改性咪唑啉缓蚀剂抗H2S/CO2腐蚀性能研究

本文在合成1-(2-氨乙基)-2-十五烷基咪唑啉(A)的基础上,利用硫代氨基脲对其进行改性,制备了一种1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-十五烷基咪唑啉(B)新型缓蚀剂。通过失重法和电化学方法研究了A、B两种缓蚀剂在H2S、CO2共存条件下对Q235钢的缓蚀性能,探讨了其在Q235钢表面的吸附行为。结果显示,改性后的缓蚀剂B具有更优的抗H2S、CO2腐蚀的缓蚀性能,最高缓蚀效率在92%以上。两者在Q235钢表面均是单分子层吸附,属于以化学吸附为主的混合吸附。最后采用量子化学方法对两种缓蚀剂的缓蚀机理进行了分析。     

十七烯基咪唑啉的制备及其缓蚀性能评价

以十七烯基咪唑啉产率及其缓蚀效率为指标设计正交实验,优选出最佳制备工艺路线。采用FTIR,MS-ESI谱和紫外吸收表征咪唑啉结构及产率,以失重法为主探讨其在盐酸溶液中对Q235钢的缓蚀效率与缓蚀剂浓度、酸浸温度、酸浸时间的关系,并用SEM表征Q235钢表面腐蚀形貌。结果表明,最佳工艺条件下制备的十七烯基咪唑啉缓蚀剂在1 mol/L的盐酸腐蚀介质中对Q235钢具有优良的缓蚀性能。     

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.     

丙炔醇改性硫脲基咪唑啉在CO2/H2S共存体系中对X65钢的腐蚀抑制作用

目的 提高硫脲咪唑啉类缓蚀剂在CO2/H2S共存体系中的缓蚀效果,并揭示缓蚀机理.方法 利用丙炔醇对硫脲基咪唑啉(TAI)进行改性得到双炔丙基甲氧基硫脲基咪唑啉(DPFTAI),通过动态失重试验、极化曲线测试、交流阻抗测试分析其腐蚀性能.采用Material Studio 7.0软件模拟计算其分子轨道能量、Fukui指数、表面相互作用力和吸附状态、缓蚀剂分子与侵蚀性离子间的相互作用情况等,验证DPFTAI的缓蚀效果.结果 在不含H2S的条件下,TAI和DPFTAI的缓蚀效率均高于93％,当含有2000 mg/L H2S后,DPFTAI的缓蚀效率仍高达91.96％,且比TAI高出18.22％.模拟计算表明,DPFTAI有3个吸附中心,分别为其咪唑啉环上的2个N原子和DPFTAI分子侧链上的S原子,其与铁表面的相互作用能为29.66 kcal/mol,而TAI只有一个吸附中心,为其分子上的S原子,其与铁表面的相互作用能为22.46 kcal/mol;DPFTAI周围的HS–浓度明显大于TAI周围的HS–浓度.上述结果说明在CO2/H2S腐蚀体系中,DPFTAI在钢材表面的吸附效果明显优于TAI,因此缓蚀效果更好.结论 通过丙炔醇对TAI进行改性后,缓蚀剂DPFTAI抗CO2/H2S的腐蚀性能明显提高.吸附能力的提升是DPFTAI腐蚀抑制性能提高的主要原因.     

咪唑啉类化合物在HCl溶液中对碳钢的缓蚀机理分析

目的 研究咪唑啉（IM）及咪唑啉基脲（IU）在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。方法 采用静态失重法、电化学测试技术、表面形貌及官能团分析、热力学等温方程等方法,研究缓蚀剂在不同温度的盐酸溶液中对Q235碳钢的缓蚀性能和吸附规律。结果 在静态失重试验中,室温下,随着IM、IU缓蚀剂的加入,碳钢的腐蚀速率从12.54 mg/(cm2?h)分别降低到5.132、0.145 mg/(cm2?h),IM、IU的缓蚀率分别为59.1%和98.9%。随着温度的升高,缓蚀效率略有下降。极化曲线试验表明,增加两种缓蚀剂的浓度,腐蚀电位负移,阳极电流密度下降明显。交流阻抗的测试显示,随着两种缓蚀剂浓度的增大,拟合参数Rct增大、Cdl减小,证明缓蚀剂在金属表面取代了水,并吸附成膜。研究等温吸附模型发现,两种缓蚀剂分子在碳钢表面的吸附符合Langmuir等温吸附方程,且根据SEM及XPS分析,证明缓蚀剂分子通过N原子与金属形成共价键,在金属表面吸附成膜。结论 咪唑啉和咪唑啉基脲对碳钢均具有缓蚀效果,且咪唑啉基脲的缓蚀效果更优异。两种缓蚀剂均属于混合型缓蚀剂,且以抑制阴极腐蚀反应速率为主。两种咪唑啉化合物在碳钢表面的吸附过程为自发放热过程,其吸附规律遵循Langmuir吸附等温模型,属于单分子层吸附。     

