具有缓蚀性能的杀菌剂研究进展

未来工业用的杀菌剂不仅要有很强的杀菌能力,还要低毒、广谱抗菌性、不易产生抗药性,还兼有缓蚀的性能。对有缓蚀性能的杀菌剂所具有的优势和目前的研究情况进行了描述,重点阐述了引入了其它官能团的新型的长链季铵盐、对称烷基双子季铵盐、对称杂环双子季铵盐、不对称双子季铵盐、多聚季铵盐和季鏻盐的研制过程和其缓蚀与杀菌性能及其机理;还介绍了具有缓蚀和杀菌性能的生物质提取物及可用作绿色的缓蚀杀菌剂有效成分和各提取物的缓蚀与杀菌性能和机理,对具有多官能团的季铵盐和生物质提取物将作为缓蚀杀菌剂的主要发展方向进行了展望。     

油田用Fe(Ⅵ)化合物杀菌剂性能评价试验研究

以油田杀菌剂的研制和开发为背景，以制备环境友好杀菌剂并研究其应用为目的，开发了新型油田杀菌剂，并对其性能进行评价。Fe（Ⅵ）化合物杀菌剂是以高铁酸盐（K2FeO4）为主剂的一种氧化型杀菌剂，对各种细菌具有广泛的杀灭作用，可以杀灭油田水中硫酸盐还原菌、腐生菌、铁细菌等。在室内合成该杀菌剂，然后取K2FeO4固体粉末加2～6 mol／L KOH水溶液，配制成0．1％～1％碱性溶液，即为杀菌剂工作液；最后采用绝迹稀释法，测定加杀菌剂前后水样中硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌的含量，计算杀菌率，评价杀菌效果，确定了杀菌剂在油田水杀菌过程中的使用条件，并从杀菌的角度初步验证了该杀菌剂对油田水中硫酸盐还原菌、铁细菌、腐生菌的杀菌功效。     

循环水常用的几种主要杀菌剂的结构和杀菌效果

研究了５种工业常用的非氧化型杀菌剂的结构，并在实验室和工业循环水现场评价了７种工业常用杀菌剂对循环水中危害最大的异养菌、硫酸盐还原菌和铁细菌的杀菌效果。结果表明，非氧化型杀菌剂以季铵盐类和异噻唑啉酮类或它们的复合剂为主，杀菌效果较好，但与氧化型杀菌剂相比较，氧化型杀菌剂杀菌效果更好     

水处理用杀菌剂的研究开发方向

(1)研究开发一剂多效的多功能水处理剂。将杀菌剂、缓蚀阻垢剂和分散剂结合在同一分子中,使一种药剂同时具有缓蚀、阻垢、分散和杀菌效果,创造出环境友好的工业用水处理剂。 (2)研究开发低泡或无泡的表面活性剂型杀菌剂。现用的表面活性剂型杀菌剂都具有很高的泡沫,影响使用效果。目前解决的一般方法是配伍一些消泡剂,但操作麻烦。因此在合成新型杀菌剂分子设计     

新型缓蚀杀菌剂双季铵盐在油田中的应用

从双季铵盐的结构、合成以及由其特殊结构所带来的奇特界面吸附(气/液、固/液界面吸附)特性和化学性质,阐述了新型缓蚀杀菌剂双季铵盐的缓蚀、杀菌机理和作为油田注水缓蚀杀菌剂的研究现状,同时论述了其在油田其它领域(如:驱油,含油污水浮选等)中的应用前景。     

一种水处理用新型双季铵盐杀菌剂的制备及评价

制备一种高收率、高效、环保的长链双季铵盐杀菌剂.以十二胺、环氧氯丙烷及N,N-二甲基-1,3-二氨基丙烷为原料,制备长链双季铵盐杀菌剂SX-28,并探讨其杀菌性能.研究表明,在同等投加量条件下,该杀菌剂对异养菌(TGB)、硫酸盐还原菌(SRB)和铁细菌(FB)的杀灭效果均优于1227及普通双季铵盐等常规杀菌剂,且其杀菌...     

