喹啉季铵盐与金属阳离子作为盐酸酸化缓蚀剂的协同作用

季铵盐类缓蚀剂与金属阳离子的协同缓蚀作用广泛应用于高温酸化缓蚀剂领域,开展相关研究对于诠释高温酸化缓蚀剂多组分协同作用机理具有重要意义。合成了喹啉季铵盐缓蚀剂,研究了不同浓度的Sb2O3,CuI及NiSO4与喹啉季铵盐在20%盐酸,140℃环境中对N80钢的协同作用效果。结果表明,最优化的缓蚀剂配方为2%(质量分数)喹啉季铵盐+0.5%(质量分数)Sb2O3。针对这一最优化配方,通过表面SEM,EDS及XRD分析,研究了两种缓蚀剂组分之间的协同缓蚀作用机理。研究结果表明,喹啉季铵盐与锑化物协同作用形成复合膜是缓蚀的主要原因。增效剂Sb2O3在固液界面还原为单质Sb,沉积于金属表面,与酸化缓蚀剂主剂(成膜物质,喹啉季铵盐)共同形成复合膜,达到缓蚀作用。     

喹啉-氯甲基萘季铵盐的合成及性能评价

为提高季铵盐类化合物的缓蚀性能,采用喹啉和氯甲基萘为原料,合成了N-亚甲基萘氯化喹啉(XJHS-1),筛选出的合成条件为:喹啉与氯甲基萘的物质的量比为1∶1,异丙醇加量为40%,反应温度为95℃,反应时间6 h。通过失重法对XJHS-1缓蚀性能进行了评价,结果表明,用XJHS-1配制的缓蚀剂具有良好的缓蚀效果,符合行业一级标准。     

两种金属化合物对喹啉季铵盐缓蚀性能的影响

为了提高喹啉季铵盐对N80钢的缓蚀性能,采用静态失重法和动电位极化曲线法,研究了在90℃、15%HCl溶液中添加Al_2O_3及Al_2O_3+Cu Cl2对喹啉季铵盐缓蚀性能的影响。试验结果显示,160℃温度下合成的喹啉季铵盐缓蚀效果较差,不能满足SY/T 5405—1996中的一级指标要求;Al_2O_3的加入能有效提高喹啉季铵盐对N80钢的缓蚀效果,并且能大大降低喹啉季铵盐的用量;Al_2O_3+CuCl_2和喹啉季铵盐复配后,能更大程度上提高喹啉季铵盐的缓蚀效果,缓蚀性能明显好于Al_2O_3与喹啉季铵盐形成的复配缓蚀剂。结果表明,喹啉季铵盐能与金属离子形成较为稳定的螯合物,螯合物通过化学作用吸附在挂片表面形成一层致密的铜膜,阻止了腐蚀离子向金属表面移动,从而表现出较好的缓蚀效果。     

磷酸缓蚀剂的研究

采用失重法和电化学方法对碳钢在磷酸溶液中腐蚀行为及喹啉季铵盐等在磷酸中的缓蚀作用进行试验,结果表明,碳钢在磷酸中的腐蚀速率随磷酸浓度增大而增加,但在磷酸浓度大于４０％以上,碳钢腐蚀速率则随磷浓度增大而变化缓慢。喹啉季铵盐是较好的磷酸缓蚀剂,它与碘化物有协同作用,文中还讨论了缓蚀剂的作用机理。     

适用高温、高Cl-工况下的缓蚀剂合成及评价*

为了满足我国西北油田高温、高矿化度的恶劣开采条件,本文合成了一种喹啉季铵盐缓蚀剂QA,利用红外光谱对合成的样品进行了分析,然后通过高温高压动态反应釜实验考察了缓蚀剂在高温和高Cl~-工况下的缓蚀效果,并利用分子动力学模拟实验研究了所合成缓蚀剂的缓蚀机理。研究表明:喹啉季铵盐QA在140℃、Cl~-浓度为30000 mg/L环境中对N80和P110钢的缓蚀效率在92%以上,是一种缓蚀效果良好的缓蚀剂。此外,分子动力学模拟实验结果表明,缓蚀剂QA能够取代金属表面的Cl~-,减少金属与Cl~-接触,延缓Cl~-在金属表面的腐蚀反应;同时缓蚀剂QA的存在使Cl~-在金属表面的吸附能降低,从而延缓了Cl~-对金属的腐蚀,起到缓蚀效果。图5表1参16     

