盐酸酸化缓蚀剂PA-CI的缓蚀性能评价及机理研究

以有机胺、甲醛和芳香酮为原料,合成一种曼尼希碱类酸化缓蚀剂PA-CI。通过红外光谱对该缓蚀剂结构进行了表征,用静态挂片质量损失法和电化学分析法评价其缓蚀性能与缓蚀机理。静态质量损失法研究结果表明:在质量分数20%盐酸中,缓蚀剂质量分数为0.8%时,N80钢腐蚀速率为2.14 g/(m~2·h),满足了石油行业缓蚀剂一级产品的指标要求。电化学研究结果表明:该缓蚀剂是一种以抑制阳极为主、作用机理为几何覆盖效应的混合型缓蚀剂,其在N80钢片表面上的吸附符合Langmuir单分子层等温吸附原理。通过相关热力学与腐蚀动力学参数的计算,进一步阐述该缓蚀剂的吸附机理:其在N80表面为化学吸附,且吸附状态是无序化的。     

曼尼希碱缓蚀剂XJ合成及其对N80钢的缓蚀性能

采用甲醛、苯乙酮、芳香肼为原料合成XJ系列曼尼希碱,通过正交实验得出最优合成条件为:反应温度70℃,甲醛/芳香肼摩尔比2.9:1、苯乙酮/芳香肼摩尔比3.2:1、pH值4、反应时间6h。通过静态失重法和电化学方法评价了曼尼希碱缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。静态失重法表明,N80钢试片在加有1%XJ-3的15%盐酸中的腐蚀速率为0.256g/m~2·h,远低于SY/T 5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》中的一级标准。电化学测试结果表明,该缓蚀剂是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂,交流阻抗测试进一步证实了XJ系列缓蚀剂的缓蚀效果。该缓蚀剂在N80钢表面上的吸附行为服从Langmiur吸附等温式。图5表2参6     

新型苄叉丙酮曼尼希碱缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究

以苄叉丙酮、苯甲醛、氨基硫脲为原料合成曼尼希碱缓蚀剂,采用静态失重法、极化曲线法、电化学阻抗谱法(EIS)等方法研究了其在盐酸介质中对N80钢的缓蚀行为.结果表明:在60℃、10％HCl溶液中加入1％ 缓蚀剂,N80钢的腐蚀速率为0.7471 g/(m2·h);极化曲线表明该缓蚀剂为混合型缓蚀剂;缓蚀剂在钢表面的吸附遵...     

苄叉丙酮曼尼希碱的合成及其缓蚀性能研究

以甲醛、水合肼、苄叉丙酮等为原料,制备苄叉丙酮曼尼希碱缓蚀剂。用红外光谱仪对其结构进行表征,并使用静态失重法评价其在质量分数为15%盐酸中对N80钢片的缓蚀性能,同时采用电化学方法研究了苄叉丙酮曼尼希碱缓蚀剂的缓蚀机理。结果表明:在15%盐酸中,当缓蚀剂在酸液介质中质量分数为0.1%时,N80钢片腐蚀速率为0.433 8 g/(m~2·h),具有优异的缓蚀性能;该苄叉丙酮曼尼希碱缓蚀剂属于阴极型缓蚀剂,且吸附行为可以用Langmuir吸附等温式表述;该缓蚀剂可以稳定吸附在N80碳钢表面,从而起到缓蚀作用。     

改性咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能评价

以油酸,多胺,氯化苄和苯甲酸为原料,在咪唑啉分子结构中引入苯环及O,N杂原子,增加与Fe原子配位吸附的新位点,最终复配得到一种新型咪唑啉季铵盐缓蚀剂。采用红外光谱对合成产物进行表征,结果表明苯甲酰基成功引入咪唑啉分子中。通过静态挂片失重法评价了缓蚀剂的缓蚀性能,结果表明,缓蚀剂MZL-A明显降低了N80钢在模拟矿化水中的腐蚀速率,当缓蚀剂加量为80mg/L时,缓蚀率可达到85%以上。采用电化学方法对缓蚀剂的机理进行研究,结果表明缓蚀剂对电极的阴阳两极均起到了抑制作用,且自腐蚀电位负移,合成的缓蚀剂是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。     

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     

影响曼尼希碱型酸化缓蚀剂性能的因素

采用静态失重法研究了曼尼希碱型酸化缓蚀剂缓蚀性能的影响因素,采用扫描电子显微镜研究和分析了N 80钢片表面的腐蚀情况,还采用能谱法研究了N 80钢片腐蚀后组成的变化情况。结果表明,氯化钠、Fe3+质量浓度增大时腐蚀速率增大,缓蚀剂用量增大时腐蚀速率减小,盐酸含量增加时腐蚀速率增大,接触时间延长时腐蚀速率增大,温度降低时腐蚀速率减小;当缓蚀介质用量为500 mL,盐酸、缓蚀剂质量分数分别为15%,1.0%,90℃下处理4 h,N 80钢片的腐蚀速率为3.9887 g/(m2·h),可满足SY/T 5405—1996对酸化缓蚀剂一级品的质量要求。     