HZ—1缓蚀杀菌双效剂的室内研制

通过试验合成了一种油田注水用缓蚀杀菌双效剂，该剂分子中同时含有季铵、羟基、杂环等结构，经用河一联合站电脱后污水进行室内评价，证明该药剂的杀菌性能优于现用杀菌剂１２２７，缓蚀性能优于现用缓蚀剂ＫＷ－２０４。     

水处理剂与杀菌剂相容性的研究

对6类典型水处理剂的缓蚀和阻垢性能进行了实验研究;考察了5种杀菌剂对异养菌的杀菌效果,及水处理剂和杀菌剂之间的相容性。结果表明,不同水处理剂与不同杀菌剂之间的相互作用不同,合理选择水处理剂和杀菌剂可以达到相互协同的作用。     

S2-循环水处理剂性能影响的研究

研究了S2-对常用水处理剂阻垢、缓蚀、杀菌性能的影响,结果表明：S2-使常用有机膦药剂和常用复合配方阻CaCO3垢性能降低;对共聚物阻Ca3（PO4）2垢性能影响不大;使共聚物稳定锌盐性能下降;S2-影响含Zn2＋配方的缓蚀效果,也影响常用杀菌剂的杀菌性能。     

长链烷基甲硝唑季铵盐的缓蚀杀菌机理研究

合成了一种新型的长链烷基甲硝唑季铵盐化合物行了电化学解析并进行了杀菌性能评价。实验结果表明，MDHTD具有良好的缓蚀性能．其杀菌性能优于油田普遍使用的十二烷基二甲基苄基氯化铵(简称1227)．且较甲硝唑也有明显改善。同时，对MDHTD的缓蚀和杀菌机理进行了理论探讨。     

两种金属化合物对喹啉季铵盐缓蚀性能的影响

为了提高喹啉季铵盐对N80钢的缓蚀性能,采用静态失重法和动电位极化曲线法,研究了在90℃、15%HCl溶液中添加Al_2O_3及Al_2O_3+Cu Cl2对喹啉季铵盐缓蚀性能的影响。试验结果显示,160℃温度下合成的喹啉季铵盐缓蚀效果较差,不能满足SY/T 5405—1996中的一级指标要求;Al_2O_3的加入能有效提高喹啉季铵盐对N80钢的缓蚀效果,并且能大大降低喹啉季铵盐的用量;Al_2O_3+CuCl_2和喹啉季铵盐复配后,能更大程度上提高喹啉季铵盐的缓蚀效果,缓蚀性能明显好于Al_2O_3与喹啉季铵盐形成的复配缓蚀剂。结果表明,喹啉季铵盐能与金属离子形成较为稳定的螯合物,螯合物通过化学作用吸附在挂片表面形成一层致密的铜膜,阻止了腐蚀离子向金属表面移动,从而表现出较好的缓蚀效果。     

喹啉季铵盐与金属阳离子作为盐酸酸化缓蚀剂的协同作用

季铵盐类缓蚀剂与金属阳离子的协同缓蚀作用广泛应用于高温酸化缓蚀剂领域,开展相关研究对于诠释高温酸化缓蚀剂多组分协同作用机理具有重要意义。合成了喹啉季铵盐缓蚀剂,研究了不同浓度的Sb2O3,CuI及NiSO4与喹啉季铵盐在20%盐酸,140℃环境中对N80钢的协同作用效果。结果表明,最优化的缓蚀剂配方为2%(质量分数)喹啉季铵盐+0.5%(质量分数)Sb2O3。针对这一最优化配方,通过表面SEM,EDS及XRD分析,研究了两种缓蚀剂组分之间的协同缓蚀作用机理。研究结果表明,喹啉季铵盐与锑化物协同作用形成复合膜是缓蚀的主要原因。增效剂Sb2O3在固液界面还原为单质Sb,沉积于金属表面,与酸化缓蚀剂主剂(成膜物质,喹啉季铵盐)共同形成复合膜,达到缓蚀作用。     

喹啉与硫脲在含饱和CO_2气井采出水中的协同效应

加注缓蚀剂抑制CO_2腐蚀是天然气开发过程中的常见工艺,利用缓蚀协同效应可以有效降低缓蚀剂的用量,减少对环境的污染,提高经济效益。为此,采用静态失重法、电化学极化曲线、阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱等实验分析方法,研究了在含饱和CO_2模拟气井采出水腐蚀体系中,喹啉季铵盐(QN)与硫脲(TU)对N80碳钢的缓蚀协同效应。结果表明:①喹啉季铵盐和硫脲均能有效抑制N80碳钢的腐蚀;②喹啉季铵盐是一种以抑制阴极型为主的缓蚀剂;③硫脲对N80碳钢的阴极和阳极均具有较强的抑制作用,是一种混合型缓蚀剂;④当喹啉季铵盐与硫脲复配使用时,在较低的使用浓度下,喹啉季铵盐缓蚀剂与硫脲具有较好的缓蚀协同效应,当3 mg/L喹啉季铵盐缓蚀剂与7 mg/L硫脲复配使用时,缓蚀效果最佳,缓蚀率可达到93.59%;⑤喹啉季铵盐与硫脲相互作用在N80碳钢表面能形成稳定的吸附膜,较大程度地抑制N80碳钢的腐蚀过程。进而还对喹啉季铵盐与硫脲之间的协同作用机理进行了探讨。     

