曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂的合成与性能评价

以苄胺、苯乙酮、甲醛为原料合成了一种曼尼希碱,通过正交实验得到最佳合成条件：苯乙酮、甲醛、苄胺物质的量比1：1．5：1．5,反应时间10h,反应体系pH值2—3,反应温度90℃。最佳条件下合成的曼尼希碱与增效剂丙炔醇、碘化钾以质量比1：0．2：0．5复配,得到曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂。缓蚀性能考察实验结果表明,研制的曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂具有良好的缓蚀效果。在15％的盐酸介质中,90℃下,缓蚀剂用量为1．O％时,钢片腐蚀速率仅为2．987g／（m^2·h）;当温度升高到150℃时,增加缓蚀剂用量到1．5％,腐蚀速率仅为3．646g/（^2·h）;含量低于20％的盐酸介质中,缓蚀剂用量为1．0％时,腐蚀速率低于4g/（m^2·h）。采用红外光谱对合成产物进行了表征。     

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.     

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     

曼尼希碱型酸化缓蚀剂的研究

以甲醛、苯乙酮、有机胺为原料,通过曼尼希反应合成了曼尼希碱型酸化缓蚀剂,考察了不同有机胺合成的缓蚀剂的缓蚀性能。静态腐蚀实验结果表明,由芳香胺合成的曼尼希碱缓蚀性能优于环烷胺和烷基胺。通过复配丙炔醇、表面活性剂等增效剂和助剂得到酸化缓蚀剂成品,腐蚀实验结果表明均达到石油天然气行业标准中酸化缓蚀剂一级品的要求。     

酸化缓蚀剂曼尼希碱缓蚀机理的电化学研究

由苯乙酮、甲醛及二乙胺合成了曼尼希碱,用电化学方法考察了该曼尼希碱在15%盐酸中对P110钢的缓蚀作用。20℃下的极化曲线表明P110钢在盐酸中发生阳极活性极化过程,随该曼尼希碱加入量的增大(0～1.0%),腐蚀速率减小,自腐蚀电位正移,表明该曼尼希碱为抑制阳极过程为主的缓蚀剂;EIS谱表明该曼尼希碱在钢表面形成的保护膜随温度升高(20～80℃)而减弱;随该曼尼希碱加入量增大而增强。用电化学方法测定的P110钢在15%盐酸中的腐蚀速率,在不加该曼尼希碱时随温度升高而急剧增大,20℃时为2.796g/m2.h,80℃时高达493.4g/m2.h,在同一温度下随曼尼希碱加量增大而减小,同一曼尼希碱加量下的缓蚀率随温度升高而增大,即该曼尼希碱的缓蚀效率随温度升高而增大。图6表2参5     

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)。     

经硫脲改性后的酸化缓蚀剂的研究

以硫脲、肉桂醛和苯乙酮为原料合成一种曼尼希碱酸化缓蚀剂,通过正交试验优化得到的合成条件:n(醛)∶n(胺)=1.6,n(酮)∶n(胺)=1,体系p H为4,反应时间为8 h,反应温度为60℃。用失重法和电化学方法评价了曼尼希碱在不同温度及不同浓度盐酸下的缓蚀性能。在15%盐酸中,当缓蚀剂加量为1.0%时,N80钢片的腐蚀速率为0.408 2 g/(m2·h),低于SY/T5405—1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》中的一级标准。缓蚀剂在钢铁表面的吸附符合Langmuir吸附等温方程。由Tafel曲线可知,该缓蚀剂是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂。交流阻抗分析表明其Nyquist图是处于第一象限的半圆,缓蚀剂浓度越大,容抗弧越大,缓蚀效果越好。     

