芳香希夫碱在油田采出水中的缓蚀性能研究

目的研究不同复配型芳香希夫碱缓蚀剂在油田采出水中对N80碳钢的缓蚀效果。方法采用静态失重和旋转挂片实验比较四种芳香希夫碱的缓蚀速率,采用电化学测试、扫描电镜和EDS手段对N80碳钢进行表征和分析。结果在油田采出水中添加芳香希夫碱复配型缓蚀剂后,试样表面生成以铁、碳、氧元素为主的保护膜,当四种缓蚀剂的添加量达到90 mg/L时,N80碳钢的腐蚀速率下降趋势变化缓慢,a型缓蚀剂的缓蚀效果最好,其用量为90 mg/L时,N80碳钢的腐蚀速率降低到0.0087 mm/a,自腐蚀电位由-0.8112V提高到-0.7345 V,自腐蚀电流由77.79μA下降到5.410μA,缓蚀率可达到93.05%。结论四种希夫碱复配缓蚀剂均有较好的缓蚀性能,缓蚀剂的缓蚀效果顺序为abdc。     

哌嗪类曼尼希碱壳聚糖缓蚀剂的制备及缓蚀性能研究

目的 解决海底采油设备酸化腐蚀问题,合成一种绿色的哌嗪类曼尼希碱壳聚糖衍生物缓蚀剂CS-NMB,并研究其在15%（质量分数）盐酸溶液中对N80钢的缓蚀性能,计算研究其在金属表面的作用机理。方法 以曲酸和N–甲基哌嗪为原料,经过曼尼希反应,合成曼尼希碱（MB）,再将该曼尼希碱接枝到壳聚糖分子上。采用红外光谱表征所合成产物,利用电化学法和静态失重法评价CS-N-MB在该强酸环境中对N80钢的缓蚀能力。基于密度泛函理论,研究壳聚糖（CS）和CS-N-MB的反应活性,明确活性位点,并通过分子动力学计算缓蚀剂的吸附能以及体系中水分子的均方位移。结果 在15%盐酸环境中,CS-N-MB对N80钢具有良好的缓蚀作用,且当缓蚀剂添加量小于200mg/L时,随着浓度的增加,N80钢的腐蚀速率逐渐减小。当缓蚀剂添加量大于200 mg/L时,短时间内,随着浓度的增加,N80钢的腐蚀速率又略微增大,而72 h后N80钢的腐蚀速率略微减小并趋于稳定。电化学研究表明,CS-N-MB能够同时抑制腐蚀的阴极反应和阳极反应,是混合型缓蚀剂。分子模拟结果表明,CS-N-MB的主要活性位点集中在N、O以及环状结构处,且加入...     

HJ曼尼希碱缓蚀剂的合成及其性能

采用糠醛、苯乙酮和水合肼合成了HJ曼尼希碱缓蚀剂。通过静态失重法和电化学方法评价了该缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。静态失重法表明,N80钢片在加有1.0%(质量分数)HJ曼尼希碱的15%(体积分数,下同)盐酸溶液中的腐蚀速率为0.623 5g·m~(-2)·h~(-1),远低于SY/T5405-1996标准中的一级标准。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。该缓蚀剂在N80钢表面上的吸附行为服从Langmiur吸附等温式。     

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。     

一种增强型曼尼希碱酸化缓蚀剂的合成及其性能

以乙二胺、多聚甲醛和苯乙酮为原料经曼尼希反应合成了乙二胺双曼尼希碱盐酸盐,并合成了2-苯甲酰基-3-羟基-1-丙烯(BAA)和3-羟基苯丙酮,使用核磁共振氢谱分别对其结构进行了表征。三者复配得到增强型酸化缓蚀剂,采用静态失重法,电化学方法和SEM观察等研究了复配缓蚀剂在15%HCl溶液中对N80钢的缓蚀性能。结果表明:在90℃、15%HCl溶液中加入0.1%复配缓蚀剂,N80钢片的腐蚀速率为2.316 2g·m~(-2)·h~(-1),即达到一级标准(SY/T 5405-1996)。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钢片表面形成了一层保护膜。     

两种新型曼尼希碱缓蚀剂的性能及吸附行为研究

通过Mannich反应合成ZJ-1、ZJ-2两种曼尼希碱缓蚀剂,利用红外光谱对产物进行表征,采用极化曲线、电化学阻抗谱和分子动力学模拟等方法评价两种缓蚀剂对P110钢的缓蚀效果,并探讨其缓蚀作用机理和吸附行为。结果表明:合成的缓蚀剂在1 mol/L NaCl+CO2环境中对P110钢均有一定的缓蚀效果,其中ZJ-1缓蚀剂的缓蚀效果更好,缓蚀效率可达92.06%;两种缓蚀剂均为阳极控制为主的混合型缓蚀剂,通过缓蚀剂在金属表面上形成的吸附膜使得腐蚀过程的电极反应都难于进行,从而起到减缓腐蚀的作用;ZJ-1和ZJ-2缓蚀剂分子均可驱替水分子而吸附在金属表面,其活性原子N和O提供的孤对电子与金属表面Fe原子的空轨道形成配位键,具有较强的吸附作用力,相比于ZJ-2曼尼希碱缓蚀剂,ZJ-1曼尼希碱缓蚀剂分子与Fe表面的吸附能更高,缓蚀性能更好。     

