硫脲基烷基咪唑啉类缓蚀剂的制备、缓蚀性能及其机理

过去,就咪唑啉类化合物引入硫脲基后对钢材缓蚀性能的影响研究报道较少。以有机酸(戊酸、羊蜡酸、油酸)、二乙烯三胺、氯化苄和硫脲为原料,合成了3种硫脲基烷基咪唑啉类季铵盐化合物。将Q235碳钢全浸在80℃的1 mol/L HCl溶液中,利用静态失重法和极化曲线法,研究了硫脲基烷基咪唑啉型季铵盐的缓蚀性能及其机理。结果表明:硫脲基烷基咪唑啉季铵盐化合物是一种以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,其中,硫脲基羊蜡酸咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀效果明显优于其他2种,缓蚀率可达96%以上。

陕北气田气井腐蚀速率影响因素及规律

目的选择恰当、高效防腐对策以提高气田开发经济效益,保证气井安全生产。方法对陕北某气田的水质进行全面分析,并以通入饱和CO_2的气田气井产出水作为腐蚀介质,通过静态失重法探讨温度、矿化度、体系酸碱度、水介质中CO_2含量、H_2S含量、溶解氧含量、HCO3含量、Cl^-含量对设备管道腐蚀性的影响及其腐蚀规律。结果陕北某气田的气井产出水矿化度约为50 000 mg/L,且Cl^-、HCO3-含量偏高,水样呈弱酸性,p H值约6.5;腐蚀速率随水介质中CO_2含量、H_2S含量、溶解氧含量、HCO3-含量、Cl^-含量增加均呈增加趋势,在50℃时最大达到0.352 mm/a,p H值为7时最小为0.250 mm/a。结论陕北某气田设备管道的腐蚀主要表现为O_2腐蚀和CO_2腐蚀。

隐形酸完井液体系缓蚀剂评价研究

采用室内静态失重法研究了隐形酸完井液中N80钢、A3钢的腐蚀行为,并对抑制这两种钢腐蚀的缓蚀剂进行了优选。结果表明,增加隐形酸螯合剂(HTA)的浓度,钢片的腐蚀速率加快;在溶液中加入NaCl,钢片腐蚀更加严重。研制的缓蚀剂JHA-03可有效抑制N80钢、A3钢在隐形酸完井液中的腐蚀。

脱氢枞胺水杨醛类Schiff碱对铜的缓蚀性能研究

以脱氢枞胺为原料,采用直接缩合法合成了5种脱氢枞胺水杨醛类Sch iff碱,用IR、1H NMR确证其结构,并用静态失重法研究了它们在酸性介质中对铜的缓蚀性能。结果表明:它们对铜的缓蚀率随着Sch iff碱处理浓度的增大、成膜时间的延长、腐蚀时间的缩短而增大。脱氢枞胺(5,6二-羟基)水杨醛Sch iff碱对铜的缓蚀性能最强。

铁离子对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响

采用单因素实验,运用静态失重法考察Fe^(3+)含量对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响.还考察了N80钢片在具有Fe^(3+)的HCl溶液中的腐蚀速率随盐酸质量浓度和缓蚀剂质量分数的变化规律.结果表明:Fe^(3+)对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)有一定的影响,随着Fe^(3+)含量的增大腐蚀速率增大;随着缓蚀剂质量分数的增大腐蚀速率减小;随着盐酸质量浓度的增大腐蚀速率增大.根据实验结果,初步探讨了Fe^(3+)对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响机理.通过电镜扫描和能谱分析,证实了Fe^(3+)对曼尼希碱型盐酸缓蚀剂(FHS-A)缓蚀性能的影响.

