油田酸化液中咪唑啉及其季铵盐的缓蚀作用

采用静态挂片法对合成的两种咪唑啉及其季铵盐的缓蚀性能进行了研究,结果表明,环烷基咪唑啉(NI)、月桂酸咪唑啉(YUC)在60℃15%盐酸、9%的土酸中对N80钢有较好的缓蚀效果;随着咪唑啉季铵盐(NIAS)与硫脲基咪唑啉季铵盐(SUDEI)加量的增大,缓蚀率增大;随盐酸或土酸浓度增加,缓蚀率降低;NIAS的缓蚀效率随温度的升高显著下降,而SUDEI的缓蚀效率受温度影响不显著。NIAS、SUDEI对A3钢的缓蚀效果比对N80钢的缓蚀效果好。在酸性介质中,SUDEI对N80钢的缓蚀效果优于NIAS,在60℃9%土酸中,SUDEI加量为0.1%时,对N80的缓蚀率达到98.50%,腐蚀速率为1.39g/m~2·h,能满足中国石油天然气行业标准要求,而NIAS则不能。     

肉桂酸咪唑啉化合物对N80钢在盐酸介质中缓蚀性能的研究

目的研究肉桂酸咪唑啉缓蚀剂在酸性介质中对N80钢的缓蚀性能。方法以肉桂酸和羟乙基乙二胺为原料,氧化铝为催化剂,采用溶剂法合成了肉桂酸咪唑啉化合物,利用紫外光谱和红外光谱等分析了产物的分子结构,利用静态失重法、动电位极化和交流阻抗等方法研究了咪唑啉缓蚀剂在盐酸介质中对N80钢的缓蚀性能,并对其缓蚀机理进行了初步探讨。结果静态失重法结果表明,缓蚀效率与缓蚀剂的质量浓度有关,当产物的质量浓度达到400 mg/L时,缓蚀效率趋于平稳,可达86.9%。腐蚀速率随着温度的增加而增加,温度在30~50℃时,咪唑啉具有良好的缓蚀效率。极化曲线研究结果表明,该缓蚀剂是控制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,作用类型是几何覆盖效应。交流阻抗研究结果表明,该缓蚀剂对碳钢在盐酸介质中的腐蚀有明显的抑制作用,缓蚀效率随着缓蚀剂的质量浓度的增大而增大。结论肉桂酸咪唑啉是一种有效的缓蚀剂,能够明显抑制N80钢在盐酸介质中的腐蚀。     

含氟高温酸化缓蚀剂的制备及性能研究

目的制备并评测一种能耐高温的油田用酸化缓蚀剂。方法用氟碳咪唑啉季铵盐为主剂制备高温酸化缓蚀剂。在模拟高温酸化条件下,通过失重法、电化学法评测缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。通过热重差热法和表面张力法评测主剂氟碳咪唑啉季铵盐的热稳定性和化学稳定性。结果通过失重法评测,在添加缓蚀剂后,N80钢试片的腐蚀速率远低于行业标准SYT 5405—1996中对缓蚀剂评价的一级指标。通过电化学法评测,添加缓蚀剂后,极化曲线中电极腐蚀电位正移,腐蚀电流减小趋势明显;阻抗图谱中容抗弧的半圆直径显著增大,对应的膜电阻Rp显著增大,抑制了腐蚀反应的电荷传递过程。两者均显示缓蚀剂在盐酸溶液中有良好的缓蚀性能,与失重法试验结果一致。热重差热显示,氟碳咪唑啉季铵盐在220℃开始分解,至400℃基本分解完毕。表面张力评测显示,氟碳咪唑啉季铵盐在10%~25%(质量分数)盐酸溶液中10 h之内的表面活性稳定。结论该含氟高温酸化缓蚀剂在90~140℃下,可使酸化过程中盐酸对N80钢的腐蚀速率明显降低。     

