改性咪唑啉缓蚀剂的合成与评价

以油酸、二乙烯三胺为原料合成了咪唑啉,并对其进行水溶性改性得到了咪唑啉型缓蚀剂。应用极化曲线、静态挂片等测试方法评价了该缓蚀剂的缓蚀性能及缓蚀机理。实验结果表明：该缓蚀剂对A3碳钢在饱和二氧化碳模拟盐水体系中的腐蚀具有明显的抑制作用,加量5mg／l,缓蚀率可达95％以上,适用于抑制高矿化度、含二氧化碳油田水的腐蚀。     

单环咪唑啉结构对缓蚀性能的影响

 以有机酸或脂肪酸甲酯和二乙烯三胺或三乙烯四胺、四乙烯五胺为原料、甲苯为携水剂,制备了一系列单环咪唑啉类缓蚀剂;采用静态失重法考察了单环咪唑啉分子中的亲水基团结构、疏水基团结构对单环咪唑啉类缓蚀剂缓蚀性能的影响。结果表明,咪唑啉分子中亲水基团碳链变长、氮原子个数增加,缓蚀剂对A3碳钢的缓蚀率增加;分子中疏水基团碳链变短时, 对A3碳钢的缓蚀率降低, 当碳原子个数少于12时,缓蚀率明显降低;疏水基团为体积较大的脂环基团时或混合的脂肪酸基团,该缓蚀剂都有很强的缓蚀作用,且能有效抑制氢鼓泡。油酸与四乙烯五胺合成的油酸基单环咪唑啉用量为6mg/L时, 对A3碳钢的缓蚀率可达99%,环烷酸与四乙烯五胺合成的环烷基单环咪唑啉用量为4 mg/L时, 对A3碳钢的缓蚀率可达98%;混合脂肪酸甲酯与四乙烯五胺合成的脂肪酸基单环咪唑啉用量为6 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达97%以上,且都具有很好的抑制氢鼓泡性能。     

咪唑啉型复配缓蚀剂的缓蚀性能

为满足现场缓蚀要求,咪唑啉型缓蚀剂在实际应用中存在用量大、成本高的问题。对咪唑啉型缓蚀剂进行复配能够提高其缓蚀效果,降低使用成本。按现场要求,对缓蚀剂原液进行复配、稀释,并在饱和CO2模拟盐水和高矿化度模拟盐水中进行静态挂片实验。结果表明,复配后的缓蚀剂加药浓度为5.1 mg/L时具有良好的缓蚀效果;当咪唑啉型缓蚀剂、亚硫酸钠、硫脲和水以质量比为30∶2∶3∶65复配时,复配缓蚀剂的效果最好,适用于含有CO2和高矿化度的油田水处理。     

单环咪唑啉衍生物分子结构对其缓蚀性能的影响

以有机酸或脂肪酸甲酯和二乙烯三胺或三乙烯四胺、四乙烯五胺为原料、甲苯为携水剂,制备了一系列单环咪唑啉类缓蚀剂;采用静态失重法考察了单环咪唑啉分子中的亲水基团结构、疏水基团结构对单环咪唑啉类缓蚀剂缓蚀性能的影响.结果表明,咪唑啉分子中亲水基团碳链变长、氮原子个数增加,缓蚀剂对A3碳钢的缓蚀率增加;分子中疏水基团碳链变短时,对A3碳钢的缓蚀率降低,当碳原子个数少于12时,缓蚀率明显降低;疏水基团为体积较大的脂环基团或混合的脂肪酸基团时,该缓蚀剂都具有很强的缓蚀作用,且能有效抑制氢鼓泡.油酸与四乙烯五胺合成的油酸基单环咪唑啉用量为6 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达99%;环烷酸与四乙烯五胺合成的环烷基单环咪唑啉用量为4 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达98%;混合脂肪酸甲酯与四乙烯五胺合成的脂肪酸基单环眯唑啉用量为6 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达97%以上,且都具有很好的抑制氢鼓泡性能.     

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究

以棕榈酸、二乙烯三胺为原料合成咪唑啉，并对其进行水溶性改性制备了咪唑啉型缓蚀剂YG-1，与助剂硫脲复配得到复配缓蚀体系YG-2。应用静态挂片失重法、电化学法评价了该复配缓蚀体系YG-2的缓蚀性能，研究了缓蚀机理，并用扫描电镜分析了腐蚀前后及加入复配缓蚀体系YG-2后A3钢的表面形貌。研究结果表明，在30℃下加入复配缓蚀体系YG-2能有效地抑制饱和CO2的高矿化度盐水对A3钢的腐蚀，其使用浓度为20mg／L时，缓蚀率达到98．5％，腐蚀速率仅为0．009mm／a，远好于我国石油天然气行业标准规定的指标。     

酸化用双环咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成与性能评价试验

以己二酸、二乙烯三胺为原料合成了双环咪唑啉缓蚀剂JUC,并对其季铵化后得到了适于酸化用的双环咪唑啉季铵盐缓蚀剂JUCI;采用静态挂片失重法对合成的缓蚀剂在酸化条件下的缓蚀性能及与非离子表面活性剂SA-1复配后的缓蚀性能进行了评价研究.结果表明,合成的JUC和JUCI缓蚀剂对N80钢(油管用)在盐酸和土酸体系溶液中有较好的缓蚀作用;JUC和JUCI缓蚀剂中加入少量SA-1后,可增加缓蚀效果;双环咪唑啉季铵盐JUCI缓蚀剂比双环咪唑啉JUC缓蚀剂的缓蚀效果好.     

