饱和CO2盐水中咪唑啉分子结构与其缓蚀性能的关系

用极化曲线法和静态挂片法评价了不同疏水链和亲水基的系列咪唑啉在饱和CO2盐水中的缓蚀性能,探讨了咪唑啉分子结构与其缓蚀性能的关系。实验结果表明,对于NaC l质量浓度低于50 g/L的饱和CO2的腐蚀介质,咪唑啉的疏水链越长,缓蚀性能越好,若疏水链含有双键则可以进一步提高缓蚀性能;增加腐蚀介质中NaC l的质量浓度,导致疏水链较长的1-氨乙基-2-十五烷基咪唑啉乙酸盐、1-氨乙基-2-十七烷基咪唑啉乙酸盐和1-氨乙基-2-十七烯基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能降低,而疏水链较短的1-氨乙基-2-十一烷基咪唑啉乙酸盐和1-氨乙基-2-十三烷基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能略有升高,但仍以1-氨乙基-2-十七烯基咪唑啉乙酸盐的缓蚀性能最好。在以氯乙酸、醋酸和氨基磺酸对十七烯基咪唑啉改性形成的4种缓蚀剂中,1-氨乙基-1-羧甲基-2-十七烯基氯化咪唑啉的缓蚀性能最好,而氨乙基咪唑啉的缓蚀性能则优于羟乙基咪唑啉。     

富含双键咪唑啉在饱和CO2盐水中缓蚀行为研究

目的 合成含有两个双键的亚油酸咪唑啉,与传统的含有单个双键油酸咪唑啉对比,研究其结构对其缓蚀性能的影响。方法 在60℃下将Q235钢浸泡于饱和CO₂的3%(w)NaCl溶液中,通过失重、电化学测试和缓蚀效率测试,并通过表面分析方法观察腐蚀后钢片形貌变化,最后通过理论计算对合成缓蚀剂进行性能研究。结果 电化学与失重结果显示在加入质量浓度为200 mg/L的亚油酸咪唑啉后,缓蚀效率能达到90%,缓蚀性能优于常见的油酸咪唑啉。在结构上,由于亚油酸咪唑啉分子比油酸咪唑啉多了一个双键,增加了咪唑啉缓蚀剂的吸附位点,使其能更好地吸附于金属的表面。结论 亚油酸咪唑啉对碳钢有很好的缓蚀性能;在同等实验条件下,缓蚀性能优于油酸咪唑啉;其吸附满足Langmuir吸附等温线;吸附过程中主要通过N—Fe键吸附在Fe表面。     

咪唑啉缓蚀剂的合成与缓蚀性能的研究

利用油酸及二乙烯撑三胺为原料,以二甲苯为溶剂,合成咪唑啉缓蚀剂,并通过失重法测出不同浓度、不同时间及不同温度下产品的缓蚀效果曲线。结果表明,在质量浓度为0.2%～0.5%时,Q235钢在酸性介质中的缓蚀效率最佳,可以达到99%以上。     

取代基咪唑啉分子结构与缓蚀性能的理论研究——咪唑啉分子 …

用量子化学方法计算了咪唑啉系列化合物及其与铁原子的化学吸附位能曲线。得到吸附作用能、咪唑啉环上氮原子与铁原子的配位健长、双原子作用能以及重叠集居数。研究结果表明,供电性基团或取代芳烃引入到咪唑啉环上能增强氮与铁原子的化学吸附作用力。计算结果可为设计性能较好的缓蚀剂提供有用的理论依据。     

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究

以棕榈酸、二乙烯三胺为原料合成咪唑啉，并对其进行水溶性改性制备了咪唑啉型缓蚀剂YG-1，与助剂硫脲复配得到复配缓蚀体系YG-2。应用静态挂片失重法、电化学法评价了该复配缓蚀体系YG-2的缓蚀性能，研究了缓蚀机理，并用扫描电镜分析了腐蚀前后及加入复配缓蚀体系YG-2后A3钢的表面形貌。研究结果表明，在30℃下加入复配缓蚀体系YG-2能有效地抑制饱和CO2的高矿化度盐水对A3钢的腐蚀，其使用浓度为20mg／L时，缓蚀率达到98．5％，腐蚀速率仅为0．009mm／a，远好于我国石油天然气行业标准规定的指标。     