一种复合型咪唑啉缓蚀剂

以油酸和二乙烯三胺为原料合成咪唑啉季铵盐缓蚀剂后,在50℃、5%的盐酸溶液中用静态失重法对咪唑啉季铵盐与阴离子表面活性剂和无机阴离子进行研究,得到了一个与咪唑啉季铵盐有最佳复配效果的复配体,咪唑啉季铵盐与I-复配比为1∶1(质量比)时,缓蚀剂的缓蚀效果最佳。在不同时间和不同温度下对复合型缓蚀剂的缓蚀效率进行了测量。这种缓蚀剂对A3钢的缓蚀率达到99%以上,比单独用咪唑啉季铵盐缓蚀效率提高了0.7%。     

氯离子与咪唑啉复配缓蚀剂的合成与应用

利用油酸和二乙烯三胺为原料合成咪唑啉季铵盐缓蚀剂后,在50℃、5%的盐酸介质中用静态失重法对咪唑啉季铵盐与阴离子表面活性剂和无机阴离子的研究,得到了一个与咪唑啉季铵盐有最佳复配效果的复配体,咪唑啉季铵盐与I-复配比为1:1(质量比)时,缓蚀剂的缓蚀效果最佳.在不同时间和不同温度下对复合型缓蚀剂的缓蚀效率进行了研究.结果表明,新型缓蚀剂对A3钢的缓蚀率达到99%以上,与单独用咪唑啉季铵盐相比,其缓蚀效率提高了0.7%左右.     

咪唑啉和季铵盐类缓蚀剂对P110S钢的缓蚀作用和机理研究

采用失重法、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和扫描电镜(SEM)研究了咪唑啉和季铵盐缓蚀剂在H_2S/CO_2环境中对P110S钢的缓蚀作用和缓蚀机理。结果表明,咪唑啉缓蚀剂和季铵盐缓蚀剂均为阳极型缓蚀剂;在120℃,H_2S分压为0.55 MPa、CO_2分压为0.80 MPa的环境中,两种缓蚀剂均有一定的缓蚀作用,能有效抑制P110S钢的腐蚀;添加浓度为200 mg·L~(-1)时,咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效率可达87.23%。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的制备及其性能研究

以苯甲酸、三乙烯四胺为原料合成咪唑啉母体,采用1-氟-3-苯基丙烷对其进行改性来制备咪唑啉季铵盐缓蚀剂,并在油田水介质中进行腐蚀性能的评价。结果表明,红外谱图证明该实验成功地合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂;缓蚀剂用量、腐蚀时间和温度对L80钢在油田水介质中缓蚀率的影响明显;SEM实验表明,缓蚀性能提高的原因为在L80钢表面形成了均匀、致密、具有菱形晶态组织的吸附膜。     

高温高压H2S/CO2环境缓蚀剂分子结构与缓蚀性能关系的研究

用静态和动态腐蚀失重法研究喹啉季铵盐、吡啶季铵盐、曼尼希碱和咪唑啉季铵盐四种不同主体类型缓蚀剂在高温高压H₂S/CO₂环境中N80钢的缓蚀性能,并结合扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）表面分析技术研究了不同缓蚀剂主体分子结构与缓蚀性能的关系。结果表明,四类缓蚀剂的缓蚀效率的大小顺序是：喹啉季铵盐>吡啶季铵盐>曼尼希碱>咪唑啉季铵盐。喹啉季铵盐与其他三种缓蚀剂主体分子结构相比具有更好的抗硫性能,其对N80钢具有良好的吸附性能,可形成抗腐蚀性介质渗透能力强的致密均匀和稳定不易分解的有机膜。其缓蚀剂用量为0.15%时,缓蚀率可达97%。     

改性聚酰胺对CO_2环境中N80钢的缓蚀作用

合成了一种改性聚酰胺类缓蚀剂,采用动态失重法和动电位极化曲线评价了其在CO2腐蚀体系中对N80钢的缓蚀性能,并和咪唑啉季铵盐的缓蚀性能进行了比较。通过量子化学半经验算法AM1方法,计算了改性聚酰胺和咪唑啉季铵盐的最高占有轨道能级(EHOMO)和最低未占有轨道能级(ELUMO),探讨了改性聚酰胺的缓蚀机理。结果表明:所合成的改性聚酰胺对二氧化碳腐蚀具有很好的抑制作用,但效果逊于咪唑啉季铵盐。它是一种以抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂,可能是通过多个吸附中心与金属形成牢固的配位键,起到保护金属的作用。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及缓蚀行为的研究