2-氨乙基十七烯基咪唑啉缓蚀性能评价

实验以二乙烯三胺和油酸为原料,经升温脱水合成咪唑啉缓蚀剂。以正交试验法和静态失重法研究了以油酸和二乙烯三胺为反应物、二甲苯为携水剂合成咪唑啉缓蚀剂时在模拟采出水中其反应物配比、合成温度、合成反应时间对咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的影响。经红外光谱、咪唑啉缓蚀性能实验表明,其最佳合成反应条件为:n(油酸):n(二乙烯三胺)=1.0:1.0、合成温度为170℃,反应时间为8 h,此时缓蚀效率最佳达95%;实验室评价结果表明:该种缓蚀剂的最佳使用温度为50℃,当质量浓度为250 mg/L时缓蚀率可达96%;腐蚀试片腐蚀形貌分析可知,该种缓蚀剂能抑制点蚀;通过添加不同浓度缓蚀剂电化学曲线实验表明,该种缓蚀剂为混合型缓蚀剂。     

饱和CO2盐水中咪唑啉分子结构与其缓蚀性能的关系

用极化曲线法和静态挂片法评价了不同疏水链和亲水基的系列咪唑啉在饱和CO2盐水中的缓蚀性能,探讨了咪唑啉分子结构与其缓蚀性能的关系。实验结果表明,对于NaC l质量浓度低于50 g/L的饱和CO2的腐蚀介质,咪唑啉的疏水链越长,缓蚀性能越好,若疏水链含有双键则可以进一步提高缓蚀性能;增加腐蚀介质中NaC l的质量浓度,导致疏水链较长的1-氨乙基-2-十五烷基咪唑啉乙酸盐、1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉乙酸盐和1-氨乙基-2-十七烯基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能降低,而疏水链较短的1-氨乙基-2-十一烷基咪唑啉乙酸盐和1-氨乙基-2-十三烷基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能略有升高,但仍以1-氨乙基-2-十七烯基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能最好。在以氯乙酸、醋酸和氨基磺酸对十七烯基咪唑啉改性形成的4种缓蚀剂中,1-氨乙基-1-羧甲基-2-十七烯基氯化咪唑啉的缓蚀性能最好,而氨乙基咪唑啉的缓蚀性能则优于羟乙基咪唑啉。     

饱和CO2盐水中咪唑啉分子结构与其缓蚀性能的关系

用极化曲线法和静态挂片法评价了不同疏水链和亲水基的系列咪唑啉在饱和CO2盐水中的缓蚀性能,探讨了咪唑啉分子结构与其缓蚀性能的关系.实验结果表明,对于NaCl质量浓度低于50 g/L的饱和CO2的腐蚀介质,咪唑啉的疏水链越长,缓蚀性能越好,若疏水链含有双键则可以进一步提高缓蚀性能;增加腐蚀介质中NaCl的质量浓度,导致疏水链较长的1-氨乙基-2-十五烷基咪唑啉乙酸盐、1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉乙酸盐和1-氨乙基-2-十七烯基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能降低,而疏水链较短的1-氨乙基-2-十一烷基咪唑啉乙酸盐和1-氨乙基-2-十三烷基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能略有升高,但仍以1-氨乙基-2-十七烯基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能最好.在以氯乙酸、醋酸和氨基磺酸对十七烯基咪唑啉改性形成的4种缓蚀剂中,1-氨乙基-1-羧甲基-2-十七烯基氯化咪唑啉的缓蚀性能最好,而氨乙基咪唑啉的缓蚀性能则优于羟乙基咪唑啉.     

一种缓蚀性两性离子表面活性剂的性能试验研究

以油酸、二乙烯三胺为原料,通过高温下的脱水缩合反应制得了一种油酸咪唑啉;将该油酸咪唑啉与氯乙酸、氯乙酸钠进行烷基化反应制得一种缓蚀性两性离子表面活性剂.对其溶解性、表面张力、起泡性能、缓蚀性能、抗盐和抗温能力进行了试验评价,探讨了该两性离子表面活性剂对碳钢的缓蚀机理.试验结果表明,该两性离子表面活性剂在蒸馏水、盐水以及盐酸中有较好的溶解性,表现出较高的表面活性,能大大降低水的表面张力,起泡能力好,对碳钢具有良好的缓蚀性能,在盐水(15%)或高温(90℃)下仍具有较高的缓蚀能力.良好的起泡能力和缓蚀性能使得该两性离子表面活性剂可用于酸性气田的泡沫排水和酸化防腐作业.