新型曼尼希碱酸化缓蚀剂的合成及性能研究

酸化是油气井增产的一项有效措施。为了防止酸液对金属设备和管柱的腐蚀,酸化作业时必须在酸液中加入一定量的酸化缓蚀剂。本文以六次甲基四胺、苯乙酮和丙炔醇为原料,合成了一种新型曼尼希碱酸化缓蚀剂。实验结果表明,在温度为90屯、用量为0．5％时,SH-1酸化缓蚀剂能控制腐蚀速率低于2．0g／（m^2·h）,具有良好的缓蚀性能。     

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     

新型硫脲类酸化缓蚀剂的合成与性能评价

以硫脲、苯甲醛、苯乙酮为原料,经曼尼希反应缩合,制备新型酸化缓蚀剂SK-17.采用正交试验,确定了最佳合成工艺条件:醛酮胺物质的量比为1.6∶ 1.2∶1,反应温度100℃,反应时间8h,体系pH为2.采用静态腐蚀速度法对缓蚀剂SK-17进行评价,在SK-17加量1％,40℃和4h下,N80钢片在15％盐酸和土酸(12％ HCl+ 3％ HF)中的腐蚀速率分别为1.020和0.875 g/(m2·h),说明SK-17具有优异的缓蚀性能.通过电化学方法检验,主剂是以抑制阳极腐蚀过程为主的酸化缓蚀剂.主剂在N80钢片上的吸附符合Langmuir等温吸附,吸附是自发过程,且同时存在物理吸附和化学吸附.     

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。     

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...     

新型双曼尼希碱缓蚀剂的性能

以苯乙酮、丙酮、甲醛和松香衍生的伯胺为原料,采用两步反应合成了双曼尼希碱,将其作为主剂与表面活性剂、炔醇等复配得到一种新型酸化缓蚀剂.采用静态失重法、电化学极化曲线法、电镜扫描法、电子能谱法考察了该缓蚀剂的缓蚀性能.结果表明,合成的双曼尼希碱比单曼尼希碱的缓蚀性能有较大的提高该缓蚀剂是以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,可以...     

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)。     

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。     

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.     

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。     

阳离子型高温酸化缓蚀剂的合成及其性能评价

针对Mannich碱型缓蚀剂存在的溶解性不好和缓蚀率不高等问题,以甲醛、环己酮和苯胺为原料,合成了一种Mannich碱型缓蚀剂CH-9,将其阳离子化后,再与丙炔醇复配,得到了阳离子型高温酸化缓蚀剂CH-10。由室内性能评价可知,CH-10在盐酸中有良好的溶解分散性;与酸液中其他添加剂如粘土稳定剂和铁离子稳定剂的配伍性良好,不会对酸化地层造成堵塞;在90℃和常压下,在20%HCl溶液中加入浓度为1%的CH-10,其对N80钢片的腐蚀速率为4.765g/(m2·h);在120℃时,浓度为2%的CH-10对N80钢片的腐蚀速率为14.30g/(m2·h),均达到了SY/T5405-1996标准中的一级标准。     

高温土酸酸化缓蚀剂DS-2的性能评价

针对目前国内土酸酸化缓蚀剂存在的高温下易分层、缓蚀率不高等问题,利用醛、酮、胺的缩合反应合成了一种曼尼希碱,通过和炔醇、喹啉季铵盐、含氮含硫化合物等组分的复配,研究得到高温土酸酸化缓蚀剂.DS-2。对DS-2的性能评价结果表明,DS-2在不同质量分数的土酸酸液中具有炎好的溶解分散性,120℃恒温静置48h,无液一液分层、液一固分离现象产生;和酸液中的粘土稳定剂、铁离子稳定剂等酸化添加剂有良好的配伍性;150℃条件下,常规土酸加入质量分数为2%的DS-2后腐蚀速率为13.47g/(m2·h),乏酸中的点蚀因数为97,缓蚀性和乏酸防点蚀性能均达到酸化缓蚀剂评价标准SY/T5405-1996规定的一级水平;渗透率损害试验证明,DS-2对地层无伤害。     

环烷酸缓蚀剂的合成及其缓蚀评价

介绍了硫代磷酸酯高温缓蚀剂A及其胺中和改性产品B的制备和对环烷酸的缓蚀评价,利用扫描电镜对硫磷酸酯胺类衍生物缓蚀剂吸附膜进行了分析。实验结果表明:硫代磷酸酯及其衍生物有很好的抗环烷酸腐蚀的性能,其胺类衍生物对环烷酸有更好的缓蚀效果,低温下对碳钢几乎无腐蚀;在270℃左右,于酸值[m(KOH)/m(腐蚀介质油)]为50×10-3的腐蚀介质油中,当缓蚀剂B的体积分数为1.0×10-3时,对20#碳钢和321,304,316L不锈钢4种炼油化工装置常用材质都具有很好的缓蚀效果,其中对20#碳钢的缓蚀率可高达90%;高温缓蚀剂B在金属表面成膜较好,能有效地抑制环烷酸腐蚀。4种材质的耐环烷酸腐蚀能力从低到高的顺序为:20#碳钢,321不锈钢,304不锈钢,316L不锈钢。     

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。     

喹啉季铵盐二聚体吲哚嗪衍生物的合成与酸化缓蚀性能

开发新型、高效酸化缓蚀剂是油气井酸化技术的研究重点之一。氯化苄基喹啉（BQC）是一种常用的酸化缓蚀剂，其二聚体衍生物BQD具有更高效的缓蚀性能。而BQD实际上是由其前体物质BQC经分子间1，3-偶极环加成反应而得到的一种二聚体吲哚嗪衍生物。参照1，3-偶极环加成反应条件，分别由溴化苯甲酰甲基喹啉季铵盐（PaQBr）及溴化乙酸乙酯基喹啉季铵盐（EAQBr）成功地合成了溴化苯甲酰甲基喹啉二聚体吲哚嗪衍生物（Di-PaQBr）和溴化乙酸乙酯基喹啉二聚体吲哚嗪衍生物（Di-EAQBr），通过增强前体季铵盐中α-H的活性提高了衍生物的产率。采用高分辨质谱（HRMS）以及核磁共振（NMR）等技术确认了两种二聚体吲哚嗪衍生物的结构，并由此证实了由两分子喹啉季铵盐经1，3-偶极环加成反应得到二聚体吲哚嗪衍生物的反应机理。通过静态失重法对比考察了两种喹啉季铵盐与相应二聚体吲哚嗪衍生物的缓蚀性能。衍生物在90℃、15%盐酸中对N80钢的缓蚀性能均明显优于相应前体物喹啉季铵盐，说明当杂环碱季铵盐转化为其二聚体吲哚嗪衍生物后，缓蚀性能可得到显著提高。