环己基二炔氧甲基胺及其季铵盐缓蚀性能和电化学行为

环己基二炔氧甲基胺及其季铵盐缓蚀性能和电化学行为曹殿珍，曹家绶，陈家坚，王佳，祝英剑，高洪雷，万方林（中国科学院金属腐蚀与防护研究所）（一）前言炔氧甲基胺和炔氧甲基季铵盐是近一余年来发展的新型酸性介质缓蚀剂。由于在高温高压酸性介质中具有优良的缓蚀性能...     

流动条件下炔氧甲基季胺盐的缓蚀性能研究

利用交流阻抗(EIS)、线性极化、动电位极化和失重法，研究了炔氧甲基季胺盐对N80在常温CO2饱和的3％NaCl溶液中的电化学行为和缓蚀性能的影响．结果表明：空白溶液中N80的累计失重在4m／s以后急剧增大，即介质的临界流速为4～5m／s．动态下炔氧甲基季胺盐存在与静态下相同的浓度极值现象，流速低于5m／s时缓蚀剂的极值浓度与静态时相同，都为150mg／L，而流速高于5m／s后极值浓度有所增加．     

甲基碳酸酯季铵盐的合成、转型及萃取性能

针对现有季铵盐N263合成工艺毒性大、转型步骤冗长和设备要求高等问题,以三辛基甲基溴化铵为催化剂、碳酸二甲酯(DMC)为季铵化试剂替代传统的氯甲烷与N235在高压反应釜中合成甲基碳酸酯季铵盐,考察反应物摩尔比、反应温度、溶剂、催化剂和反应时间等主要因素对叔胺转化率的影响。结果表明:在最适宜的条件下,当N235与碳酸二甲酯的摩尔比为1:5.6、甲醇与N235的体积比为1:2、三辛基甲基溴化铵催化剂为反应体系总质量的5%、反应温度为110℃、反应时间为8 h时,叔胺转化率可达99.39%;该甲基碳酸酯季铵盐用3 mol/L H2SO4酸洗、0.6 mol/L NaOH碱洗,转型为SO2-4季铵盐;用转型后的2?4SO季铵盐按以下比例配成有机相:50%转型后的SO2-4季铵盐+30%仲辛醇+20%磺化煤油(体积分数),在25℃下用该有机相萃取钨矿苏打浸出模拟料液(105.7 g/L WO3,100 g/L Na2CO3),相比O/A=2:1,萃取时间为5 min时,单级萃钨率可达80.88%,有机相饱和萃钨量(以WO3计)为83.92 g/L。     

曼尼希碱季铵盐酸化缓蚀剂的合成及性能

合成了一种新型的曼尼希碱季铵盐(BMQA)酸化缓蚀剂,通过静态失重法测试了缓蚀剂在不同浓度盐酸中的缓蚀性能。结果表明,90℃下,缓蚀剂BMQA在15%盐酸中加入0.1%,18%盐酸中加入0.2%,28%盐酸中加入0.5%,N80钢的腐蚀速率都能小于4g·m-2·h-1。极化曲线测试表明该缓蚀剂是抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,遵循Langmuir吸附等温式,能自发在金属表面进行化学吸附。     

双咪唑啉季铵盐的合成与缓蚀性能研究

利用两步法合成了双咪唑啉季铵盐化合物，通过失重法研究了该化合物在1g／L HCl 0．16g／L H2S 1g／L NaCl溶液和10％的盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能，讨论了用量、温度、时间对缓蚀性能的影响，并通过极化曲线和扫描电镜研究了该化合物的缓蚀机理。结果表明，该化合物在HCl-H2S-NaCl-H2O和10％的盐酸腐蚀环境中对碳钢具有良好的缓蚀作用，是一种以阳极控制为主的混合型缓蚀剂。     

季铵盐双子型表面活性剂的合成及其缓蚀性能

以邻苯二甲酸为连接基,油酸酰胺为主体,氯化苄为成盐试剂,合成了一种新型的季铵盐双子型表面活性剂(ODOB)。它具有更多的吸附基团,水溶性良好。SEM结果显示,其在钢片表面具有很好的吸附成膜性能,能在碳钢表面形成单分子的吸附层,一个缓蚀剂分子可以取代2.7个水分子。电化学和失重法结果显示,ODOB通过增大反应的活化能来抑制腐蚀速率,其质量浓度为150 mg/L时,在10%的盐酸(25℃)中的缓蚀率可以达到99.3%。     

三苯环咪唑啉季铵盐的合成与缓蚀性能

利用两步法合成了三苯环咪唑啉季铵盐缓蚀剂(简称Q ATI)，并对其结构进行了表征，通过腐蚀失重法、电化学测定等方法对其在HCl、H2SO4 酸洗液中对碳钢的缓蚀效果进行测定.结果表明，三苯环咪唑啉季铵盐缓蚀性能优异.同时探 讨了其缓蚀机理.     