一种新型咪唑啉复配缓蚀剂对A3钢在饱和CO2盐水溶液中的缓蚀性能

以棕榈酸、二乙烯三胺、马来酸酐为原料合成了一种新型咪唑啉缓蚀剂2-十五烷基-1（马来酰胺）-乙基-咪唑啉，其与助剂硫脲复配得到复配缓蚀剂YQ。采用静态挂片失重法、电化学评价法考察了YQ的缓蚀性能。结果表明，YQ能有效抑制饱和CO2盐水对A3钢的腐蚀。采用X射线光电子能谱及扫描电镜分析了腐蚀前、后及加入复配缓蚀剂YQ后A3钢的表面形貌及表面产物，探讨了YQ的缓蚀机理。结果证明，复配缓蚀剂YQ在A3钢表面形成了3层腐蚀产物膜，有效地抑制了饱和CO2盐水对A3钢的腐蚀。     

经硫脲改性后的酸化缓蚀剂的研究

以硫脲、肉桂醛和苯乙酮为原料合成一种曼尼希碱酸化缓蚀剂,通过正交试验优化得到的合成条件:n(醛)∶n(胺)=1.6,n(酮)∶n(胺)=1,体系p H为4,反应时间为8 h,反应温度为60℃。用失重法和电化学方法评价了曼尼希碱在不同温度及不同浓度盐酸下的缓蚀性能。在15%盐酸中,当缓蚀剂加量为1.0%时,N80钢片的腐蚀速率为0.408 2 g/(m2·h),低于SY/T5405—1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》中的一级标准。缓蚀剂在钢铁表面的吸附符合Langmuir吸附等温方程。由Tafel曲线可知,该缓蚀剂是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂。交流阻抗分析表明其Nyquist图是处于第一象限的半圆,缓蚀剂浓度越大,容抗弧越大,缓蚀效果越好。     

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。     

噻唑类缓蚀润滑剂研制及其对氯化钾聚合物钻井液性能的影响

钻井过程中,腐蚀和磨损造成钻具金属材料的失效,合成了一种噻唑类缓蚀润滑剂来延长金属设备的使用。采用失重法、电化学方法等研究了噻唑类缓蚀润滑剂在氯化钾聚合物钻井液中对N80钢的缓蚀性能,采用润滑仪评价噻唑类缓蚀润滑剂对氯化钾聚合物钻井液润滑性能的影响。静态失重法表明,噻唑类缓蚀润滑剂的加入使得N80钢在氯化钾聚合物钻井液的腐蚀速率明显降低,当噻唑类缓蚀润滑剂加量为2.0%(质量分数)时,N80腐蚀速率仅为0.010 7 mm/a。电化学表明,噻唑类缓蚀润滑剂属于阴极抑制型缓蚀剂,噻唑类缓蚀润滑剂分子可自发吸附在N80钢表面并形成致密吸附膜,使N80表面粗糙度下降,阻止金属腐蚀反应。当加入2%噻唑类缓蚀润滑剂能使氯化钾聚合物钻井液的润滑系数降低率超过50%,降低金属之间的接触面积,起到极压润滑作用,且对氯化钾聚合物钻井液的塑性黏度、动切力和滤失量影响较小,表明噻唑类缓蚀润滑剂与氯化钾聚合物钻井液有良好的配伍性。该缓蚀润滑剂在南海珠江口盆地大位移井成功进行了现场应用。     

缓蚀剂的缓蚀性能和乳化倾向研究

以南海油田采出水为腐蚀介质,通过静态挂片法和电化学的方法测定几种缓蚀剂的腐蚀速率,用金相显微镜观察其腐蚀形貌。采用Turbiscan Lab多重光稳定性分析仪测定缓蚀剂的乳化倾向。结果表明:4种缓蚀剂加量为30 mg/L时,对N80钢片腐蚀速率均低于0.076 mm/a,均属于抑制阳极型缓蚀剂,电化学结果与静态腐蚀数值相符。透射光谱和TSI指数曲线显示缓蚀剂现场缓蚀剂XCHSH乳化倾向最强,缓蚀剂WLC-02和缓蚀剂XFF次之,缓蚀剂WLC-01乳化倾向最弱。     

季胺盐类缓蚀剂YGC-03在饱和盐水及盐膏层钻井液中缓蚀性能评价

采用静态挂片失重法评价缓蚀剂ASL-1、ASL-2和YGC-03对N80钢在盐水及盐膏层钻井液中的缓蚀性能,分析了温度对缓蚀剂性能的影响。试验结果表明,在盐膏层钻井液中,N80钢的腐蚀速率随着温度的升高而增大,缓蚀剂YGC-03对N80钢有较好的缓蚀效果,可控制N80钢的腐蚀速率在0.04mm/a以下。     

曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成及缓蚀性能研究

以甲醛、酮、有机胺和氯化苄为原料,在40～80℃反应合成了季铵化曼尼希碱缓蚀剂,用失重法评价了产物在质量分数为15%盐酸中对N-80钢片的缓蚀性能,用红外光谱仪表征了其结构。采用静态腐蚀速度评价方法对合成的缓蚀剂DS-17进行了评价,在15%盐酸中,当缓蚀剂加量为0.5%时的腐蚀速率为0.71g/(m2.h),具有优异的缓蚀性能。合成产物与碘化钾、硫脲和六次甲基四胺复配后,对缓蚀性能具有增效作用,在15%盐酸中,复合缓蚀剂加量为0.5%时的腐蚀速率为0.37g/(m2.h)。通过极化曲线测定,可以认为该缓蚀剂是以抑制阳极过程为主的混合控制型缓蚀剂。     

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.     

