二氧化碳腐蚀缓蚀剂及其缓蚀机理的研究进展

首先分别论述了单组分缓蚀剂和复配型缓蚀剂的缓蚀机理,即不同类型的缓蚀剂在金属表面所具有的不同吸附过程。单组分缓蚀剂中特殊的分子基团在金属表面通过物理吸附、化学吸附或混合吸附过程起到缓蚀作用,复配型缓蚀剂在金属表面通过各组分间协同吸附或竞争吸附过程起到缓蚀作用,并指出了缓蚀机理的研究所存在的问题。然后,主要综述了近几年来国内外对用于二氧化碳腐蚀缓蚀剂的研究进展,包括咪唑啉衍生物、表面活性剂、季铵盐、有机胺和复配型缓蚀剂,结合缓蚀剂的分子结构和缓蚀效率等对其进行了阐述。介绍了几种用于二氧化碳腐蚀的新型缓蚀剂,如多活性位点有机化合物、硫醇、席夫碱和聚合物等。最后针对二氧化碳腐蚀环境的复杂性,对未来缓蚀剂及其缓蚀机理的研究方向进行了展望。     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究——Ⅶ.H2S溶液中咪唑啉衍生物对碳钢腐蚀电极过程的影响

利用电化学测试技术，在H2S溶液中分别研究了14种咪唑啉衍生物浓度的变化对其缓蚀性能以及碳钢腐蚀电化学过程的影响，并对其缓蚀作用过程、缓蚀类型进行了分析探讨。结果表明，随药剂浓度升高，体系的自腐蚀电流和电极表面电容迅速减少，极化电阻增大，表明缓蚀剂分子在电极表面的吸附随药剂浓度的增加而增加，屏蔽效应增强；咪唑啉分子结构中憎水支链的长短对其缓蚀作用类型有重要影响，随支链中碳原子增加，化合物的缓蚀作用类型逐渐由阴极型向阳极型转变；按其对电极过程作用性质的不同，所研究的14种咪唑啉衍生物可分为阳极阴极缓蚀剂两组，其缓蚀作用主要是由于咪唑啉分子在电极表面的化学吸附所至。     

采油用高温缓蚀阻垢剂的研究及应用

目的通过化学防腐技术,解决油田生产中高温油井腐蚀结垢影响油田正常生产的难题。方法进行挂片失重实验和容量分析实验,开展现场水质分析和垢样分析,通过正交实验研究不同种类缓蚀阻垢剂在不同添加量、不同温度下对缓蚀效率、阻垢效率的影响。结果在明确油井腐蚀结垢原因的基础上,有针对性地研制出了以咪唑啉衍生物和有机膦酸盐等为主,以耐高温的氟碳咪唑啉为辅的HZG系列缓蚀阻垢剂。其缓蚀阻垢效果较好,缓蚀率达90%以上,阻垢率达95%以上,有效缓解了高温油藏(大于100℃)油井井筒腐蚀、结垢的问题。经10口井现场应用,铁离子下降率平均达到82%,钙离子浓度明显上升,平均检泵周期延长了2.2倍。结论氟碳咪唑啉的加入有效提高了缓蚀阻垢剂的耐温性。HZG系列缓蚀阻垢剂用于现场的缓蚀阻垢效果较好,解决了高温油井腐蚀结垢的难题。     

注空气驱油环境中缓蚀剂的合成及性能评价

在实验室合成咪唑啉缓蚀剂BMIA的基础上,与效果良好的除氧剂联氨进行复配,得到新型缓蚀体系BMIA-H。应用高温高压动态挂片法找出缓蚀剂BMIA与除氧剂联氨的最佳配比,然后采用动电位极化曲线和电化学阻抗谱评价了其对Q235钢的缓蚀性能。结果表明,缓蚀剂BMIA与除氧剂联氨的最佳配比为2∶3;按此比例进行复配形成的新型缓蚀体系BMIA-H,在模拟某油田水中。当其使用质量浓度为500 mg/L时,缓蚀率能达到98.32%;动电位极化曲线表明BMIA-H是混合型缓蚀剂。     

油松籽油酸洗缓蚀剂的合成与应用

以油松籽油、二乙烯三胺、氯化苄为原料,合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂Y-1,用失重法、极化曲线法评价了Y-1及其与硫脲复配后的新型缓蚀剂的缓蚀性能.结果表明:缓蚀剂Y-1在盐酸体系中对A20钢有很好的缓蚀效果,由Y-1和硫脲复配的新型缓蚀剂在柠檬酸体系中对A20钢的缓蚀效率在99.65％以上,并且二者都具有很好的热稳定性;缓...     

