二酸与二乙烯三胺为原料合成了带酰胺和咪唑啉基团的聚合型缓蚀剂PIM,以羟乙基乙二胺为原料合成了常见的非聚合型缓蚀剂UPIM;采用红外光谱和质谱测试了2种缓蚀剂的结构及分子量;采用交流阻抗法分析了2种缓蚀剂在N80钢表面的吸附性质,并拟合了表面覆盖率和时间的关系曲线;采用Tafel极化曲线法测试了不同浓度缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能.结果表明:N80钢在含50mg/LHM的0.5 mol/L H2SO4溶液中浸泡6 min后,覆盖率达到85.02％,高于UPIM;当0.5 mol/L H2SO4溶液中聚合型缓蚀剂PIM浓度为400 mg/L时,缓蚀率最高可达96.7％,明显高于缓蚀剂UPIM的;经过较长时间腐蚀后,聚合型缓蚀剂PIM在金属表面的吸附稳定性优于UPIM的.     

松香咪唑啉的合成及其缓蚀性能研究

以松香、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、羟乙基乙二胺等为原料,合成了具有不同结构和官能团的咪唑啉化合物,并进一步季铵化得到其衍生物.采用失重法评价了合成的系列松香衍生物在CO2、H2S、HCl、混合盐水等四种不同腐蚀介质中对N-80、A3钢的缓蚀性能.结果表明,合成产物对不同的钢均具有良好的缓蚀性能,而且在不同的腐蚀介质中不同产物对不同钢的缓蚀效果不同.在盐酸及含饱和H2S的盐溶液中,季铵盐类的缓蚀性能最好,咪唑啉类次之,酰胺类最差;而在混合盐及含饱和CO2的NaCl溶液中,咪唑啉类的缓蚀性能最好且缓蚀性能随着原料胺分子量的增大而降低.     

不同链长的吡啶基离子液体在盐酸中对N80钢的缓蚀行为

为获得较咪唑啉类更低浓度、更高效率的离子液体缓蚀剂,通过失重测试、电化学测试、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等研究了不同浓度的吡啶基离子液体B4MePyBr、O4MePyBr和硫酸二甲酯吡啶季铵盐缓蚀剂在盐酸中对N80钢的缓蚀行为.失重试验表明,3种缓蚀剂的缓蚀效率均随着添加浓度的增加而增加,25℃下当O4MePyBr添加浓度为10 mmol/L时,缓蚀效率能达到90％以上,且3种缓蚀剂的最大缓蚀效率排序为O4MePyBr＞B4MePyBr＞硫酸二甲酯吡啶季铵盐;电化学测试表明,3种缓蚀剂均为混合型缓蚀剂;表面形貌测试表明,缓蚀剂能够有效地吸附在碳钢表面,吸附膜层非常紧密;3种缓蚀剂在碳钢表面的吸附均遵循Langmuir吸附等温方程.     

一种新型H2S/CO2缓蚀剂的合成及其性能

国内市场上的大多缓蚀剂在CO2和H2S共存环境下的缓蚀效果较差.为此,合成了一种新型的抗H2S/CO2磷酸酯季铵盐缓蚀剂.采用动态失重、动电位扫描法研究了该缓蚀剂在某油田采出水介质中对碳钢的缓蚀性能,采用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀表面.结果表明:磷酸酯季铵盐缓蚀剂是一种阳极型缓蚀剂,在碳钢表面的吸附满足Langmuir吸附等温方程,在(70±2)℃模拟油田水中50 mg/L该缓蚀剂的缓蚀效率达90％,可有效抑制腐蚀.     

ZS曼尼希碱缓蚀剂的制备与性能

为了解决在油气田酸化过程中酸液对地面管路及井筒管壁造成严重腐蚀的问题,合成了一种新型的噻唑类曼尼希碱缓蚀剂来保护金属。通过静态失重法、电化学方法和分子动力学模拟方法研究了该缓蚀剂在15%盐酸腐蚀介质中对N80钢的缓蚀性能。静态失重法表明:在加入1.0%(质量分数)优选配方合成的缓蚀剂ZS的腐蚀介质中N80钢的腐蚀速率为0.412 9 g/(m~2·h),远优于SY 5405-1996中的一级标准。电化学测试表明:该缓蚀剂是以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,其在N80钢表面上的吸附行为服从Langmuir吸附等温式,说明缓蚀剂ZS在N80钢上形成了单分子层吸附。分子动力学模拟结果表明:在介质中缓蚀剂分子可以稳定地吸附在金属表面,并有效地将金属表面和腐蚀介质隔开,从而起到缓蚀作用。     