适用于孤东油田油井管杆的长效缓蚀剂体系优选研究

针对孤东油田油井管杆腐蚀的特点,对长效缓蚀剂体系进行了室内研究。采用静态挂片失重法优选出母体缓蚀剂的种类为胜利咪唑啉,加量为50 mg/L;选择了阻垢剂(HEDP)、除氧剂(硫脲)、杀菌剂(阳离子杀菌剂)等添加剂;利用三因素三水平正交实验方法优选出适用于孤东油田油井管杆的长效缓蚀剂体系(GD)的基本配方组成:48%胜利咪唑啉+28%HEDP+14%硫脲+10%阳离子杀菌剂。

钛-钢爆炸复合板的耐腐蚀性能研究

采用爆炸焊接工艺制备了TA10/Q245R及TA10/Q345R两种钛-钢复合板。分别采用静态质量损失法、动电位极化曲线和交流阻抗谱测试方法,分析评价两种爆炸复合板在人工海水溶液中的耐腐蚀性能,并与基板、复板材料的耐蚀性能进行了对比。结果表明,在室温下的腐蚀介质中,TA10的平均腐蚀质量损失速率最小,为0.022 g/(m^2·h),两种钛-钢复合板的平均腐蚀质量损失速率分别介于基板、复板之间。TA10/Q345R的质量损失速率低于TA10/Q245R,但在Q345R侧发生了明显的点蚀现象;电化学腐蚀测试结果表明,3种试样的自腐蚀电流分别为0.562,93.90和67.07μA。两种钛-钢复合板的耐腐蚀性能略低于TA10,但仍具有较高的耐蚀性能,能满足实际工程结构对钛-钢复合板的耐蚀性能要求。

陕北某天然气处理厂回注水处理系统腐蚀影响因素研究

目的考察陕北某天然气处理厂回注系统的腐蚀情况,保证系统安全生产。方法在水质分析的基础上,用现场材质20#钢和计划替换钢材L316研究回注水处理系统的腐蚀现状,随后选择腐蚀最严重环节的水样为介质,采用静态失重法考察温度、pH值、溶解氧、细菌对20#钢材腐蚀速率的影响。结果陕北某气田气井产出水的总矿化度较高(30 000 mg/L左右),其中Ca^(2+)、Mg^(2+)等金属阳离子的含量较高,腐蚀速率随水介质中溶解氧含量的增加均呈上升趋势,在80℃、溶解氧为5.07 mg/L时,腐蚀速率最大,达到0.4001mm/a。随着细菌含量的增大,腐蚀速率上升,腐蚀速率由0.1065 mm/a(TGB 60个/m L,SRB 6个/m L)增加到0.2155 mm/a(TGB 6×10~4个/m L,SRB 6×10~3个/m L)。pH值为5.9时,腐蚀速率为0.3039 mm/a;当pH值为8.5时,腐蚀速率降至0.0710 mm/a。结论通过做好回注水处理系统pH调节、杀菌和隔氧等工作,可以减轻系统的腐蚀。

外加磁场对油气管线微生物腐蚀的影响

采用微生物方法研究了硫酸盐还原菌(SRB)在不同磁感应强度下的生长情况,利用失重法计算了不同磁感应强度下X100钢在含有SRB的土壤模拟溶液中的腐蚀速率。研究发现,磁场可以抑制SRB的生长,且磁感应强度越强抑制作用越大;磁场可以抑制X100钢的微生物腐蚀速率,腐蚀速率随磁感应强度的增加呈先减小后增大的态势;磁感应强度为5mT时,腐蚀速率最小。简述了静磁场对微生物存活率和金属腐蚀速率的影响,并提出了利用磁场抑制管道微生物腐蚀的新设想。

多聚咪唑啉的合成、表征与复配研究

本文选取羟乙基乙二胺作为反应物成功合成了一种侧链含有大量咪唑啉基团的聚合物(多聚咪唑啉)。通过静态失重法评价可知:当多聚咪唑啉(30wt%)的加入量为0.8%时,在60℃、15wt%盐酸体系中可将N80挂片腐蚀速率降至1.1g/m^2·h,缓蚀率高达89.17%。通过复配研究得知:丙炔醇、KI与多聚咪唑啉之间存在很好的协同效应,在60℃、15wt%盐酸体系中可将N80挂片腐蚀速率降至0.147g/m^2·h;三者之间的最佳复配比例为:25wt%多聚咪唑啉+5wt%丙炔醇+0.15wt%KI。