一种油田型缓蚀剂的合成与性能测试

以油酸、二乙烯三胺为原料,二甲苯为携水剂合成烷基咪唑啉类缓蚀剂,并与氯化苄进行季铵化反应.在5%HCl介质中,采用静态失重法及电化学法对所合成的咪唑啉缓蚀剂与有机化合物的协同缓蚀作用及对A3钢在模拟油田回注水中的缓蚀性能进行了研究.结果表明,咪唑啉类缓蚀剂与非离子表面活性剂和肉桂醛有明显的协同作用,其最佳质量复配比为10:1:1,为一种以阳极为主的混合型缓蚀剂,该油田型缓蚀剂在静态条件下对A3钢的缓蚀率可达99.3%.     

乙烯生产压缩工段缓蚀剂性能研究

将咪唑啉型缓蚀剂与其它三种物质进行复配得到一种新型缓蚀剂。利用静态失重法测定了咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中及乙烯压缩单元中的混合液对Q235钢的腐蚀速度和缓蚀效率,同时考察了该缓蚀剂的抗乳化性能。结果表明,该咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中对Q235钢有较强的缓蚀能力。在pH=5盐酸溶液中,腐蚀时间为6h及缓蚀剂用量是100μg/g时,缓蚀率达到了98．2％,腐蚀速率仅为0．0018mm／a,远好于我国石油天然气行业标准规定的指标,并且具有良好的抗乳化性能。     

复配咪唑啉缓蚀剂性能评价

以水溶性咪唑啉为主剂与其它增效剂复配出一种用于催化裂化分馏塔顶的缓蚀剂。通过失重法分析了缓蚀剂在盐酸介质和催化裂化分馏塔顶酸性水介质中A3钢的缓蚀率。结果表明,pH为3.5,腐蚀时间8h,温度50℃,该缓蚀剂加剂量150μg/g时,缓蚀率可达98.24%,远低于我国石油天然气行业标准规定的指标。     

肉桂酸咪唑啉化合物对N80钢在盐酸介质中缓蚀性能的研究

目的研究肉桂酸咪唑啉缓蚀剂在酸性介质中对N80钢的缓蚀性能。方法以肉桂酸和羟乙基乙二胺为原料,氧化铝为催化剂,采用溶剂法合成了肉桂酸咪唑啉化合物,利用紫外光谱和红外光谱等分析了产物的分子结构,利用静态失重法、动电位极化和交流阻抗等方法研究了咪唑啉缓蚀剂在盐酸介质中对N80钢的缓蚀性能,并对其缓蚀机理进行了初步探讨。结果静态失重法结果表明,缓蚀效率与缓蚀剂的质量浓度有关,当产物的质量浓度达到400 mg/L时,缓蚀效率趋于平稳,可达86.9%。腐蚀速率随着温度的增加而增加,温度在30~50℃时,咪唑啉具有良好的缓蚀效率。极化曲线研究结果表明,该缓蚀剂是控制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,作用类型是几何覆盖效应。交流阻抗研究结果表明,该缓蚀剂对碳钢在盐酸介质中的腐蚀有明显的抑制作用,缓蚀效率随着缓蚀剂的质量浓度的增大而增大。结论肉桂酸咪唑啉是一种有效的缓蚀剂,能够明显抑制N80钢在盐酸介质中的腐蚀。     

