一种酸化缓蚀剂的合成及缓蚀效果评价实验研究

以苯乙酮、甲醛、对苯二胺为原料,通过对反应时间、反应温度、原料配比的筛选,合成了一种酸化缓蚀液剂—曼尼希碱(Mannich)。研究实验表明,该酸化缓蚀剂在酸液中具有良好的溶解分散性和稳定性,能在金属表面形成较为牢固的多分子吸附膜,在常压、90℃温度条件下具有较好的缓蚀性能。该酸化缓蚀剂还可与六次甲基四铵、碘化钾、丙炔醇复配使用,进一步提高缓蚀率,并通过实验确定了酸化缓蚀体系的配方。     

曼尼希酸化缓蚀剂H-402的合成及其缓蚀性能研究

本文采用仲胺、苯乙酮、甲醛为原料,通过曼尼希缩合反应,合成了一种油田酸化缓蚀剂H-402,研究了合成工艺对产物性能的影响及缓蚀机理。结果表明:在仲胺/苯乙酮/甲醛摩尔比1:2:5、反应温度80℃、反应时间10h条件下,所合成的H-402的缓蚀效果最佳。该缓蚀剂与聚醚、丙炔醇等具有增效作用,加剂量为0.5%时达到缓蚀剂一级水平。该缓蚀剂为抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。扫描电镜显示,加入0.5%H-402后,Q235挂片表面的腐蚀形态得到极大的改善。     

酸化缓蚀剂热失重与缓蚀性的关联性研究

文章探索了缓蚀剂热失重与其缓蚀性的关系，分析测定了XK-1系列的5个缓蚀荆样品的热失重特性，同时测定了其在HC1溶液中的腐蚀速率，热失重结果，除第一次的溶剂失重卟，5个样品都出现第二次失重，有3个样品出现第三次失重，第二次失重越大，缓蚀剂的缓蚀效果越差，说明缓蚀剂热失重越困难，缓蚀效果越好。     

YSH-05高温酸化缓蚀剂缓蚀性能研究

室内合成了母体缓蚀剂MNX,复配以四种增效剂,制备出了高温酸化缓蚀剂YSH-05。用静态失重法在不同温度、不同加量以及不同酸液类型及酸液浓度下,对其缓蚀性能进行了综合评价,并对其缓蚀机理进行了探讨。在15%的盐酸、氢氟酸和土酸中,90℃时的腐蚀速率分别为2.3974 g/(m~2·h),5.9427g/(m~2·h)和4.2860 g/(m~2·h),缓蚀率均大于99%,耐温可达150℃,具有良好的缓蚀性能。     

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。     

缓蚀剂HC01缓蚀行为研究

加工高酸、高硫原油过程中,减粘顶水对塔顶冷凝系统和材质为20号钢的流出管线腐蚀严重,为了减少腐蚀过程对管线和设备的危害,有必要提出有效的防腐措施。通过失重法和电化学交流阻抗法,对11种顶水介质常用缓蚀剂进行筛选,研究了不同浓度下各缓蚀剂的缓蚀性能,针对缓蚀效果优良的咪唑啉缓蚀剂HC01最佳用量及其在20号钢表面的吸附行为进行了研究。结果表明:缓蚀剂HC01最佳浓度为145.5 mg/L,缓蚀率高达90.26%,在20号钢表面的吸附行为服从Langmuir吸附等温式,属于化学吸附。咪唑啉缓蚀剂HC01在减粘顶水介质中对20号钢的缓蚀效果明显,建议现场应用。     

酸化缓蚀剂HSJ-2的合成及缓蚀性能评价

采用苯乙酮、甲醛、胺B通过曼尼希反应合成出一种酸化用缓蚀剂HSJ-2,通过对影响产品性能的各因素实验研究,得到合成缓蚀剂HSJ-2的优化方案为：单体配比1：1：0．6,反应温度100℃,反应时间5h,pH值1．0．2．0。同时对合成出的缓蚀剂HSJ-2进行了不同实验条件下的缓蚀性能评价,实验结果表明,缓蚀剂HSJ-2在不同浓度盐酸或土酸体系中,加量为1．0％-1．5％均具有较好的缓蚀效果,腐蚀速率均能达到行业标准（SY／T5405—1996）要求,同时缓蚀剂具有较好的抗温性能,抗温达150℃。     

铁离子对酸化缓蚀剂性能的影响

酸化工艺技术在油田开发中占有重要的地位,而酸化缓蚀剂的应用是酸化施工得以顺利实施的前提条件。缓蚀剂吸附在金属表面形成一层保护膜,阻止酸对油管、套管及井下设备的腐蚀,但缓蚀剂的作用受到多方面因素的影响,主要有:金属种类;温度和压力;酸型及浓度;酸液其它添加剂。     

一种咪唑啉类抗高温酸化缓蚀剂的制备与性能评价

对于复杂井的酸化作业,许多缓蚀剂表现出较差的抗高温能力,缓蚀性能不好。如果通过增加缓蚀剂用量来增强缓蚀剂对井下管柱的保护作用,不仅会增加酸化作业成本,而且还会对酸化效果产生不利影响。同时,一些缓蚀剂与地层离子不相容,常常引起对地层的伤害问题。因此,亟需开发出与地层离子相容性好、能抗高温、缓蚀性能好的缓蚀剂。文中以油酸、二乙烯三胺为主要原料,通过缩合脱水反应合成了一种油酸咪唑啉。将该油酸咪唑啉与甲醛、表面活性剂LSN、OP-10和有机溶剂T进行复配,制备出了一种抗高温的酸化用缓蚀剂,并对缓蚀剂的酸溶性、与地层离子的相容性、缓蚀性能等进行了评价。评价结果表明：该缓蚀剂的酸溶性较好,与地层离子有很好的相容性,能抗高温,在盐酸和土酸中均表现出了优良的缓蚀性能。     