常减压装置中和缓蚀剂性能研究

根据原油蒸馏系统的腐蚀原因和腐蚀机理,研究了NH-1中和缓蚀剂,并提出了具体的防腐蚀措施.从理论和实际出发说明了中和剂和缓蚀剂应具备的标准及要求,较详细地介绍了NH-1中和缓蚀剂中的中和剂组分和缓蚀剂组分的性能及其与常规药剂不同的特点.对该中和缓蚀剂在石化企业应用的情况作了简单介绍.     

含杂环双季铵盐的合成及其缓蚀性能的研究

以甲硝唑为母体，以环氧氯丙烷为联接剂，合成了一种含有甲硝唑杂环的双季铵盐化合物.利用静态失重法、极化曲线、交流阻抗和扫描电子显微镜等方法对其在模拟油田水中的缓蚀性能进行了研究.结果表明，所合成的双季铵盐化合物易溶于水，并具有良好的缓蚀性能.      

一种曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与性能研究

以甲醛、苯乙酮、N-甲基苯胺为原料,经缩合反应生成曼尼希碱,向生成的曼尼希碱中加入氯乙酸进行季铵化反应,最终得到具有优良的酸溶性的曼尼希碱季铵盐。曼尼希碱季铵盐在碳钢表面形成单分子吸附层,每个曼尼希碱季铵盐分子平均取代1.38个水分子。电化学阻抗测试结果显示,膜电阻与电荷传递电阻同时随着曼尼希碱季铵盐浓度的增加而增大。曼尼希碱季铵盐通过降低指前因子及增加腐蚀反应的活化能抑制腐蚀速率。将曼尼希碱季铵盐与丙炔醇复配后,可以用于180℃盐酸或土酸的酸化施工。     

甲硝唑改性双链季铵盐的合成及抗菌缓蚀性能研究

以环氧氯丙烷、二癸基二甲基氯化铵(DDAC10)、甲硝唑、醋酸及盐酸为原料合成了一种硝基咪唑啉改性双链季铵盐,并测试了目标产物的红外光谱。采用绝迹稀释法评价了其对SRB的杀菌能力,以市面常见的1227和戊二醛做对比。结果表明,该硝基咪唑啉改性双链季铵盐具有优良的杀菌性能,在SRB菌量为103~106个/ml时,最低杀菌浓度可达40mg/L,在同等菌量的条件下,其对SRB的杀菌能力明显优于1227及戊二醛,同时对含有3%NaCl的饱和CO2的油田模拟水具有一定的缓蚀效果。     

喹啉型双季铵盐酸化缓蚀剂的合成与性能评价

以喹啉和双卤代烃为原料经季铵化反应合成了三种喹啉型双季铵盐酸化缓蚀剂:溴化1,4-二喹啉丁烷(Q-4-Q)、溴化1,6-二喹啉己烷(Q-6-Q)和溴化1,8-二喹啉辛烷(Q-8-Q),采用核磁共振氢谱对其结构进行表征。采用失重法,电化学方法和SEM等方法研究了三种产物在15%HCl溶液中对N80钢的缓蚀性能。结果表明,Q-8-Q的缓蚀性能最佳;双季铵盐Q-8-Q与肉桂醛(CA)最佳复配比为cQ-8-Q∶cCA=1∶1。在15%HCl,90℃条件下,6mmol/L该复配缓蚀剂对N80钢片的缓蚀率达99.79%,缓蚀性能优良;缓蚀剂分子在N80钢片表面形成一层保护膜;该复配缓蚀剂能有效抑制酸液对N80钢表面的腐蚀,是一种以抑制阴极反应为主、属"负催化效应"作用机理的混合型缓蚀剂。     