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。     

复合缓蚀剂在油田采出水中的缓蚀性能研究

目的为了解决油田采出水的腐蚀问题,制备一种复合缓蚀剂,并研究环境因素对缓蚀性能的影响规律,为油田采出水的科学防腐提供理论上的依据。方法采用含磷咪唑啉季铵盐和钨酸钠复配了一种绿色的油田采出水处理复合缓蚀剂,用动态失重法对复合缓蚀剂的缓蚀性能进行了评价,并系统地研究了介质的温度、pH值、矿化度及流速对缓蚀性能的影响。结果油田采出水的温度为55℃、pH值=7.0、流速为2.5 m/s和矿化度为36 g/L时,复合缓蚀剂的最佳投加质量浓度为60 mg/L。该条件下Q235钢的腐蚀速率为0.0269 mm/a,能够满足油田采出水回注的标准要求。腐蚀速率随着缓蚀剂质量浓度的增加而减小,随着采出水温度的升高而增大。采出水的矿化度为32 g/L时,对腐蚀速率的影响最大。采出水的流速为1.2~3.0 m/s和采出水的pH值接近于中性时,其对腐蚀速率的影响较小。结论复合缓蚀剂是一种环境友好型油田采出水处理缓蚀剂,缓蚀性能优良。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的制备及其性能研究

以苯甲酸、三乙烯四胺为原料合成咪唑啉母体,采用1-氟-3-苯基丙烷对其进行改性来制备咪唑啉季铵盐缓蚀剂,并在油田水介质中进行腐蚀性能的评价。结果表明,红外谱图证明该实验成功地合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂;缓蚀剂用量、腐蚀时间和温度对L80钢在油田水介质中缓蚀率的影响明显;SEM实验表明,缓蚀性能提高的原因为在L80钢表面形成了均匀、致密、具有菱形晶态组织的吸附膜。     

咪唑啉型缓蚀剂缓蚀机理的理论研究进展

咪唑啉及其衍生物是金属腐蚀缓蚀剂品种之一,相关研究十分活跃．本文从缓蚀剂分子构效关系的量子化学、缓蚀剂-金属界面体系的分子模拟和缓蚀剂分子在不同腐蚀介质中的缓蚀机理等方面的研究结果,综述了国内外有关咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀作用机理及相关分子模拟的研究进展情况,探讨了其发展方向．     

缓蚀剂类型和含水率对碳钢在H_2S/CO_2环境中腐蚀行为的影响

在不同含水率条件下,研究了水溶型、油溶型、油溶水分散三种类型缓蚀剂对A106钢在模拟油田产出水中的缓蚀作用。结果表明:水溶型缓蚀剂的缓蚀效果优于油溶型和油溶水分散型缓蚀剂的;当缓蚀剂添加量为50mg/L时,随着含水率升高,水溶型缓蚀剂的缓蚀效果变好,油溶型缓蚀剂的缓蚀效果变差,油溶水分散型缓蚀剂的缓蚀效果变化没有规律;缓蚀剂的油水分配比对缓蚀效果有明显影响,分配比越小缓蚀效果越好。     

氨基磺酸溶液中烷基咪唑啉对碳钢的缓蚀作用

采用失重实验、电化学和扫描电镜等方法研究了2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI) 在8 mass%氨基磺酸溶液中对碳钢的缓蚀行为。失重实验表明,该缓蚀剂在氨基磺酸溶液中能够有效地抑制碳钢腐蚀,当缓蚀剂的质量分数为0.4 mass%时,碳钢腐蚀速率为0.6370 g/(m²•h),缓蚀效率达到90.12%。极化曲线测试结果表明,该缓蚀剂为混合型缓蚀剂。该缓蚀剂的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是一种物理-化学混合吸附。扫描电镜结果也证明 UHCI可有效地抑制氨基磺酸对碳钢的腐蚀。     

一种咪唑啉缓蚀剂的合成及缓蚀性能评价

采用正交试验法和静态挂片失重法,研究了以油酸和三乙烯四胺为反应物、二甲苯为携水剂,且适合某模拟采出水的眯唑啉缓蚀剂的性能及其合成条件。通过红外光谱、静态腐蚀失重、电化学测试和扫描电镜等方法,研究了昧唑啉分子结构和缓蚀性能。结果表明,眯唑啉最佳合成反应条件为酸胺比为1．0：3．1,合成温度为190℃,反应时间为7h,此时...     