喹啉与硫脲在含饱和CO_2气井采出水中的协同效应

加注缓蚀剂抑制CO_2腐蚀是天然气开发过程中的常见工艺,利用缓蚀协同效应可以有效降低缓蚀剂的用量,减少对环境的污染,提高经济效益。为此,采用静态失重法、电化学极化曲线、阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱等实验分析方法,研究了在含饱和CO_2模拟气井采出水腐蚀体系中,喹啉季铵盐(QN)与硫脲(TU)对N80碳钢的缓蚀协同效应。结果表明:①喹啉季铵盐和硫脲均能有效抑制N80碳钢的腐蚀;②喹啉季铵盐是一种以抑制阴极型为主的缓蚀剂;③硫脲对N80碳钢的阴极和阳极均具有较强的抑制作用,是一种混合型缓蚀剂;④当喹啉季铵盐与硫脲复配使用时,在较低的使用浓度下,喹啉季铵盐缓蚀剂与硫脲具有较好的缓蚀协同效应,当3 mg/L喹啉季铵盐缓蚀剂与7 mg/L硫脲复配使用时,缓蚀效果最佳,缓蚀率可达到93.59%;⑤喹啉季铵盐与硫脲相互作用在N80碳钢表面能形成稳定的吸附膜,较大程度地抑制N80碳钢的腐蚀过程。进而还对喹啉季铵盐与硫脲之间的协同作用机理进行了探讨。     

酰胺咪唑啉缓蚀剂的合成及缓蚀性能对比研究

采用二乙烯三胺、苯甲酸、油酸为原料，合成两种咪唑啉酰胺，加入氯化苄进行季铵化反应，合成两种酰胺咪唑啉季铵盐缓蚀剂。采用红外光谱扫描，通过对特征峰的分析，验证了合成产物为酰胺咪唑啉季铵盐。通过挂片质量损失试验，测试了两种咪唑啉酰胺季铵盐药剂的缓蚀性能；通过电化学研究了这两种缓蚀剂复配增效剂后随加药浓度变化腐蚀速率及缓蚀率的变化规律。结果表明：油酸酰胺苯甲酸咪唑啉季铵盐缓蚀效果优于苯甲酸酰胺油酸咪唑啉季铵盐；硫脲、丙炔醇对该油酸酰胺苯甲酸咪唑啉季铵盐的缓蚀性能具有增效作用。     

固体缓蚀剂的耐温性及释放速率实验

为了获得适合塔河油田高温高盐环境的固体缓蚀剂,研究了4类9种固体缓蚀剂的耐温性及释放速率,并提出研究固体缓蚀剂释放速率的新方法和装置。研究结果表明,曼尼希碱季铵盐类、酰胺类和喹啉季铵盐类固体缓蚀剂在90℃条件下的缓蚀效果较好,但是当温度提高到110℃时,只有曼尼希碱季铵盐和喹啉季铵盐类固体缓蚀剂具有较好的缓蚀效果。当温度继续提高到130℃时,固体缓蚀剂均不但不能起到缓蚀作用,反而会加快腐蚀。针对效果较好的固体缓蚀剂,可根据释放速率、有效作用浓度等设计合理的应用工艺,并用公式计算加药量和加药周期,为固体缓蚀剂的现场应用提供指导和帮助。图6参14     

喹啉季铵盐二聚体吲哚嗪衍生物的合成与酸化缓蚀性能

开发新型、高效酸化缓蚀剂是油气井酸化技术的研究重点之一。氯化苄基喹啉（BQC）是一种常用的酸化缓蚀剂，其二聚体衍生物BQD具有更高效的缓蚀性能。而BQD实际上是由其前体物质BQC经分子间1，3-偶极环加成反应而得到的一种二聚体吲哚嗪衍生物。参照1，3-偶极环加成反应条件，分别由溴化苯甲酰甲基喹啉季铵盐（PaQBr）及溴化乙酸乙酯基喹啉季铵盐（EAQBr）成功地合成了溴化苯甲酰甲基喹啉二聚体吲哚嗪衍生物（Di-PaQBr）和溴化乙酸乙酯基喹啉二聚体吲哚嗪衍生物（Di-EAQBr），通过增强前体季铵盐中α-H的活性提高了衍生物的产率。采用高分辨质谱（HRMS）以及核磁共振（NMR）等技术确认了两种二聚体吲哚嗪衍生物的结构，并由此证实了由两分子喹啉季铵盐经1，3-偶极环加成反应得到二聚体吲哚嗪衍生物的反应机理。通过静态失重法对比考察了两种喹啉季铵盐与相应二聚体吲哚嗪衍生物的缓蚀性能。衍生物在90℃、15%盐酸中对N80钢的缓蚀性能均明显优于相应前体物喹啉季铵盐，说明当杂环碱季铵盐转化为其二聚体吲哚嗪衍生物后，缓蚀性能可得到显著提高。     