酸化缓蚀剂含羟基双季铵盐的合成及性能评价

根据季铵化反应原理,以喹啉和1,3-二氯-2-丙醇合成了一种含羟基双季铵盐酸化缓蚀剂(BQ-1)。用红外光谱对其结构进行了表征,采用静态失重法和电化学测试研究了该缓蚀剂在15%HCl溶液中对N80钢的缓蚀性能。结果表明,该缓蚀剂具有明显的腐蚀抑制能力,在15%HCl、90℃下,5mmol/L该缓蚀剂对N80钢片的缓蚀率达96%以上,缓蚀性能优良;此外,该缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂,在N80钢片表面的吸附作用符合Langmuir等温吸附规律。表面分析试验(SEM和EDS)验证了缓蚀剂分子在N80钢片表面确实形成了一层保护膜。     

炔氧甲基季胺盐和咪唑啉对N80在饱和CO2的3%NaCl溶液中的缓蚀性能研究

利用交流阻抗(EIS)、线性极化、动电位极化和拉曼光谱等方法对炔氧甲基季胺盐和咪唑啉在常温常压CO2饱和的模拟油田产出水中的电化学行为和缓蚀性能进行了研究．结果表明：随两种缓蚀剂的加入，体系的阳极电流都明显减小，自腐蚀电位都明显正移，都存在阳极脱附现象和浓度极值现象；炔氧甲基季胺盐的极值浓度为150mg／L，而咪唑啉的极值浓度为100mg／L咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效果更佳，但在7m／s时直至缓蚀剂浓度为300mg／L时也没有发现静态下的浓度极值现象。     

金属切削液对铝合金摩擦和缓蚀性能的影响

通过在基础微乳化液中分别加入不同浓度的添加剂和缓蚀剂的方法,考察了金属切削液对6061合金和7050合金摩擦和缓蚀性能的影响。结果表明,在基础微乳化液中加入不同浓度的S-830、410-P和LG700添加剂后,摩擦因数和磨损量都有不同程度的降低;在一定浓度范围内,随着缓蚀剂浓度的增加,腐蚀电流密度逐渐降低,缓蚀效率逐渐增大;E9600缓蚀剂是一种阳极型缓蚀剂,JP缓蚀剂是一种阴极型缓蚀剂;电化学腐蚀的测试结果与液相半浸入试验结果保持一致。     

含噻二唑季铵盐表面活性剂的合成及缓蚀杀菌性能研究

结合杂环化合物和季铵盐表面活性剂用作缓蚀剂和杀菌剂的结构特点,合成了含噻二唑杂环的季铵盐表面活性剂(MTOTB),并采用1HNMR、ESI-MS和FT-IR对其结构进行表征.采用表面张力法研究其表面活性,采用电化学测试和表面分析的方法研究其在含硫酸盐还原菌(SRB)的模拟海水中对碳钢的缓蚀性能.结果 表明,MTOTB在...     

一种二酰胺基吡啶季铵盐的合成及其缓蚀性能

利用2,3-吡啶二甲酸为主体和十二烷基胺进行酰化反应,合成了具有多个活性吸附中心的2,3-N-十二烷基-二甲酰胺吡啶衍生物,再进行季胺化反应增加其水溶性,开发出一种二酰胺基吡啶季铵盐缓蚀剂。利用动态高温高压浸泡试验和电化学试验在含二氧化碳模拟油田水中评价了该缓蚀剂对L245NCS钢的缓蚀性能。结果表明:该缓蚀剂是混合型缓蚀剂,在加量为50mg/L时,缓蚀率达到95%以上,同时对点蚀具有良好的抑制效果。     

乌洛托品季铵盐缓蚀剂的合成与复配研究

以乌洛托品、溴己烷为主要原料,甲醇为溶剂,合成了一种乌洛托品季铵盐缓蚀剂,采用失重法研究了季铵盐缓蚀剂在15%(质量分数) HCl溶液中的缓蚀性能及复配性能,并采用量子化学计算对缓蚀剂机理进行分析,通过红外光谱、SEM对腐蚀后表面进行分析。结果表明,季铵盐缓蚀剂具有良好的缓蚀性能,在15%HCl、90℃下,加量0.5%(质量分数)时,缓蚀率达98.41%,并且与聚乙二醇、KI、丙炔醇复配后协同增效效果较好;量子化学计算表明该季铵盐缓蚀剂分子活性主要分布在分子环上,与乌洛托品相比具有更小的能隙,在Fe表面也具有更大吸附能,因此乌洛托品季铵盐活性更高。表面分析实验进一步验证了该缓蚀剂分子在QT-800钢片表面形成一层吸附膜。