取代基咪唑啉分子结构与缓蚀性能的实验研究

合成了四个取代基咪唑啉化合物,并进行IR和UV分析.用电 化学和失重法测试了化合物Ⅰ-Ⅳ的缓蚀率,发现四个取代基咪唑啉化合物的缓蚀率依次增 大. 从实验的角度探索了取代基与缓蚀性能的关系.实验结果和理论分析表明：具有P-π共轭体 系的咪唑啉化合物并同时在环上引入供电子基团,特别是具有共轭体系的取代芳烃,能增强 咪唑啉型化合物的缓蚀性能.     

CO2环境下油酸咪唑啉对X65钢异种金属焊缝电偶腐蚀的抑制作用研究

研究了X65管线钢与316L不锈钢、Inconel 625双金属复合管的异种金属焊缝在CO2环境下的电偶腐蚀行为,以及油酸咪唑啉的缓蚀作用。结果表明,随着电偶电位差的增大,异种金属焊缝的腐蚀速率明显升高,并且都显著高于母材。添加油酸基咪唑啉缓蚀剂能降低异种金属焊缝在CO2环境下的均匀腐蚀速率。但是,当缓蚀剂浓度添加较低时,异种金属焊接试样的碳钢一侧出现了严重的沟槽腐蚀或密集的点蚀坑;进一步增加缓蚀剂浓度才能消除沟槽腐蚀现象。讨论了缓蚀剂对异种金属焊缝电偶腐蚀的抑制机理,该项研究可为异金属焊接接头处的腐蚀防护提供借鉴。     

Carbon dioxide corrosion inhibition of N80 carbon steel in single liquid phase and liquid/particle two‐phase flow by hydroxyethyl imidazoline derivatives

CO₂ corrosion inhibition of N80 steel in liquid single‐phase and liquid/particle two‐phase flow by 2‐undecyl‐1‐hydroxyethyl imidazoline (HEI‐11) and 2‐undecyl‐1‐hydroxyethyl‐1‐hydroxyethyl quaternary imidazoline (HQI‐11) was investigated using weight loss, potentiodynamic polarization, EIS, and scanning electron microscope (SEM) techniques. The results show that the corrosion rate in the absence and presence of the imidazolines is strongly dependent on the flow condition and presence of entrained sand particles. The imidazolines function via a mixed‐type corrosion inhibition mechanism. The inhibition efficiencies of the imidazolines followed the trend HQI‐11 > HEI‐11 in all the systems studied. Inhibition mechanism has been discussed in relation to the polycentric adsorption sites on the imidazoline molecules.     

Oil palm empty fruit bunch extract and powder as an eco‐friendly corrosion inhibitor for mild steel: A comparison study

A comparison study in terms of inhibition performance between oil palm empty fruit bunch (OPEFB) extract and OPEFB powder against mild steel corrosion in 1 M hydrochloric acid was evaluated using weight loss technique and adsorption isotherms. OPEFB extract and powder were prepared at various concentrations of 0.2%, 0.4%, 0.6%, 0.8%, and 1.0% (v/v) and dosages of 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, and 1.0 g, respectively. The results showed that OPEFB extract achieved higher inhibition efficiency (IE) at high concentration and short immersion time compared to OPEFB powder. Despite having lower IE, OPEFB powder seemed to have better behavior; 6.6% IE increment at longer immersion time, gradual release of active compounds and stronger adsorption capacity. Fourier transform infrared (FTIR) and energy‐dispersive X‐ray studies confirmed the presence of active compounds in OPEFB extract and powder that is responsible for inhibition. Thermodynamic study revealed that both OPEFB extract and powder obeyed Langmuir isotherm and worked through physical adsorption. Overall, OPEFB powder is concluded to have better performance as corrosion inhibitor compared with OPEFB extract.