曼尼希碱缓蚀剂CJ的合成及其性能

曼尼希碱是一类重要的金属缓蚀剂。以肉桂醛、环己酮、水合肼为原料合成曼尼希碱缓蚀剂CJ,采用正交试验优化得出最佳合成条件,同时采用极化曲线和电化学阻抗谱等电化学方法研究了曼尼希碱缓蚀剂CJ的缓蚀机理。结果表明:当肉桂醛/水合肼摩尔比为3∶1、环己酮/水合肼摩尔比为1∶1、反应温度为45℃、pH为4、反应时间为8h时,CJ具有最好的缓蚀性能。在15%盐酸中,当缓蚀剂加量为1.0%时,N80钢片的腐蚀速率为0.299 1g/(m2·h),远低于SY/T 5405-1996中的一级标准。曼尼希碱缓蚀剂CJ在钢铁表面的吸附符合Langmuir吸附等温方程;曼尼希碱缓蚀剂CJ是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂。     

塔河油田单井注采交替缓蚀剂的筛选与复配研究

目的有效治理注采交替工况对井下管柱造成的严重腐蚀,促进缓蚀剂技术在塔河油田的广泛应用。方法采用红外光谱法验证了四种有机缓蚀剂的主要成分,测试了缓蚀剂的理化性能,采用失重法评价了缓蚀剂在塔河油田井下注采交替工况的缓蚀效率,并利用电化学方法研究了两种缓蚀剂的复配性能。结果四种缓蚀剂的有效成分分别为油酸酰胺、芳香酮曼尼希碱、油酸咪唑啉和苄基喹啉盐,理化性能测试全部通过。其中,芳香酮曼尼希碱和油酸咪唑啉在井下注采交替工况下具有良好的缓蚀性能,缓蚀效率分别达到73%和67%。油酸咪唑啉和芳香酮曼尼希碱的复配能进一步提升缓蚀效率,当芳香酮曼尼希碱和油酸咪唑啉的质量比为1:3时,复配缓蚀剂的缓蚀效率能达到90%。结论芳香酮曼尼希碱-油酸咪唑啉复配型缓蚀剂是一种适用于塔河油田注采交替工况的缓蚀剂。     

曼尼希碱缓蚀剂的合成及其缓蚀效果

以甲醛、苄叉丙酮、对甲基苯胺为原料,通过曼尼希反应,制备了一种新型的曼尼希碱缓蚀剂(MHX),并采用正交试验优化了制备条件。采用静态失重法、电化学测试及分子动力学模拟的方法,研究了MHX添加量对N80钢片在HCl溶液中缓蚀效果的影响。结果表明：在90℃、添加1%MHX的20%HCl溶液中,N80钢片的腐蚀速率为2.6 g·m^-2·h^-1,缓蚀率为99.63%;该缓蚀剂是一种以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,可以大幅降低腐蚀电流密度,提高电极阻抗;MHX能够在N80钢表面吸附成膜,降低钢表面Fe的损耗,使其表面粗糙度降至93.81 nm; MHX分子在N80钢表面的吸附能为-7.59 eV,能有效取代H₂O分子吸附在金属表面,从而起到缓蚀作用。     

酸性介质中曼尼希碱与KCl复配对A3钢的缓蚀性能研究

以乙醛、丙酮和二乙胺为原料合成了曼尼希碱酸化缓蚀剂ZD-1.在加入1 g/L的ZD-1和不同浓度KCl的5%(质量分数)H2SO4溶液中,测试了A3钢的缓蚀率及动电位扫描极化曲线和交流阻抗谱,研究了ZD-1与KCl复配对A3钢的协同缓蚀作用.结果表明:ZD-1与KCl复配是以阴极控制为主的混合型缓蚀剂,1g/L的ZD-1和1 mmol/L的KCl复配对A3钢的缓蚀效果显著,缓蚀率可达93.84%.     