一种新型复配酸化缓蚀剂对N80钢缓蚀性能的影响

为了研究新型复合酸化缓蚀剂对N80钢的缓蚀效果,以喹啉和氯化苄为原料,在不同温度下合成了喹啉季铵盐,并采用静态失重法和动电位极化曲线方法考察Ca2+及Ca2++Cu+的加入对合成的喹啉季铵盐在15%HCl溶液中对N80钢缓蚀效果的影响,并通过扫描电镜分析了N80钢在15%HCl溶液中的腐蚀行为。结果表明,合成的喹啉季铵盐的缓蚀效果随着合成反应温度的升高而增强;Ca2+的加入能有效提高喹啉季铵盐在15%HCl溶液中对N80钢的缓蚀效果,但是未达到SY/T 5405—1996行业一级标准要求(腐蚀速率3 g/(m2·h));加入不同比例的Ca2++Cu+后,N80钢的腐蚀速率均小于行业一级标准要求;该复配缓蚀剂主要为混合抑制型缓蚀剂,90℃时对N80钢有较好的缓蚀效果,当温度升高到140℃时缓蚀效果并不理想,有点蚀坑出现。     

氯化油酰基二甲基甲酰基铵柔软剂的应用

合成了具有抗静电性和柔化性的阳离子表面活性剂氯化油酰基二甲基甲酰基铵 (ODMFAC) ,并按ODM FAC/OP/AES(质量比 ) =80∶5∶8进行复配 ,得到一种复配液。经应用测试后证明 :该复配液不仅具有良好的柔化性、润湿和抗静电性能而且还克服了季铵盐柔软剂易使织物泛黄的缺点。     

优质DICEP401、604防腐涂料的应用调查

介绍了DICEP401、DICEP604防腐涂料的物理特性和涂敷工艺。对这两种涂料进行了防腐应用试验,试验数据表明：DICEP401和DICEP604防腐涂料的防腐性能比现用的防腐漆高两倍以上。通过防腐应用实例的介绍,说明DICEP401和DICEP604防腐涂料具有优良的防腐性能。     

钢质管道防腐用聚乙烯拉伸性能研究

为了提高钢质管道的防腐质量,对管道防腐用聚乙烯材料的拉伸性能进行了研究。介绍了国标中常用防腐材料拉伸试样类型及取值方法。对比分析了不同标准中不同类型拉伸试样的断裂伸长率、拉伸强度、拉伸屈服应力等参数。结果表明,不同试样类型拉伸数据存在一定差异,对于同种材料同样厚度来说,5A型原材料压塑试样断裂标称应变数据比1B和1BA型原材料压塑试样偏小约22%,而1B/1BA/IV型原材料压塑试样结果较为接近,1B涂层轴向试样比1BA涂层轴向试样更容易发生肩部断裂,但1B和1BA涂层的周向试样极少发生肩部断裂。最后对即将实施的GB/T 23257—2017防腐标准中的拉伸性能技术参数的定义提出了建议。     

一种抗二氧化氯腐蚀缓蚀剂的开发及性能研究

合成了一种双子吡啶季铵盐,通过复配制备了缓蚀剂BHH-08C。针对渤海湾JZ9-3油田生产工况,采用动态高压釜挂片失重法、电化学法及微观形貌分析法对BHH-08C的缓蚀性能进行了评价,结果表明该缓蚀剂可有效抑制JZ9-3油田水源井水中的二氧化氯腐蚀。加入70mg/L的BHH-08C可使腐蚀速率降低至0.068mm/a,缓蚀率达68.51%。扫描电子显微镜显示挂片表面无明显局部腐蚀。电化学极化曲线测试显示,BHH-08C是以抑制电化学反应阴极过程为主的缓蚀剂。     