月桂酸咪唑啉季铵盐与有机膦酸在饱和CO_2油田水中的协同缓蚀作用

对自制的月桂酸咪唑啉季铵盐缓蚀剂和有机膦酸进行了复配,利用静态挂片失重法考察了两者在饱和CO_2油田水中的协同缓蚀作用。研究表明,当季铵盐浓度为60~80mg/L,腐蚀时间为32~48 h,温度为50℃时,月桂酸咪唑啉季铵盐与多胺缩聚物有机膦酸（PAMMP）的协同缓蚀作用为最佳,且与乙二胺四甲叉膦酸（EDTMP）的协同缓蚀作用最稳定。

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究

采用溶剂法合成了系列咪唑啉季铵盐缓蚀剂,并利用红外光谱仪对其结构进行了分析。采用静态失重法分析了缓蚀剂在1mol/L的盐酸介质中的缓释效果;利用铁与硫酸铜的氧化还原反应分析了缓蚀剂的成膜性能;采用扫描电镜、电子能谱仪对腐蚀产物进行了表征和分析。结果表明,油酸咪唑啉季铵盐具有较好的缓释性能,氯化苄比硫酸二甲酯季铵化后的缓释性能好。在20℃下,当缓蚀剂的浓度为1400mg/L时,油酸咪唑啉氯化苄季铵盐对A3钢片的缓释率达到99.05%,在其表面形成较强的保护膜,表面点蚀较弱,抗腐蚀性较好。极化曲线测试表明合成的缓蚀剂均为阴极抑制型缓蚀剂。

曼尼希碱1-苯基-3-二乙氨基-1-丙酮的合成、性能及其缓蚀机理

以苯乙酮、二乙胺和甲醛为原料,在pH=2~3条件下合成了曼尼希碱类酸化缓蚀剂1-苯基-3-二乙氨基-1-丙酮(DEAP),并对其进行分离提纯,产率达到91.4%。用元素分析、FT-IR分析及MS分析技术对DEAP进行结构表征;采用静态失重法考察了DEAP在15%盐酸和土酸(12%盐酸+3%氢氟酸)介质中对N80钢片的缓蚀性能;采用极化曲线法和扫描电子显微镜研究了DEAP在15%盐酸中的缓蚀机理,同时探讨了DEAP在N80钢片表面的吸附行为。结果表明,在15%盐酸和土酸介质中,当DEAP加剂量分别为0.6%和0.75%时,缓蚀率分别达到99.74%和99.55%;DEAP是一种混合型缓蚀剂;DEAP在N80钢片表面上主要发生化学吸附,且吸附为自发过程,吸附规律服从Langmuir吸附等温式。

在模拟酸性海洋大气环境中锌缓蚀剂的研制

目的寻找有效抑制锌大气腐蚀的缓蚀剂配方。方法采用静态失重法、极化曲线法和交流阻抗法,研究模拟酸性海洋大气环境中,多聚磷酸钠单独使用以及分别与香草醛、碘化钾、硫脲复配使用时对锌腐蚀的缓蚀作用。结果多聚磷酸钠单独使用时对腐蚀介质中的锌具有较好的缓蚀作用,多聚磷酸钠与香草醛、碘化钾、硫脲之间有良好的协同缓蚀效应,最佳质量配比分别为3∶1,1∶2,1∶4。多聚磷酸钠以及多聚磷酸钠复配缓蚀剂属于混合抑制型缓蚀剂;它们能够在锌表面形成一层保护膜,从而抑制锌的腐蚀。结论寻找到的缓蚀剂配方能够有效抑制锌的大气腐蚀。