硫酸介质中丙氨酸复合缓蚀剂的研究

目的研究丙氨酸和碘化钾共同存在于硫酸溶液中,对碳钢的协同缓蚀作用。方法采用极化曲线、交流阻抗谱、扫描电镜、X射线光电子能谱(XPS)以及El-Awady动力学模型,对丙氨酸、丙氨酸与碘化钾复配缓蚀剂对碳钢在硫酸介质中的缓蚀性能和吸附机理进行探究。结果在10%的硫酸体系中,对碳钢的缓蚀性能随着缓蚀剂浓度增大而增强。单独使用丙氨酸作为缓蚀剂,丙氨酸分子在碳钢表面呈单分子层吸附,缓蚀效率最高仅达到29%,缓蚀效果不明显。经过丙氨酸与碘化钾复配后,缓蚀效果显著提高,当丙氨酸质量浓度为300 mg/L,碘化钾质量浓度为250 mg/L时,缓蚀效率达到92%以上。XPS谱图表明,缓蚀剂主要是通过分子中的N原子与碳钢表面Fe原子形成共价键,吸附在碳钢的表面,与KI复配后,I-吸附在碳钢表面,并部分氧化,形成I_3~-。El-Awady动力学模型研究说明该复配缓蚀剂为混合型缓蚀剂,且在碳钢表面自发形成多分子层吸附膜。结论在10%的硫酸溶液中,丙氨酸分子通过物理吸附或化学吸附作用,吸附在碳钢表面,减缓腐蚀反应发生。碘化钾添加后,发挥连接缓蚀剂分子和碳钢表面的桥梁作用,从而协助丙氨酸吸附到碳钢表面,提高丙氨酸在碳钢表面的覆盖率,在提高缓蚀效率的同时,减少了丙氨酸的使用量,有效地抑制了钢材的腐蚀。     

硫脲对非调质钢在HCl酸洗溶液中的缓蚀作用

目的 研究硫脲(TU)对非调质钢在HCl溶液中的缓蚀作用.方法 通过动电位极化曲线、电化学阻抗谱研究硫脲对非调质钢在HCl溶液中的缓蚀效应,采用KH-7700型三维视频显微镜观察非调质钢的腐蚀形貌.结果 非调质钢在不合缓蚀剂的HCl溶液中的自腐蚀电位(Ecorr)为-0.566V,自腐蚀电流密度(Jcorr)为12.57 mA/cm2.随着HCl溶液中硫脲浓度的增加,非调质钢的自腐蚀电流密度(Jcorr)逐渐减小,反应电阻(Rct)逐渐增大,界面双电层电容Cdl降低,缓蚀效率逐渐增加,阴极极化曲线几乎重合,而阳极极化曲线逐渐正移.当HCl溶液中加入5g/L硫脲时,缓蚀效率达91.17％,效果好于市售酸洗缓蚀剂AS-30,能够有效消除非调质钢在HCl酸洗液中的腐蚀麻点.结论 硫脲对非调质钢在HCl溶液中具有明显的缓蚀效应,能够有效消除非调质钢酸洗过程中的腐蚀麻点.     

硫脲-二乙烯三胺缩聚物对混凝土中钢筋的缓蚀作用

用动电位极化曲线及电化学阻抗谱研究了硫脲－二乙烯三胺缩聚物在浊凝土孔隙模拟液及混凝土中对钢筋腐蚀的抑制作用。结果表明它是一种混合型缓蚀风筋的点蚀有较好的抑制作用。在模拟液中添加１％的该缓蚀剂就可以使对氯离子的容忍度从０．０２ｍｏｌ／Ｌ提高到０．１ｍｏｌ／Ｌ。它与ＮａＮｏ３有交好的协同作用。它妈能吸附于钢筋表面,又能提高混凝土密实程度,减缓腐蚀介质向混凝土内的渗透。能谱分析的结果表明它能够富集于钢筋     

两种曼尼希碱缓蚀剂的缓蚀性能

采用甲醛/苯甲醛、苯乙酮和水合肼为原料分别合成了AJ和BJ两种曼尼希碱缓蚀剂。通过静态挂片失重法、电化学测试法等方法研究了在15%HCl(质量分数)溶液中,这两种缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。结果表明:在15%的HCl溶液中,AJ和BJ缓蚀剂对N80钢具有良好的缓蚀作用,且BJ缓蚀剂的缓蚀效果要优于AJ缓蚀剂的;两种缓蚀剂均为阳极型缓蚀剂,都能自发吸附在N80钢表面,其行为均符合Langmuir吸附等温式。     

ATA及其与PASP复配在3.5%NaCl溶液中对碳钢的缓蚀作用

为寻找新的缓蚀荆来解决碳钢的腐蚀问题,采用极化曲线和交流阻抗方法,研究了3-氨基-1,2,4-三氮唑(ATA)及其与聚天冬氨酸(PASP)复配在3.5%NaCl溶液中对碳钢的缓蚀作用,并对比观察了碳钢在未加和加入复配缓蚀荆的3.5%NaCl溶液中浸泡后的腐蚀形貌.结果表明:ATA在3.5%NaCl溶液中对碳钢具有缓蚀作用,属阳极型缓蚀剂,其添加量以25 mg/L为最好,此时的缓蚀效果最佳,缓蚀率可达93.51%;ATA和PASP复配在3.5%NaCl溶液中对碳钢具有缓蚀协同作用,且15 mg/L ATA和10 mg/L PASP复配时的缓蚀协同作用最好,缓蚀率高达99.89%.     