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     

YZ-1酸化缓蚀剂的合成及其性能

以甲醛、丙酮和乙二胺为原料，经过Mannieh反应合成了曼尼希碱酸化缓蚀剂YZ-1。通过正交实验得出最佳合成条件为：反应温度70℃，反应时间4h，酮醛胺摩尔比为2：2：1，HCl加量1．0％。用静态失重法在不同温度、不同加量以及不同酸液类型及酸液浓度下，对其缓蚀性能进行了综合评价。结果表明，缓蚀剂YZ-1在盐酸、氢氟酸和土酸中均有良好的缓蚀效果，其耐温性高达150℃，是一种很好的高温酸化缓蚀剂。     

盐酸酸化缓蚀剂ST-2的合成及性能评价

以甲醛、二乙胺和苯乙酮为原料合成了曼尼希碱缓蚀剂,通过正交试验设计得出了最佳合成工艺:反应温度130℃,反应时间6 h,甲醛、二乙胺和苯乙酮的摩尔比0.1:0.13:0.13,pH值为3。通过红外光谱测试,证实了目标产物的结构。对合成出的最优化缓蚀剂ST-2进行了性能研究,发现缓蚀剂用量对缓蚀效果影响明显,当缓蚀剂质量分数达到0.5%时已经达到标准中一级指标水平。ST-2与缓蚀增效剂丙炔醇复配具有良好的协同作用。对于质量分数为15%HCl在90℃下的酸化体系,缓蚀剂的最佳配方为0.1%ST-2+0.5%丙炔醇。     

曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂的合成与性能评价

以苄胺、苯乙酮、甲醛为原料合成了一种曼尼希碱,通过正交实验得到最佳合成条件：苯乙酮、甲醛、苄胺物质的量比1：1．5：1．5,反应时间10h,反应体系pH值2—3,反应温度90℃。最佳条件下合成的曼尼希碱与增效剂丙炔醇、碘化钾以质量比1：0．2：0．5复配,得到曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂。缓蚀性能考察实验结果表明,研制的曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂具有良好的缓蚀效果。在15％的盐酸介质中,90℃下,缓蚀剂用量为1．O％时,钢片腐蚀速率仅为2．987g／（m^2·h）;当温度升高到150℃时,增加缓蚀剂用量到1．5％,腐蚀速率仅为3．646g/（^2·h）;含量低于20％的盐酸介质中,缓蚀剂用量为1．0％时,腐蚀速率低于4g/（m^2·h）。采用红外光谱对合成产物进行了表征。     

一种曼尼希碱型盐酸酸化缓蚀剂的合成及缓蚀性能

以N80钢片在加入2%缓蚀剂的20%工业盐酸中90℃的腐蚀速率为考察指标,通过正交设计合成实验,确定了目标曼尼希碱的最佳合成条件:苄胺、苯乙酮、甲醛摩尔比1∶1∶2.5,反应温度80℃,反应总时间14 h,pH值2～3.在最佳条件下合成的该曼尼希碱中加入5%增溶剂(一种非离子表面活性剂),配入适量增效剂(炔醇),得到了盐酸酸化缓蚀剂.性能考察实验结果如下.N80钢片在20%工业盐酸中、90℃时的腐蚀速率随缓蚀剂加量增大(0.5%～3.0%)而减小,加量1.0%时为0.95 g/m2·h;加量1.0%时的腐蚀速率随温度升高(50～100℃)而增大,且表明其耐温性良好;加量1.0%、90℃时的腐蚀速率随HCl质量分数的增大(10%～28%)而增大,在28%盐酸中略高于2g/m2·h.极化曲线及钢片表面扫描电镜照片表明,该剂为以阳极控制为主的混合型吸附成膜缓蚀剂.图6表1参6.     

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。     

BH961型酸化缓蚀剂

研制了由曼尼希碱和醛胺缩合物组成的酸化液缓蚀剂BH96 1,简介了合成方法但未指明两组分的化学结构。室内性能评价表明 :在 90℃、常压下加入 1%BH96 1可使N80钢片的腐蚀速率在 15 %盐酸中由 349.5降至 1.36g h·m2 (缓蚀率 99.6 % ) ,在土酸 (12 %盐酸 +3%氢氟酸 )中由 4 5 8.7降至 1.6 4g h·m2 (缓蚀率 99.6 % ) ;与 4种胜利油田常用缓蚀剂相比效果最好 ;在 30 %盐酸中腐蚀速率为 4 .86g h·m2 ;12 0℃时在 15 %盐酸和土酸中腐蚀速率达到一级标准 ;在pH为 3～ 4的土酸乏酸中腐蚀速率极低 ,基本无点蚀 ;与各种酸液添加剂相容性良好且腐蚀性能不受影响 ;含 1%BH96 1和各种酸液添加剂的 2 %KCl水溶液在室温至 90℃下对纯梁各主力油田储层岩心渗透率的伤害很小 ,为 4 .2 %～ 19.8% ,甚至低于 2 %KCl溶液的伤害。自 2 0 0 0年以来在纯梁各油田 10 0余口井酸化中使用BH96 1,酸化有效率由～ 80 %提高至 88%。表 7参 1     

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.