多曼尼希碱型酸化缓蚀剂的研制及性能评价

以肉桂醛、苯乙酮、多胺和甲醛为原料,通过曼尼希反应合成多曼尼希碱型酸化缓蚀剂M-4 A,通过单因素法对合成条件进行优选的结果:温度70~80℃,时间6~7 h,n(肉桂醛)∶n(二乙烯三胺)∶n(苯乙酮)∶n(甲醛)=(1.1~1.2)∶1.0∶(2.1~2.3)∶(1.1~1.2)。采用FTIR和SEM等方法对最优产物结构进行表征,分析M-4A在酸液介质中的缓蚀性能及与KI和Cu Br复配后的缓蚀性能。实验结果表明,在90℃下的20%(w)HCl和土酸(HF 3%(w)+HCl 12%(w))中,M-4A最佳加入量(w)分别为0.5%和0.7%,A3钢的腐蚀速率为3.95 g/(m~2·h)和3.05 g/(m~2·h),缓蚀率高达99.92%和99.90%。M-4A分别与KI和Cu Br增效剂复配后缓蚀性能提高,在20%(w)的HCl中,当KI和Cu Br与M-4A的质量比为1∶3复配后,A3钢的腐蚀速率最小为0.96 g/(m~2·h)和2.67 g/(m~2·h)。     

盐酸酸化缓蚀剂ST-2的合成及性能评价

以甲醛、二乙胺和苯乙酮为原料合成了曼尼希碱缓蚀剂,通过正交试验设计得出了最佳合成工艺:反应温度130℃,反应时间6 h,甲醛、二乙胺和苯乙酮的摩尔比0.1:0.13:0.13,pH值为3。通过红外光谱测试,证实了目标产物的结构。对合成出的最优化缓蚀剂ST-2进行了性能研究,发现缓蚀剂用量对缓蚀效果影响明显,当缓蚀剂质量分数达到0.5%时已经达到标准中一级指标水平。ST-2与缓蚀增效剂丙炔醇复配具有良好的协同作用。对于质量分数为15%HCl在90℃下的酸化体系,缓蚀剂的最佳配方为0.1%ST-2+0.5%丙炔醇。     

抗高温高氧曼尼希碱缓蚀剂的制备与缓蚀性能*

塔河油田具有高温高氧、矿化度高的工况条件,注水管线和注水井腐蚀现象严重。为有效缓解塔河油田腐蚀严重的现状,以乙酸、苯甲胺、苯乙酮为原料合成曼尼希碱,再将其与表面活性剂(脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯)等混合制得曼尼希碱缓蚀剂。在高温高压条件下,研究了溶解氧和氧含量对钢片腐蚀的影响,通过失重法和电化学极化曲线法评价了缓蚀剂的性能。结果表明,溶解氧会加重管线的腐蚀,腐蚀速率随着氧气浓度的增加不断增大。曼尼希碱缓蚀剂中的氨基与苯环形成富电子共轭体系,具有较强的吸附能力,缓蚀率可达92.57%,缓蚀性能较好。曼尼希碱缓蚀剂为抑制阳极反应为主的混合抑制型缓蚀剂,可有效抑制高温高氧条件下的腐蚀。图10表2参22     

一种酸化缓蚀剂的合成及缓蚀效果评价实验研究

以苯乙酮、甲醛、对苯二胺为原料,通过对反应时间、反应温度、原料配比的筛选,合成了一种酸化缓蚀液剂—曼尼希碱(Mannich)。研究实验表明,该酸化缓蚀剂在酸液中具有良好的溶解分散性和稳定性,能在金属表面形成较为牢固的多分子吸附膜,在常压、90℃温度条件下具有较好的缓蚀性能。该酸化缓蚀剂还可与六次甲基四铵、碘化钾、丙炔醇复配使用,进一步提高缓蚀率,并通过实验确定了酸化缓蚀体系的配方。     

一种酸化用高温缓蚀剂HSJ-3的合成及其缓蚀效果评价

实验以甲醛、环酮、丙酮、胺为原料,经曼尼希反应合成一种酸化缓蚀剂HSJ-3。讨论了单体配比、反应温度、反应时间、及pH值等对缓蚀剂的影响,最佳反应条件为:单体配比为2:0.6:1.4:1,反应温度85℃,反应时间5 h,pH值为1.0～2.0。将缓蚀剂HSJ-3按标准SY/T 5405—1996在不同温度的盐酸溶液中进行评价,发现其缓蚀效果较好;在土酸中也具有较好的缓蚀效果,其效果均能达到石油天然气行业标准的要求。     