咪唑啉在H2S/CO2腐蚀体系的缓蚀性能研究

通过静态挂片失重法和电化学极化曲线法,研究两种改性的咪唑啉衍生物缓蚀剂在饱和H2S／CO2腐蚀环境中的缓蚀性能。研究结果表明,两种缓蚀剂对饱和H2S／CO2腐蚀体系具有良好的缓蚀效果,使H2S／CO2腐蚀体系的自腐蚀电位发生正移,腐蚀电流密度减小,对碳钢腐蚀反应过程有良好的抑制作用。     

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。     

单环咪唑啉衍生物分子结构对其缓蚀性能的影响

以有机酸或脂肪酸甲酯和二乙烯三胺或三乙烯四胺、四乙烯五胺为原料、甲苯为携水剂,制备了一系列单环咪唑啉类缓蚀剂;采用静态失重法考察了单环咪唑啉分子中的亲水基团结构、疏水基团结构对单环咪唑啉类缓蚀剂缓蚀性能的影响.结果表明,咪唑啉分子中亲水基团碳链变长、氮原子个数增加,缓蚀剂对A3碳钢的缓蚀率增加;分子中疏水基团碳链变短时,对A3碳钢的缓蚀率降低,当碳原子个数少于12时,缓蚀率明显降低;疏水基团为体积较大的脂环基团或混合的脂肪酸基团时,该缓蚀剂都具有很强的缓蚀作用,且能有效抑制氢鼓泡.油酸与四乙烯五胺合成的油酸基单环咪唑啉用量为6 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达99%;环烷酸与四乙烯五胺合成的环烷基单环咪唑啉用量为4 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达98%;混合脂肪酸甲酯与四乙烯五胺合成的脂肪酸基单环眯唑啉用量为6 mg/L时,对A3碳钢的缓蚀率可达97%以上,且都具有很好的抑制氢鼓泡性能.     

咪唑啉衍生物的缓蚀机理计算及性能研究

采用量子化学方法分析了咪唑啉衍生物的结构特征,设计了3种咪唑啉衍生物：咪唑啉、甲苯基咪唑啉、硝基苯基咪唑啉;对其分子结构、电荷分布、轨道能量,及其与Fe原子配位的结合能和配位化合物的结构特征进行了计算,分析Fe原子与不同咪唑啉衍生物分子间作用力和结合能的变化规律;进而,合成得到3种相应的化合物,对其缓蚀性能进行评价。结果表明：咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀性能由强到弱的顺序为：甲苯基咪唑啉>咪唑啉>硝基苯基咪唑啉。咪唑啉衍生物分子中取代基供电子能力越强,咪唑啉衍生物分子和Fe原子的前线分子轨道能量差越小,二者发生配位作用吸附在金属表面的作用效果越好,缓蚀剂的缓蚀性能越优秀。     

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其抑制CO2腐蚀性能的研究

合成了一种咪唑啉型缓蚀剂,并将所合成的咪唑啉型缓蚀剂与其它物质进行复配得到一种抗CO2腐蚀的气-液双相缓蚀剂。利用静态失重法测定了咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中对20A碳钢以及复配物在CO2介质中对N80钢的腐蚀速度和缓蚀效率。结果表明：该咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中对20A碳钢具有较强的缓蚀能力,并且其与吗啉衍生物、硫脲及丙炔醇复配后对抑制CO2的腐蚀有很好的效果。在实验条件下,该复配物的加入量为500mg/l时,气相中的缓蚀效率为93.6%,液相中的缓蚀效率为96.9%。     

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��CO₂ corrosion, its mechanism and the measures taken for inhibition are discussed briefly. In laboratory tests, it is shown that corrosion of carbon dioxide is less serious than that of hydrogen sulfide. The inhibition of the former, however, is more difficult than that of the latter.     