桐油酸咪唑啉衍生物的合成及其缓蚀性能

桐油能自干成膜但水溶性差,在缓蚀剂中的应用有局限性。为此,以桐油为原料合成了桐油酸,将其与二乙烯三胺反应后,产物再与甲基丙烯酸甲酯反应制成桐油酸咪唑啉衍生物,利用红外光谱分析了合成产物的分子结构,利用失重法和动电位极化曲线考察了合成产物在盐酸溶液中对N80钢的缓蚀性能。结果表明:合成的桐油酸咪唑啉衍生物为以阴极抑制为主的混合型缓蚀剂,能有效抑制N80钢在盐酸介质中的腐蚀;随着桐油酸咪唑啉衍生物浓度的增大以及腐蚀介质温度和浓度的降低,N80钢的腐蚀速率下降,缓蚀效率上升。     

曼尼希碱/钨酸钠复配对N80钢缓蚀的协同作用

采用电化学方法和扫描电镜研究曼尼希碱与钨酸钠在盐酸溶液中对N80钢的缓蚀作用,探讨其在N80钢表面的吸附行为,并且从腐蚀热力学和动力学角度分析复合缓蚀剂分子的缓蚀机理。结果表明:曼尼希碱加入盐酸溶液中后,增大了电荷转移电阻,降低了金属表面的腐蚀速率;它与钨酸钠复配后,金属表面的饱和吸附量增加,N80钢在盐酸溶液中的抗腐蚀性能显著增加,表现出了良好的协同效应。当曼尼希碱和钨酸钠摩尔比为1∶1.5时,缓蚀效率可达99.65%。该缓蚀剂在N80钢表面的吸附服从Langmuir吸附模型,属于以化学吸附为主的吸附,且此过程为吸热反应。     

新型双子咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及其性能

为寻找性能优异的咪唑啉类缓蚀剂,以油酸与二乙烯三胺为原料、二甲苯为携水剂,制备了油酸咪唑啉(OAC),以环氧氯丙烷与二乙胺季铵化反应生成浅黄色混合物中间体,再与OAC反应,合成了一种新型双子咪唑啉季铵盐缓蚀剂(EOAC)。用红外光谱对其结构进行分析,并用静态腐蚀法考察了EOAC和OAC在不同浓度HCl溶液中对Q235钢的缓蚀率,用接触角测定仪测定了分别含有EOAC和OAC的水与Q235钢的接触角。结果表明:低酸度环境中EOAC较OAC缓蚀性能有所提高,浸润性更好,能更快在钢铁表面铺展成膜。     

不同亲水基改性型咪唑啉缓蚀剂在盐酸溶液中对A3钢的缓蚀性能

为了开发无毒无害的缓蚀剂,以玉米油为原料,采用羟乙基乙二胺进行胺解,再用氯化苄季铵化合成咪唑啉季铵盐IM;分别用尿素和硫脲进行亲水基改性得到IM-O和IM-S缓蚀剂。利用红外光谱和核磁共振氢谱对2种合成产物进行了鉴定;用失重法评价了缓蚀剂在盐酸介质中对A3钢的缓蚀性能,并考察了不同缓蚀剂浓度、盐酸浓度、酸洗温度、酸洗时间以及Fe3+浓度对2种缓蚀剂缓蚀性能的影响。结果表明:2种缓蚀剂均有较高的缓蚀率,IM-O的缓蚀性能优于IM-S。     

咪唑啉磷酸酯类缓蚀剂的合成及其缓蚀性能

为了增强咪唑啉磷酸酯类缓蚀剂的水溶性和缓蚀性能,用油酸和二乙烯三胺反应,制备了咪唑啉中间体,分别用氯乙醇与五氧化二磷、磷酸三丁酯与环氧氯丙烷在低温下合成了2种氯化磷酸酯A和B,将其分别作为季铵化试剂与咪唑啉中间体反应,制备了2种改性的咪唑啉磷酸酯缓蚀剂A和B。用傅里叶红外光谱仪对咪唑啉中间体的结构进行了表征,用静态失重法和极化曲线法就2种缓蚀剂在1 mol/L HCl盐酸中对Q235钢的缓蚀性能进行了研究。结果表明:咪唑啉中间体具有预期的结构;2种缓蚀剂在HCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能均较好,为控制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,其中缓蚀剂B的缓蚀性能更优;缓蚀剂B与无机阴离子E复配后,缓蚀效率在低浓度(20 mg/L)时高达91%,缓蚀性能优异。     

新型抗温抗酸含磺酸基咪唑啉缓蚀剂的合成及其性能

为提高咪唑啉类缓蚀剂的抗酸抗温性能,用3-氯-2-羟基丙磺酸钠对羟基月桂酸咪唑啉进行改性,得到了一种新型的含磺酸基的抗温抗酸型咪唑啉缓蚀剂.采用红外光谱仪及核磁共振仪分析缓蚀剂及其合成中间体的结构;采用静态失重法、极化曲线法和交流阻抗法研究了不同温度下缓蚀剂在1 mol/L HCl中对P110钢的抗温抗酸性能,并探讨了其在P110钢表面的吸附行为;采用扫描电镜观察P110钢表面腐蚀形貌,采用能谱仪分析腐蚀产物成分.结果表明:缓蚀剂在HCl中对P110钢有良好的缓蚀效果,缓蚀效率均在90％以上;在相同缓蚀剂浓度下,缓蚀效率随温度升高而增大,表现出良好的抗温性能;缓蚀剂在P110钢表面的吸附过程为吸热过程,且遵循Langmuir吸附等温式,属物理吸附和化学吸附共存的混合吸附类型,且呈现出很强的化学吸附特征.     