铵盐添加剂对Rh催化高碳烯烃氢甲酰化反应的影响

采用高压反应釜研究了无机铵盐添加剂对Rh催化的高碳烯烃(C8、C12烯烃)氢甲酰化反应的影响。结果表明,钼酸铵、重铬酸铵、铬酸铵或钨酸铵的添加对提高产物醛的收率有促进作用,并且在蒸馏分离催化剂和产物的过程中可以减少Rh的损失。     

Bactericidal and corrosion-inhibiting activity of quaternary ammonium salts synthesized from aliphatic amines and alkenyl halides

The performance of quaternary ammonium salts based on di-, tri-, and polyamines and alkenyl halides as bactericides for inhibition of sulfate-reducing bacteria and biocorrosion inhibitors has been studied. It has been found that complete inhibition of bacterial growth by the synthesized quaternary ammonium salts of this series is attained at concentrations of 25 to 150 mg/L. The protection effect is 75 to 91%, with the corrosion rate in the presence of these reagents ranging within 10^?4–10^?3 g/(m² h). Quaternary ammonium salts that are the best in both bactericidal and corrosion-inhibiting activity have been determined. It has been shown that the bactericidal and inhibitory properties of ammonium salts depend on the nature of alkenylated amine and the number of alkenyl substituents in the structure of the ammonium salt.     

TATB—Strong basic reactions provide soluble derivatives for a simple,qualitative high explosive spot test

Abstract

Reactions of TATB in aqueous, strongly basic solutions gave metal salts of 1,3,5-trihydroxy-2,4,6-trinitrobenzene (THTNB) also called trinitrophloroglucinol. Thus, we prepared potassium, sodium, and barium salts. The mono- and diammonium salts were prepared by treating THTNB with ammonia and ammonium hydroxide, respectively. Some explosive properties of the salts were evaluated. From the physical characteristics of the salts in various solvents, a spot test was developed for known high explosives (HE) containing TATB.     

脂肪酰胺丙基-N,N-二甲基-2,3-二羟丙基氯化铵的合成及性能

以不同碳链长度的脂肪酸、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、3-氯-1,2-丙二醇为原料合成了脂肪酰胺丙基二甲基叔胺及其季铵盐。在酰胺化反应中,n(脂肪酸)∶n(N,N-二甲基-1,3-丙二胺)=1∶1.8,在135～145℃反应8～10h,产率为89.8%;在季铵化反应中,n(脂肪酰胺二甲基叔胺)∶n(3-氯-1,2-丙二醇)=1∶1.1,在80～90℃反应4～6h,产率为90.1%。测定了该类阳离子表面活性剂的表面张力以及泡沫、乳化、增溶、抑菌等性能。其中十二碳季铵盐产物的CMC为5.012×10-4 mol/L,γCMC=24.21mN/m,同时该产物的泡沫、乳化、增溶等性能均优于十二烷基三甲基溴化铵(DTAB),对枯草芽孢杆菌的抑菌性也明显强于DTAB。     

月桂酸二乙醇酰胺对液压油生物降解性及使用性能的影响

以月桂酸二乙醇酰胺(LDEA)作为润滑油生物降解促进剂,考察了LDEA对HM46 抗磨液压油生物降解性、抗磨减摩性、抗腐蚀性、抗乳化性以及抗泡性的影响。结果表明,LDEA可显著提高HM46 抗磨液压油的生物降解性,并可在一定程度上改善液压油的减摩性和抗乳化性,对抗磨性、抗腐蚀性及抗泡性影响不大。     

铵盐颗粒在U形换热管中的流动、沉积特性与垢下腐蚀行为

通过数值模拟软件FLUENT,结合Discrete Phase Model模型,对U形换热管中铵盐的流动、沉积特性进行计算流体动力学（CFD）研究。结果表明：铵盐颗粒的粒径和多相介质流速是影响铵盐流动距离和沉积区域的重要因素。颗粒粒径越小、多相介质流速越大,铵盐流动距离越远,沉积区域越大。通过固体颗粒流动沉积模拟实验进一步研究发现,对于粒径小于0.03 mm的固体颗粒,当多相介质流速大于5.50 m/s时,颗粒的流动距离不再增加。通过对失效换热管进行SEM和XRD分析,发现铵盐沉积腐蚀造成管壁减薄,在管壁内外侧高压差作用下产生诱导裂纹,引发应力腐蚀裂纹,最终导致换热管泄漏失效。