石油酸结构与腐蚀性的关系

 酸值相近的原油腐蚀性差别可能很大,这与其中所含的石油酸结构有关。为了考察不同结构类型的石油酸腐蚀性大小的差别,选取了26种石油酸模型化合物,系统地测定了其在白油模拟体系中的气相、液相及总腐蚀速率,并分别比较了直链、支链及环状石油酸的腐蚀能力。结果表明,直链脂肪酸的腐蚀能力随碳数的增加而减弱,环取代能增强石油酸的腐蚀能力,但多个环取代时反而减弱其腐蚀能力。     

超临界CO2缓蚀阻垢剂的合成及性能评价

针对高矿化度低渗透油藏CO_2驱油过程中超临界CO_2腐蚀结垢问题,合成一种由苯甲酸硫脲基咪唑及磷酸酯基咪唑啉、喹啉季铵盐和聚环氧琥珀酸盐为主要成分构成的缓蚀阻垢剂CQ-HS。利用高温高压实验、电化学和阻垢率评价方法,在超临界条件下研究了CQ-HS的抗CO_2腐蚀性和阻垢性能。研究结果表明,在80℃、CO_2分压9.0 MPa条件下,添加200 mg/L的缓蚀阻垢剂CQ-HS后,碳钢的腐蚀速率降为0.068 mm/a,具有良好的缓蚀性能;当缓蚀阻垢剂CQ-HS加量为200 mg/L时,其对硫酸钡锶垢的阻垢率可以达到80%以上。在超临界CO_2条件下,CQ-HS缓蚀阻垢剂同时具有缓蚀和阻垢性能,可实现一剂多用的目标。图9表1参15     

咪唑啉类缓蚀剂的合成及其缓蚀性能评价

在一定条件下合成的多种咪唑啉和咪唑啉季铵盐缓蚀剂,对N80钢在12％的盐酸中有较好的缓蚀作用,其中合成的咪唑啉季铵盐的缓蚀性能更为优异。脂肪酸-乙二胺咪唑啉季铵盐在投加量为0.3％时,在12％盐酸(60℃,4小时)酸液中N80钢腐蚀速率已降为3.91g／m~2·h。该产品与缓蚀剂K复配后,缓蚀性能得到进一步提高,可以满足油田酸化作业要求。     

胺分子结构与CO2反应速度常数关系的研究

收集了30种伯、仲胺,5种叔胺与CO2的反应速度数据,发现胺的质子化常数（pKa）和空间位阻系数（-Es）与反应速度有密切的关系。进而建立了BP神经网络进行计算,结果证明反应速度常数k2与pKa、-Es之间有着较好的相关性。此神经网络可作为预测反应速度常数的有效工具。     

CO2驱油与埋存研究进展

详细介绍了CO2驱油与埋存研究的现状。目前CO2驱油在国外已取得较好的经济效益,在国内正在进行矿场先导试验。而CO2埋存在国内外均处于探索阶段。CO2驱油与埋存研究中存在的问题主要包括提高采收率方面的扩大波及体积等关键问题、CO2埋存介质和方法的选择、CO2驱油对地层的伤害、CO2驱油与埋存的气源问题、CO2驱油与埋存产业协调和整体规划5大方面。指出了该项研究的发展趋势。     

3Cr钢在CO2环境中的腐蚀研究

由于非常规储层的特殊性(即低孔、低渗、易膨胀和易破碎等),该类储层在开发过程中极易受到不可逆的伤害。为了认识钻井过程中非常规储层伤害机理,以页岩储层为例,系统地调研了页岩钻井储层伤害的国内外研究现状,分析了目前研究中存在的问题,并对下一步储层保护工作开展提出了建议。研究发现,目前页岩钻井储层伤害研究主要体现在钻井技术和钻井液两方面,但针对非常规储层中井壁稳定性问题的研究相对较少,且对钻井液引起的储层伤害机理认识不够深入。结合页岩钻井储层伤害研究现状,应全面开展非常规储层井壁稳定性、钻井对储层伤害机理和非常规储层钻井液优选的研究。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能评价

采用硬脂酸、苯甲酸、月桂酸、二乙烯三胺和三乙烯四胺为原料,合成了多种咪唑啉及咪唑啉季铵盐缓蚀剂,对N80钢在的盐酸中有较好的缓蚀作用,其中合成的咪唑啉季按盐的缓蚀性能更为优异。咪唑啉季铵盐类型缓蚀剂MBT在投加量为0.5%时,在12%HCl(60℃,4h)酸液中,N80钢腐蚀速率为0.692g/(m2.h)。该产品与缓蚀剂复配后得到了缓蚀剂SE-1,缓蚀性能得到进一步提高,加量为2%时,在土酸(150℃,4h)介质中,N80钢片在的腐蚀速率为15.91g/(m2·h)。并用动电位扫描技术,对咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能进行了极化行为研究。