本文以复合固体酸作催化剂,以油酸、二乙烯三胺、氯化苄为主要原料合成了咪唑啉季铵盐。用静态失重法、动电位极化曲线法、电化学阻抗法研究其在15%盐酸溶液中对A3钢的缓蚀性能。实验结果表明,缓蚀剂的缓蚀效率随着缓蚀剂浓度的增加而增加但随着温度的升高而减小。缓蚀剂浓度为10g/L时,用静态失重法测其在60℃15%盐酸溶液中的缓蚀效率为99.18%,当缓蚀剂与KI复配时,两者产生良好的协同效应:缓蚀剂与KI质量比为5:1的时候,缓蚀效率为99.7%。该缓蚀剂在A3钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温模型。动电位极化曲线测试表明该缓蚀剂是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。     

缓蚀剂分子结构与抗硫性能及其缓蚀机理研究

用饱和H₂S/CO₂失重法、高压H₂S/CO₂动态失重法、原子力显微镜（AFM）、环境扫描电镜（SEM）和X射线能量色散光谱（EDX）研究了咪唑啉衍生物、曼尼希碱、吡啶季铵盐、喹啉季铵盐和新稠杂环季铵盐5种不同分子结构缓蚀剂对N80钢的抗硫性能。结果表明5种缓蚀剂对N80钢的抗硫性能均随缓蚀剂浓度的增加而增强,各缓蚀剂的抗硫性能优劣顺序为：新稠杂环季铵盐>喹啉季铵盐>吡啶季铵盐>咪唑啉衍生物>曼尼希碱。静电吸附作用较强、空间位阻效应较小且中心吸附原子的电子云密度较大的缓蚀剂抗硫效果更好,其缓蚀机理主要是有效抑制CO₂/Cl^-腐蚀且促使试片表面生成致密的硫化物保护膜。     

喹啉季铵盐酸化缓蚀剂对超级13Cr不锈钢电化学行为的影响

研究了喹啉季铵盐对超级13Cr不锈钢在1 mol/L盐酸溶液中电化学行为的影响,并分析了温度、卤族阴离子类型和浓度对于喹啉季铵盐缓蚀效率的影响及机理。研究表明,喹啉季铵盐属于抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,温度的升高会促进喹啉季铵盐的脱附过程,使其保护作用降低。卤族阴离子协同作用效果的顺序为：I^->Br^->Cl^-。随着I^-浓度的升高,其协同作用效果提高。加入0.005 mol/L以上浓度的KI,喹啉季铵盐的缓蚀率可达99%以上。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的复配机理

通过电化学测试确定咪唑啉季铵盐(IM)和辛基酚聚氧乙烯醚(OP)两种缓蚀剂的最佳复配比,利用X射线光电子能谱(XPS)分析高温高压CO_2腐蚀条件下缓蚀剂在L245钢表面的吸附特性,结合分子动力学计算研究了复配缓蚀剂的缓蚀机理。结果表明:复配后IM缓蚀剂分子在金属表面吸附量增加,同时OP分子的吸附提高了IM缓蚀剂分子在金属表面的吸附覆盖程度,形成致密的保护膜,阻碍溶液中腐蚀性介质对金属表面的侵蚀,有效保护基体减缓腐蚀,从而使得IM和OP复配后的缓蚀率明显升高;IM与OP复配后缓蚀剂分子在Fe(001)表面的吸附强度增大,说明缓蚀剂分子的缓蚀性能本质上是由缓蚀剂分子与金属表面的电子转移行为所决定的。     

新型缓蚀剂TG500在高CO2和Cl-环境中的缓蚀行为

在高温高压高CO2和Cl^-环境中，用静态高温高压模拟试验方法对不同浓度的TGS00新型咪唑啉季铵盐缓蚀剂进行了缓蚀效率测试．结果表明，TGS00缓蚀效率随加入量增加而增加，浓度增加到0．3g／L后，缓蚀速率提高不明显．同时研究N80套管钢表面的腐蚀产物，缓蚀剂浓度较低时，以均匀腐蚀为主，加入量提高到0．3g／L时，除局部少量点蚀外，无其它明显腐蚀特征．     