曼尼希碱缓蚀剂的组成和缓蚀性能相关性的量子化学研究

以正己胺、苯甲胺和环己胺为原料,分别与苯乙酮和甲醛反应合成了3种单曼尼希碱缓蚀剂BK1,BK2,BK3（统称BK组缓蚀剂）,分别与丙酮和甲醛反应合成了3种单曼尼希碱缓蚀剂PA1,PA2,PA3（统称PA组缓蚀剂）;然后以BK2为前体,与丙酮和甲醛反应合成了双曼尼希碱缓蚀剂D1;以PA1为前体,与环己基甲酮和甲醛反应合成了双曼尼希碱缓蚀剂D2。研究了上述8种缓蚀剂在酸性介质中对N80试片的缓蚀作用,采用量子化学密度泛函理论探讨了合成的曼尼希碱缓蚀剂分子结构参数和缓蚀性能的关系。结果表明,计算得到的最低未占轨道能级（E_LUMO）、前线轨道能隙（ΔE）、偶极矩（μ）、分子极化率（α）和范德华表面负静电势面积（A_S-）与曼尼希碱缓蚀率的灰色关联度为0.736～0.891,线性决定系数R2为0.556～0.968。BK组缓蚀剂分子具有的苯甲酰基,使得BK组缓蚀剂的E_LUMO、ΔE均低于具有乙酰基的PA组缓蚀剂,而其μ,α,A_S-均高于PA组缓蚀剂。与BK1分子的正己基及BK3分子的环己基相比,BK2分子的苯甲基使其α和A_S-增大;分子的α和AS-由大到小的顺序为BK2＞BK1＞BK3。BK组缓蚀剂中BK2的缓蚀率最佳,以此为前体合成得到的双曼尼希碱D1的缓蚀效果进一步增强,在相同条件下对N80试片的缓蚀率由99.2%提高到99.4%。     

一种高效酸化缓蚀剂的合成及评价

根据曼尼希(Mannich)反应机理选用苯乙酮、甲醛、乙二胺为原料合成了一种适用于盐酸介质的高效酸化缓性剂,通过对反应物的摩尔比、反应时间、反应温度、pH值等进行实验分析,评价了产物的缓蚀性能.确定最有利的反应条件为:苯乙酮、甲醛、乙二胺摩尔比2:2:1,pH值2-3,反应温度80℃,反应时间8h.合成出的缓性蚀与铁原...     

含3-二甲基氨基苯丙酮Mannich碱缓蚀剂合成与评价

介绍了以苯乙酮、甲醛、二甲胺为主要原料,按mol配比0.13:0.10:0.13合成了Mannich碱缓蚀剂主剂-3-二甲基氨基苯丙酮。温度60℃时,1.0%加量的Mannich碱单独作用,腐蚀速率为0.884 g/(m2·h),而此用量下的长庆缓蚀剂、ZF缓蚀剂腐蚀速率分别为1.380,1.491 g/(m2·h)。在总用量1%的情况下,Mannich碱0.7%、甲醛0.2%、OP-10 0.1%,复配效果最好,此时腐蚀速率为0.654 g/(m2·h)。各组分对复配性能的影响:Mannich碱﹥甲醛﹥OP-10。文中对其缓蚀机理进行了探讨。     

新型双曼尼希碱缓蚀剂的合成及性能评价

以硫脲、苯甲醛、苯乙酮为原料,采用两步反应合成出一种双曼尼希碱。以静态腐蚀速率为评价指标,用正交试验法对主剂的第二步合成工艺条件进行优化,最佳合成工艺条件为:n(中间体):n(苯甲醛):n(苯乙酮)=1:1:1,反应温度110℃,反应时间4 h。实验表明:这种双曼尼希碱是以抑制阴极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂,在N80钢表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附为吸热、自发、熵增的过程。在15%HCl中加入1%该缓蚀剂,在60℃N80钢片的腐蚀速率降至0.986 g/(m~2·h),远优于一级缓蚀剂标准。