Influence of pH on corrosion behavior of carbon steel in simulated cooling water containing scale and corrosion inhibitors

In this paper, the influence of pH on the corrosion behavior of AISI 1020 carbon steel in simulated cooling water was investigated by using electrochemical and surface analysis methods. The results of polarization showed that the corrosion resistance of carbon steel increased with an increase in pH of the simulated water, and the corrosion control process changed from cathodic polarization to anode polarization control. The scale and corrosion inhibitor 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTCA) had a certain anodic corrosion inhibition effect on carbon steel, whereas Zn²⁺ acted as a cathodic inhibitor for carbon steel in simulated water with pH 7–9. In simulated water containing both PBTCA and Zn²⁺, a good synergistic corrosion inhibition was found between PBTCA and Zn²⁺, and their corrosion inhibition effect on carbon steel was the best at pH 8. This was attributed to the formation of Zn(OH)₂ precipitate film in the cathode region and the formation of Zn–PBTCA complex film in the anode region at this pH.     

Interaction of inhibitors with corrosion scale formed on N80 steel in CO2‐saturated NaCl solution

The performance of the selected inhibitors, including thioglycolic acid (TGA), diethylenetriamine (DETA), and naphthene acid imidazolines (IM), on the bare surface of N80 steel and its scaled surface pre‐corroded in CO₂‐saturated 1%NaCl solution was investigated by weight‐loss method, electrochemical measurements using rotating cylinder electrode and surface analytical methods (SEM, XRD, and EPMA). The results indicate that there is a remarkable difference in inhibition efficiency of inhibitors on the N80 steel with and without pre‐corrosion scale. The synergistic effect between inhibitors and corrosion scale not only depends on the size of inhibitor molecules, but also depends on the interaction of the inhibitor with the corrosion scale. It shows that IM and DETA have a good positive synergistic effect with the corrosion scale formed on N80 steel, although DETA has no inhibition efficiency for bare N80 steel, which can easily enter into the apertures of the corrosion scale, and block the active sites on the metal surface and the diffusion routeways of the reactant so as to depress the corrosion of the substrate metal. While TGA shows excellent inhibition efficiency on bare N80 steel, but it has an antagonistic effect with the corrosion scale although it has a small molecular weight as well as DETA, because TGA can dissolve corrosion scale and break its integrality and protectiveness performance.     

N,N′-二苯基硫脲对Q235钢在酸性介质中的缓蚀作用及其与十二烷基磺酸钠的协同效应

用动电位扫描极化曲线、电化学阻抗法和量子化学法,研究了N,N′-二苯基硫脲（DPH-TU）在5%H_2SO_4介质中对Q235钢的缓蚀作用机理,及其与十二烷基磺酸钠（SDBS）的协同缓蚀效应结果表明N,N′-二苯基硫脲是一种缓蚀效果显著的混合型缓蚀剂.当DPH-TU和SDBS共存时呈现协同缓蚀效果,两者浓度比为1：1时...     

IAA 在硫酸溶液中对碳钢的缓蚀性能研究

目的研究吲哚-3-乙酸(IAA)在H2SO4(0.1 mol/L)溶液中对碳钢(Q235)的缓蚀性能,降低碳钢生产过程对环境的影响。方法采用动电位极化曲线测试、交流阻抗实验、失重实验和扫描电镜实验分析缓蚀剂的缓蚀性能及作用机理。结果 IAA的缓蚀效率随着缓蚀剂浓度的增加而逐渐增大,当IAA浓度增加到4×10-3mol/L时,缓蚀效率最高达到88.85%。温度升高,缓蚀效率降低,说明IAA不宜于高温下使用。IAA是一种混合型缓蚀剂,对阴极反应和阳极反应均有抑制作用,且在缓蚀剂分子吸附过程中,吸附在碳钢表面的水分子和缓蚀剂分子发生竞争吸附作用,能有效阻止H+的穿越,从而抑制腐蚀H+的放电。IAA在碳钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温模型,该吸附自发进行且是物理吸附和化学吸附共同作用。缓蚀剂通过抑制腐蚀反应的活性点,提高活化能垒,防止碳钢溶解腐蚀。IAA在碳钢表面形成保护膜,减轻了腐蚀。结论 IAA是一种以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,在0.1 mol/L H2SO4溶液中能够对Q235碳钢起到优异的保护作用。