一种适于P110钢席夫碱盐酸酸化缓蚀剂的合成及应用性能评价

利用肉桂醛与苯胺经过脱水缩合合成了一种新型席夫碱酸化缓蚀剂,反应条件为:90℃,n(苯胺)∶n(肉桂醛)=1∶1.2,反应时间6h。通过静态失重法实验研究了盐酸浓度、缓蚀剂浓度、腐蚀温度、腐蚀时间、Fe3+浓度等因素对缓蚀性能的影响,结果表明,腐蚀速率随腐蚀温度的升高、腐蚀时间的增加以及盐酸浓度和Fe3+浓度的升高而增大;随缓蚀剂浓度的升高而减小;其缓蚀效果满足石油行业标准中一级缓蚀剂产品指标的要求。电化学极化曲线和交流阻抗实验结果表明,该席夫碱缓蚀剂在P110钢表面形成了一种吸附膜,并且是一种以抑制阴极反应过程为主、作用机理属于"几何覆盖效应"的混合型缓蚀剂。     

季铵化曼尼希碱的复配性能研究

以酮、甲醛和有机胺为原料合成了曼尼希碱,再加入氯化苄合成季铵化曼尼希碱,将其与硫脲、乌洛托品及烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)复配制成缓蚀剂.通过正交实验考察了硫脲、乌洛托品及OP-10与季铵化曼尼希碱的质量配比对腐蚀速率的影响,用失重法评价了优化缓蚀剂在土酸和质量分数约为15%的盐酸中对N80钢片的缓蚀性能.实验结果表...     

一种新型油气田酸化缓蚀剂的研发及性能评价

以芥酸酰胺为原材料合成表面活性剂类型缓蚀剂,以P110碳钢为研究对象,在15％(w)盐酸溶液中通过静态失重法对缓蚀剂性能进行评价,通过电化学工作站及微曲电位扫描仪从微观上研究了缓蚀剂的防腐机理,利用分子动力学模拟对缓蚀剂分子的吸附及扩散性能进行考察.实验结果表明,在90℃下,当缓蚀剂浓度为4 mmol/L时,缓蚀剂的缓...     

咪唑啉膦酰胺盐酸盐在油田水中的缓蚀性能研究

采用静态挂片失重法和电化学方法,研究了合成的环烷基咪唑啉膦酰胺盐酸盐(NIPH)在模拟油田水中对A3钢的缓蚀作用,并探讨了其缓蚀机理.实验结果表明:(1)NIPH在矿化度31.2 g/L的模拟油田水中对A3钢具有较好的缓蚀效果,其缓蚀效果受溶液pH值影响较大.在显酸性的模拟油田水中,NIPH的缓蚀率远高于原模拟油田水中的缓蚀率;当溶液pH为5左右时,NIPH的缓蚀效果最好,且此时水中基本无沉积物,在80℃、24 h条件下,投加量为30 mg/L时,缓蚀率可达到92.43%,A3钢腐蚀率仅为0.0249 mm/a,远好于我国石油天然气行业标准对污水腐蚀率的要求.(2)NIPH缓蚀剂具有较宽的适用温度范围(30～95℃),50℃左右时缓蚀效果最好.温度较低时,NIPH缓蚀剂以物理吸附为主;温度较高时则以配位键化学吸附为主;80℃时吉布斯吸附自由能ΔG0为38.2 kJ/mol.按电化学机理,NIPH属于阴极型为主的缓蚀剂.图1表5参8.     

咪唑改性聚丙烯酸酯的合成及性能评价

以丙烯酸羟乙酯、环氧氯丙烷和咪唑为原料,通过环氧氯丙烷的开环反应和亲核取代反应制得丙烯酸-2-(2-羟基-3-氯丙氧基)乙酯(A),再以过硫酸钾和亚硫酸氢钠为复合引发剂,采用水溶液自由基聚合法合成了一种咪唑改性聚丙烯酸酯聚合物(AA)。将AA用于油田废水的除油,考察了聚合物AA添加量、温度以及pH值对除油效果的影响,同时采用静态挂片失重法、电化学法及SEM考察其对N80钢的缓蚀性能。结果表明,在AA添加量为30mg/L、反应温度40℃、pH=10条件下,含油废水的除油率达到95.3%,比聚丙烯酰胺(PAM)的除油效果好。当AA添加量为0.9%时,在90℃盐酸质量分数20%的介质中,N80钢的缓蚀率为96.2%,说明该聚合物在酸性介质中可以在N80钢表面形成完整致密的吸附膜,具有良好的缓蚀性能,是一种以抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。