新型苄叉丙酮曼尼希碱缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究

以苄叉丙酮、苯甲醛、氨基硫脲为原料合成曼尼希碱缓蚀剂,采用静态失重法、极化曲线法、电化学阻抗谱法(EIS)等方法研究了其在盐酸介质中对N80钢的缓蚀行为.结果表明:在60℃、10％HCl溶液中加入1％ 缓蚀剂,N80钢的腐蚀速率为0.7471 g/(m2·h);极化曲线表明该缓蚀剂为混合型缓蚀剂;缓蚀剂在钢表面的吸附遵...     

曼尼希碱及其复配缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能

通过在实验室配制酸性体系,采用CMB-4510A缓蚀剂快速评定仪测试腐蚀速率,评价了在酸性体系中曼尼希碱及其与钼酸钠、十六烷基三甲基溴化铵的二元或三元复配物对N80钢缓蚀性能的影响。结果表明,曼尼希碱能在金属表面形成完整的保护层,阻止了铁离子向溶液中扩散和溶液中的H+移向金属的腐蚀反应过程,从而使腐蚀反应速度减慢,达到了金属缓蚀的目的;曼尼希碱与其复合物之间具有良好的协同效应,有效地降低了金属表面的腐蚀速率,当曼尼希碱与钼酸钠的复配质量比为1∶1、曼尼希碱与十六烷基三甲基溴化铵的加量比例为1∶2以及3者质量比为1∶2∶2时缓蚀效果最好。     

一种曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与缓蚀性能评价

通过调节酮醛胺的摩尔配比、反应时间、反应温度和反应的pH值,得到缓蚀效果最优的一组曼尼希碱中间体,然后用氯化苄对其进行季铵化得到曼尼希碱季铵盐。挂片失重法测定结果表明,在90℃下,20%的盐酸中对N80钢片有较好的缓蚀效果。电化学极化曲线显示,该曼尼希碱缓蚀剂为混合型缓蚀剂,但主要以抑制阳极过程为主,与KI复配后具有协同效应。     

曼尼希碱及其与硅酸钠复配缓蚀剂缓蚀性能评价

利用缓蚀剂快速评定仪和电化学工作站,考察了曼尼希碱及其与硅酸钠复配缓蚀剂的缓蚀效果。结果表明:曼尼希碱中的氧原子、氮原子分别与铁离子作用后,形成了一层钝化膜吸附在金属表面,从而起到缓蚀的作用。当曼尼希碱在腐蚀溶液中的质量分数为0.5%时,其缓蚀效果最佳。而其与硅酸钠复配后的缓蚀剂,是由曼尼希碱和S iO32-在金属表面形成膜,内层的阴离子选择性氧化膜阻止Fe2+和Fe3+通过膜向溶液迁移而起到缓蚀作用,质量分数为0.05%的曼尼希碱与质量浓度为0.02g/L的硅酸钠复配后的缓蚀剂效果最佳,其在腐蚀溶液中的缓蚀率为83.99%。应用极化曲线法对曼尼希碱及复配缓蚀剂的评价结果表明,复配缓蚀剂的缓蚀率明显高于曼尼希碱,这对工业防腐和选材具有一定的指导作用。     

新型曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与性能评价

在曼尼希碱合成的基础上,通过与氯化苄反应制备曼尼希碱季铵盐。通过正交试验,得到了最佳制备条件:反应温度80℃,反应时间6 h,苯胺与氯化苄物质的量比为0.9。评价试验结果表明,曼尼希碱季铵盐具有优异的缓蚀性能。     

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.     

曼尼希碱型缓蚀剂的合成及缓蚀作用的评价

以油酸、三乙烯四胺为原料通过酰胺化、环化反应合成咪唑啉衍生物(IMTT);IMTT与甲醛、丙酮发生曼尼希反应制备出曼尼希碱型缓蚀剂（IMTTM）。利用红外光谱进行产物结构表征,并用动态失重法、极化曲线法、交流阻抗技术和SEM-EDS研究在HCl溶液中对10号钢的缓蚀作用。结果表明：在60 ℃时,IMTT和IMTTM对10号钢的缓蚀率分别达到96.11%和97.75%,而IMTTM缓蚀效果更为显著;极化曲线表明IMTT和IMTTM均属于抑制阳极为主的混合型缓蚀剂;电化学阻抗测试与极化曲线和失重法得到的结论一致;SEM-EDS研究得出腐蚀产物主要为Fe,Cr,Mn的不同价态氧化物, IMTTM所形成的腐蚀产物较为致密,具有更佳的抗腐蚀性能;通过模拟等温曲线发现, IMTT和IMTTM均符合Langmuir等温吸附规律。     

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。     

曼尼希酸化缓蚀剂H-402的合成及其缓蚀性能研究

本文采用仲胺、苯乙酮、甲醛为原料,通过曼尼希缩合反应,合成了一种油田酸化缓蚀剂H-402,研究了合成工艺对产物性能的影响及缓蚀机理。结果表明:在仲胺/苯乙酮/甲醛摩尔比1:2:5、反应温度80℃、反应时间10h条件下,所合成的H-402的缓蚀效果最佳。该缓蚀剂与聚醚、丙炔醇等具有增效作用,加剂量为0.5%时达到缓蚀剂一级水平。该缓蚀剂为抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。扫描电镜显示,加入0.5%H-402后,Q235挂片表面的腐蚀形态得到极大的改善。     