油酸基咪唑啉类缓蚀剂的复配及其缓蚀性能研究

以丙炔醇、丁炔二醇为复配剂对油酸基咪唑啉缓蚀剂进行了复配研究.利用红外光谱分析(IR)静态失重法、Tafel极化曲线、SEM等手段考察了咪唑啉中间体的结构及复配对咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的影响.研究结果表明,炔醇复配在很大程度上改善了咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效果,丙炔醇的复配效果优于丁炔二醇.丙炔醇复配可以达到99%以上的缓蚀率,腐蚀速率可以达到2g/(m2·h)以下.咪唑啉缓蚀剂与炔醇通过协同效应可以使吸附在金属表面的缓蚀剂吸附膜更加均匀、致密.     

氯乙酸乙酯喹啉季铵盐衍生物的合成及其酸化缓蚀性能

为了得到合成方法简单、酸化缓蚀性能优良的缓蚀剂,以氯乙酸乙酯和喹啉为原料,合成了氯乙酸乙酯喹啉季铵盐的二聚体衍生物(ECQD);用高分辨质谱、1HNMR、13CNMR和二维1H-13C HSQC等技术表征了ECQD的结构;采用静态失重法和电化学交流阻抗法考察了ECQD对于N80钢在15%盐酸溶液中的缓蚀性能。结果表明:氯乙酸乙酯喹啉季铵盐粗产品和衍生物ECQD均对90℃的15%HCl体系中的N80钢有较好的缓蚀性能;ECQD添加量为0.040%时,缓蚀率达到98.10%,达到相同缓蚀率时,ECQD的加剂量比粗产品的加剂量明显减少;ECQD在N80钢表面的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附为自发过程,且主要表现为化学吸附。     

饱和CO2环境下噻唑衍生物的缓蚀性能和电化学特征

在油气田的CO2腐蚀控制中,添加缓蚀剂是一种简单、经济而又行之有效的办法.合成了一种噻唑衍生物缓蚀剂,利用腐蚀失重法和电化学方法对其在饱和CO2环境下的缓蚀效果进行了评价,对其电化学特征进行了表征,并初步探讨了其在饱和CO2环境下的缓蚀机理.结果表明,该噻唑衍生物对饱和CO,条件下N80钢的腐蚀有较好的抑制作用,在试验条件下,该缓蚀剂的加入量为500mg/L时,液相及气相缓蚀率分别为86.9%和89.6%;噻唑衍生物主要依靠分子中的S,N原子与N80钢表面直接发生吸附,从而起到缓蚀作用.     

以响应面法优化产水气井复配缓蚀剂

为有效解决靖边气田产水气井金属腐蚀严重的问题,以合成的咪唑啉季铵盐（XSD）为主剂,与三乙醇胺（TEOA）,硫脲（THU）进行复配,采用单因素法优选其含量范围后,进一步利用响应面法优化3种成分的含量,开发出高效复配缓蚀剂CY-1。将CY-1加入H₂S+CO₂溶液中对N80钢进行挂片腐蚀,采用扫描电镜观察腐蚀形貌,采用X射线衍射仪分析腐蚀产物成分,并分析了气井腐蚀的主要原因,采用动电位极化研究了其缓蚀机理。结果表明:当复配缓蚀剂CY-1中XSD,TEOA,THU浓度分别为121.45,70.53,40.50 mg/L时,对N80钢在H₂S+CO₂溶液中的缓蚀率最高可达98.07%;溶解于水的H₂S是导致产水气井金属腐蚀的主要原因;CY-1为以抑制阳极过程为主的混合抑制型金属缓蚀剂。     

水溶性松香基咪唑啉季铵盐的合成及缓蚀性能

咪唑啉类化合物可作为酸性介质中钢的缓蚀剂,目前以松香和3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠为主剂来合成咪唑啉类化合物的研究报道较少。以松香、二乙烯三胺和3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠为原料合成水溶性松香咪唑啉季铵盐,研究其在质量分数为15%HCl介质中的缓蚀性能。探讨了原料配比、酰胺化温度、环化温度、反应时间对松香转化率的影响,利用正交试验法优化了松香咪唑啉的合成条件,通过静态失重法和电化学方法研究了松香咪唑啉季铵盐在酸性介质中的缓蚀性能,采用扫描电镜(SEM)分析了试片腐蚀前后的形貌。结果表明:在n(二乙烯三胺)∶n(松香)=1.6∶1.0,酰胺化温度150℃,环化温度210℃,反应总时间9 h时,松香的转化率为81.49%;在15%HCl介质中加入0.6%的松香咪唑啉季铵盐,其缓蚀率达到84.79%。