高氯油田水溶液中咪唑类缓蚀剂的性能

采用失重试验和电化学方法研究了苯并咪唑及6-硝基苯并咪唑两种缓蚀剂在含氯油田水溶液中对Q235钢的缓蚀作用,并探讨其缓蚀机理,研究了两种缓蚀剂添加量对缓蚀效率的影响。结果表明,苯并咪唑及6-硝基苯并咪唑缓蚀剂都具对Q235钢有明显的缓蚀作用,苯并咪唑缓蚀率随着浓度增大呈现增大趋势,浓度为1.0g/L时缓蚀效果最好,缓蚀率达90.41%;6-硝基苯并咪唑的缓蚀率随着浓度的增大具有极值效应,当浓度为0.5g/L时,最大缓蚀率为84.78%。极化曲线和电化学阻抗谱试验结果与失重法的结果一致,都表明在油田水溶液中苯并咪唑的缓蚀率较6-硝基苯并咪唑高。苯并咪唑的缓蚀效果较6-硝基苯并咪唑更好,且两种缓蚀剂在Q235钢表面的吸附都为自发过程,符合Langmuir吸附等温式。     

含咪唑啉磷酸酯的复配缓蚀剂对Q235钢的缓蚀行为研究

将自制咪唑啉磷酸酯盐与KI复配,采用失重法、极化曲线和交流阻抗法研究了该缓蚀剂在1mol/L HCl水溶液中对Q235钢的缓蚀行为,探讨了其在Q235钢表面的吸附行为。结果表明：该缓蚀剂在1mol/L HCl水溶液中对Q235钢为混合偏阴极型缓蚀剂;缓蚀率随缓蚀剂浓度的增大而增加;该缓蚀剂在Q235钢表面的吸附模式遵循Langmuir吸附。     

一种新型的咪唑啉类缓蚀剂CPA-1对N80钢在CO2环境下的缓蚀性能评价

目的考察一种新型的咪唑啉类缓蚀剂CPA-1对N80钢在CO_2环境下的缓蚀性能。方法通过失重法、电化学阻抗谱和极化曲线,研究了在不同温度下缓蚀率和缓蚀剂浓度之间的关系,利用扫描电子显微镜和扫描电化学显微镜对表面形貌进行了观察分析,根据等温吸附模型研究了咪唑啉缓蚀剂在N80钢表面的吸附类型。结果失重结果表明,缓蚀剂的缓蚀效率随浓度的增大而升高,当温度为40℃、缓蚀剂质量浓度为250 mg/L时,缓蚀率达到95%;温度升高至80℃时,缓蚀率下降至87%。电化学试验表明,咪唑啉类缓蚀剂对阴极和阳极反应均有抑制作用。表面形貌分析表明,缓蚀剂能有效改善金属表面的腐蚀程度。结论咪唑啉类缓蚀剂CPA-1属于混合型缓蚀剂,对N80钢具有较好的缓蚀性能。缓蚀机理为通过吸附方式在金属表面形成一层吸附膜抑制金属腐蚀,吸附方式遵循Langmuir吸附等温模型,物理吸附和化学吸附均会在金属表面发生。     

盐酸体系不锈钢缓蚀剂的开发

采用失重法和扫描电镜法,测定了五种缓蚀剂对浸没于8%盐酸介质中不锈钢的缓蚀作用,确定了在盐酸体系中对不锈钢具有较好缓蚀性的单组分、二元和三元缓蚀剂配方.实验结果表明:咪唑啉,十六烷基三甲基溴化铵具有较好的缓蚀效果;十六烷基三甲基溴化胺在使用浓度为700 mg/L时,缓蚀率为90.0%;十六烷基三甲基溴化铵与三乙醇胺、咪唑啉及硫脲复配后,缓蚀剂各组分浓度为单组分最佳浓度一半的情况下,缓蚀率分别达到为91.8%、90.8%和89.7%,缓蚀剂的成本得以下降;三元复配缓蚀剂中,咪唑啉-硫脲-乌洛托品和咪唑啉-硫脲-三乙醇胺两种缓蚀剂的缓蚀率均高于90%,且使用成本低,是理想的盐酸体系不锈钢缓蚀剂.扫描电镜图像表明,添加了缓蚀剂的金属表面腐蚀轻微,表面光滑,且不存在明显的点蚀倾向,缓蚀剂对金属表面起到很好的保护作用.     

一种自制食物废油咪唑啉衍生物缓蚀剂的性能

以食物废油、对羟基二苯胺和三乙胺为原料得到咪唑啉中间体,用苯丙乳液、偶联剂和消泡剂等对其进行改性,得到稳定的咪唑啉衍生物缓蚀剂。采用红外光谱法对该咪唑啉缓蚀剂进行了分析,采用静态失重法、电化学法和扫描电子显微镜研究了其对J55钢的缓蚀行为,并探讨了其在J55钢表面的吸附行为。结果表明,该缓蚀剂为阳离子型缓蚀剂,当其质量浓度为500mg/L时,在试验溶液中对J55钢的缓蚀率达到87.97%,且吸附满足Langmuir等温吸附方程。