一种基于膦甲基化曼尼希碱缓蚀剂的合成与性能评价

二氧化碳驱油引起的腐蚀是石油工业中一种比较常见的腐蚀类型,缓蚀剂的研发与应用可以有效抑制金属设备的腐蚀。本文以N-乙烯叱咯烷酮、苯胺、甲醛为原料制备了曼尼希碱中间体,最后采用甲醛、亚磷酸对中间体改性得到一种甲基化结构的曼尼希碱。并通过红外光谱、核磁共振氢谱对膦甲基化曼尼希碱进行了结构表征,通过静态失重试验、电化学方法和扫描电镜分析了膦甲基化曼尼希碱的缓蚀性能及机理。实验结果表明：静态失重试验中,当膦甲基化曼尼希碱加量为600mg/L时,腐蚀速率为0.062 mm/a,低于石油与天然气行业标准0.076mm/a;在动电位极化曲线中发现,随着膦甲基化曼尼希碱加量的增加,极化曲线呈现向阴极偏移的趋势,且总体偏移趋势小于85mV,表明膦甲基化曼尼希碱主要是通过抑制阴极反应为主的混合型缓蚀剂;从能谱测试结果中可以看出,添加膦甲基化曼尼希碱缓蚀剂的钢片相比于空白钢片表面则新出现氮、硫、磷元素,印证了杂原子中的孤电子在金属表面的吸附理论,可以起到抑制或减缓腐蚀的作用。     

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。     

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。     

一种盐酸酸化缓蚀剂的合成及性能评价

以腐蚀速率为评价指标,通过单因素合成实验,确定了曼尼希碱缓蚀剂主剂的最佳合成条件:pH=4,环己胺、甲醛、苯乙酮摩尔比1∶2∶1,反应温度90℃,反应时间8 h.将合成的曼尼希碱与2.5％增溶剂脂肪醇聚氧乙烯醚、溶剂甲醇复配,得到盐酸酸化缓蚀剂.分别用静态挂片失重法和电化学方法考察其缓蚀性能.结果表明,90℃下,N80钢片在15％工业盐酸介质中的腐蚀速率随缓蚀剂加量的增大而减小;随盐酸质量分数增大而增大;腐蚀速率随温度升高而增大.90℃下,缓蚀剂加量为1.0％时的腐蚀速率为3.635g/(m2·h),满足酸化缓蚀剂一级品≤4g/(m2·h)的要求.该缓蚀剂是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂,作用机理主要为几何覆盖效应.图6表4参6     

曼尼希碱复合缓蚀剂的缓蚀性能研究

通过CMB-4510A缓蚀剂快速评定仪研究腐蚀溶液中曼尼希碱、硅酸钠及钼酸钠的单一配方以及复配对316L钢的缓蚀作用。结果表明,曼尼希碱、硅酸钠和钼酸钠各自的单一配方对316L钢均具有一定的缓蚀作用,其中曼尼希碱质量分数为0.075%,硅酸钠和钼酸钠质量浓度分别为150 mg/L和200 mg/L时表现出较好的缓蚀效果。当曼尼希碱缓蚀剂为主剂与硅酸钠和钼酸钠复配使用时,曼尼希碱质量分数为0.05%,硅酸钠质量浓度为200 mg/L;曼尼希碱质量分数为0.05%和钼酸钠质量浓度为150 mg/L时二元复配缓蚀荆的缓蚀效果更佳,明显高于单组分缓蚀剂。曼尼希碱质量分数为0.05%,硅酸钠和钼酸钠质量浓度分别为200 mg/L与50 mg/L时缓蚀效果更好,腐蚀速率为0.04mm/a,复配缓蚀剂具有协同效应,并且对316 L钢的,羔蚀有一定的抑制作用。     

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。     

酸化用缓蚀剂制备及其性能

室内合成出一种曼尼希碱型缓蚀剂,并以它为主剂与其他增效剂复配出一种主要针对油井酸化使用的缓蚀剂THHS,通过静态失重法在不同温度、不同加量以及不同酸液类型及酸液浓度下,对其缓蚀性能进行了综合评价,并对其缓蚀机理进行了探讨。腐蚀试验表明,在90℃,15％的工业盐酸中只需加入0．5％THHS,即可满足石油天然气行业标准中酸化缓蚀剂一级品的要求。     

曼尼希碱酸化缓蚀剂的合成及性能评价

以X肼、苯甲醛和苯乙酮为原料合成了一种曼尼希碱,利用正交试验得出最佳合成条件如下:n(醛)∶n(胺)=3.1,n(酮)∶n(胺)=3.0,pH为2,反应时间为7h,反应温度为80℃.用失重法和电化学方法评价了产物在不同温度、不同酸条件下的缓蚀性能,结果表明,在15％盐酸中,当缓蚀剂加量为1.0％时,N80钢片腐蚀速率为0.37g/(m2 h),高于SY 5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》中缓蚀性能评价的一级标准,且缓蚀剂有较好的抗温抗酸性能,动电位极化曲线测定表明,该缓蚀剂是以抑制阳极过程为主的混合控制型缓蚀剂.