曼尼希碱缓蚀剂在盐酸中对N80钢缓蚀性能

目的制备一种新型曼尼希碱缓蚀剂并研究其性能。方法利用失重法研究缓蚀剂缓蚀效率与缓蚀剂的质量浓度、盐酸质量分数、腐蚀温度、腐蚀时间的关系,确定缓蚀剂的吸附曲线。通过动电位极化曲线法和交流阻抗法研究缓蚀剂的综合性质。利用扫描电镜观察腐蚀前后N80钢片的表面形态。结果缓蚀剂缓蚀效率随缓蚀剂添加量的增大而增大,随测试温度的升高而下降,随盐酸质量分数的升高先增大后减小,随腐蚀时间的延长先增大后减小。60℃时,在质量分数为15%盐酸中浸入4 h、缓蚀剂添加量在1.0 g/L的条件下,缓蚀剂缓蚀效率为99.18%,腐蚀反应的活化能由56.34 k J/mol提高到了86.54 k J/mol。缓蚀剂在N80钢表面符合Langmiur吸附模型,吸附吉布斯自由能为-29.94 k J/mol。极化实验结果显示该缓蚀剂为以阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。阻抗谱图显示添加缓蚀剂后,阻抗明显增大。扫描电镜结果显示缓蚀剂有效抑制了盐酸对N80钢片的腐蚀。结论所制备的缓蚀剂在质量分数为15%的盐酸中对N80钢片有良好的缓蚀效果。     

CO2饱和NaCl溶液中松香基咪唑啉季铵盐的缓蚀吸附行为

以松香和二乙烯三胺为原料合成了松香基咪唑啉,并采用氯乙酸钠对合成产物进行季铵化改性,得到水溶性松香基咪唑啉季铵盐.通过失重法和电化学方法测试了该季铵盐在60℃的CO2饱和3%NaCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能.结果表明,水溶性松香基咪唑啉季铵盐对Q235钢有很好的缓蚀作用,150 mg/L用量时缓蚀率超过90%.该缓蚀剂是一种以阳极抑制为主的缓蚀剂,遵循Langmuir吸附等温式,在钢表面发生自发吸附,存在较强的吸附作用力.     

Synthesis and evaluation of hexamethylenetetramine quaternary ammonium salt as corrosion inhibitor

A novel corrosion inhibitor, hexamethylenetetramine quaternary ammonium salt, is synthesized using hexamethylenetetramine (HMTA) and bromohexane as main reactants. The inhibitive action of HQAS on QT800‐2 steel in hydrochloric acid medium is evaluated by weight‐loss method, electrochemical method, and quantum chemical calculation. The obtained results show that the efficiency of 0.5 wt% HQAS inhibitor in 30 wt.% HCl solution at 363 K is 92.95% and HQAS can form an excellent synergistic effect with some additives. Polarization curves reveal that HQAS behaves as a mixed‐type inhibitor with dominant anodic inhibition. Furthermore, the theoretical calculation verifies the relationship between the HQAS molecular structure and corrosion inhibition properties.     

Electrochemical and analytical study of corrosion inhibition on carbon steel in HCl medium by 1,12-bis(1,2,4-triazolyl)dodecane

1,12-bis(1,2,4-triazolyl)dodecane (dTC12) is an excellent corrosion inhibitor for carbon steel in deaerated 1 M HCl solution. In this work electrochemical and analytical techniques were used to study the inhibition of corrosion on carbon steel in acidic medium. The carbon steel corrosion inhibition of dTC12 was attributed to the synergistic effect between chloride anion and quaternary ammonium ion. The protective efficiency of the film was higher than 90%, indicating that corrosion of carbon steel in 1 M HCl is reduced by dTC12.The effect of dissolved oxygen on the inhibition efficiency was also investigated. The results show that the inhibition efficiency increases in early stage and decreases for a long immersion time.