硫脲基咪唑啉缓蚀剂的合成及其缓蚀性能

咪唑啉类缓蚀剂因低毒、环保、高效,被广泛应用在油田防腐中.为解决咪唑啉类缓蚀剂在高温、高矿化度下成膜性差、缓蚀效果不佳的问题,以价格低廉的油酸、二乙烯三胺、二氯甲烷为原料合成咪唑啉季铵盐,再接以硫脲基合成了硫脲基咪唑啉季铵盐S-WM,在90℃下采用电化学和失重法在油田模拟水中评价S-WM的缓蚀性能.研究表明,缓蚀剂S-...     

新型耐高温酸化缓蚀剂XAI-180的研发与性能评价

为了使缓蚀剂适用于高温深井酸化施工的恶劣工况,提高其高温缓蚀综合性能,以曼尼希碱季铵盐和喹啉季铵盐复配物作为缓蚀剂主剂,通过协同优选复配增效剂和助溶剂等辅剂,采用正交实验完成了高温酸化复合缓蚀剂XAI-180的配方设计,结合失重法和电化学测试分析法评价了XAI-180的缓蚀性能。研究结果表明:①自制的曼尼希碱季铵盐缓蚀剂与喹啉季铵盐缓蚀剂复配主剂形成了明显的协同效应,当两者配比为21∶5时,缓蚀效果为最佳;②高温缓蚀剂XAI-180是一种既可以抑制阴极反应,又可以抑制阳极反应的混合控制型缓蚀剂;③在加入5%酸化缓蚀剂XAI-180、180℃的条件下,N80钢片在盐酸浓度为20%的常规酸中腐蚀速度为70 g/(m~2·h),在0.4%胶凝剂和0.8%胶凝剂的体系中的腐蚀速率分别为92.3 g/(m~2·h)、95.8 g/(m~2·h)。结论认为,高温酸化缓蚀剂XAI-180在180℃、20%盐酸浓度的胶凝酸体系中具有配伍性好、缓蚀性强等优点,能满足180℃以上储层酸化压裂施工的要求。     

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。     

酰胺咪唑啉季铵盐合成及其缓蚀性能

以高纯环烷酸为原料合成了系列酰胺咪唑啉季铵盐水溶性缓蚀剂,探讨了其咪唑啉环N₍₁₎原子上取代基与缓蚀性能之间的关系。采用取代基电子效应法和碳钢挂片失重法,从理论与实验两方面探讨了酰胺咪唑啉季铵盐对碳钢的缓蚀性能。利用数理统计方法得出,其缓蚀效率(η)与基团极化效应参数(PEI_x)和-C=C-键效应指示变量D之间符合定量线性关系η = a + b PEI_x + c D(a,b,c为常数),相关系数R≥0.996。该研究成果,能为离子型缓蚀剂分子设计提供一种简便易行的新方法,为找到具有更佳缓蚀性能的新型咪唑啉缓蚀剂提供参考。     

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.     

一种新型复配酸化缓蚀剂对N80钢缓蚀性能的影响

为了研究新型复合酸化缓蚀剂对N80钢的缓蚀效果,以喹啉和氯化苄为原料,在不同温度下合成了喹啉季铵盐,并采用静态失重法和动电位极化曲线方法考察Ca2+及Ca2++Cu+的加入对合成的喹啉季铵盐在15%HCl溶液中对N80钢缓蚀效果的影响,并通过扫描电镜分析了N80钢在15%HCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,合成的喹啉季铵盐的缓蚀效果随着合成反应温度的升高而增强;Ca2+的加入能有效提高喹啉季铵盐在15%HCl溶液中对N80钢的缓蚀效果,但是未达到SY/T 5405—1996行业一级标准要求(腐蚀速率3 g/(m2·h));加入不同比例的Ca2++Cu+后,N80钢的腐蚀速率均小于行业一级标准要求;该复配缓蚀剂主要为混合抑制型缓蚀剂,90℃时对N80钢有较好的缓蚀效果,当温度升高到140℃时缓蚀效果并不理想,有点蚀坑出现。