曼尼希碱1-苯基-3-吗啉基-1-丙酮的合成及其对N80钢的缓蚀吸附行为

目前，国内对曼尼希碱类缓蚀剂的研究主要侧重于应用，而对理论方面的报道较少。以苯乙酮、吗啉和甲醛为原料，在pH=2—3条件下合成了曼尼希碱类酸化缓蚀剂1-苯基-3-吗啉基-1-丙酮（MOPP），采用元素分析仪，红外光谱仪分析MOPP的元素组成及结构；采用静态腐蚀失重法和电化学极化曲线法研究了MOPP在15％盐酸中对N80钢片的缓蚀性能，探讨了MOPP对N80钢片的吸附行为，并对吸附热力学和动力学参数进行了计算。结果表明：MOPP具有较高的缓蚀性能，能同时抑制N80钢的阴、阳极腐蚀反应过程，缓蚀效率随着浓度的增加而增加，随着温度的增加而降低；MOPP在N80钢片表面上主要发生化学吸附，且吸附过程是一个自发、放热、混乱程度减小的过程，吸附规律服从Langmuir吸附等温式。

咪唑啉缓蚀剂工艺条件优化及效果

在减缓金属腐蚀的研究中,为了缓解在酸性溶液、碱性溶液以及大气、土壤等介质中金属腐蚀较为严重的问题,对咪唑啉类缓蚀剂进行了工艺条件优化.采用静态失重法研究了碳钢在加入了缓蚀剂的盐酸溶液中的缓蚀性能.在最佳合成条件下苯甲酸与二乙烯三胺最佳摩尔比为1∶1.3,催化剂质量分数为1.2%,环化时间为1 h,咪唑啉中间体与氯化苄的最佳摩尔比为1∶1.1,季铵化反应时间为1 h,季铵化反应温度为70℃,缓蚀剂的最佳质量分数为1%,最终缓蚀率可以达到99.37%.

氯乙酸乙酯喹啉季铵盐衍生物的合成及其酸化缓蚀性能

为了得到合成方法简单、酸化缓蚀性能优良的缓蚀剂,以氯乙酸乙酯和喹啉为原料,合成了氯乙酸乙酯喹啉季铵盐的二聚体衍生物(ECQD);用高分辨质谱、1HNMR、13CNMR和二维1H-13C HSQC等技术表征了ECQD的结构;采用静态失重法和电化学交流阻抗法考察了ECQD对于N80钢在15%盐酸溶液中的缓蚀性能。结果表明:氯乙酸乙酯喹啉季铵盐粗产品和衍生物ECQD均对90℃的15%HCl体系中的N80钢有较好的缓蚀性能;ECQD添加量为0.040%时,缓蚀率达到98.10%,达到相同缓蚀率时,ECQD的加剂量比粗产品的加剂量明显减少;ECQD在N80钢表面的吸附符合Langmuir等温吸附模型,吸附为自发过程,且主要表现为化学吸附。

二乙醇胺在酸洗介质中对碳钢的缓蚀性能研究

借助静态质量损失法研究二乙醇胺作为缓蚀剂在质量分数分别为3%的氢氟酸、盐酸、硫酸和硝酸中对Q235A钢和20号碳钢的缓蚀性能,确定了二乙醇胺在上述酸介质中的最佳量。结果表明,二乙醇胺在质量分数分别为3%的氢氟酸、盐酸和硫酸介质中对Q235A钢和20号碳钢均有较好的缓蚀作用,缓蚀率均在80%以上。

含羧基咪唑啉对A3钢在油田污水中的缓蚀性能研究

以油酸、二乙烯三胺、丙烯酸为原料合成了一种含有羧酸基团的咪唑啉YM4313,并通过静态失重法及电化学法考察了其在模拟污水中对A3钢的缓蚀性能影响。结果表明,当YM4313加剂量为12 mg/L时,A3钢的腐蚀速率为0.010 7 mm/a,缓蚀率为86.21%;YM4313在A3钢表面的吸附规律符合Langmuir吸附模型。极化曲线测定和电化学交流阻抗研究结果表明,YM4313是一种以抑制阳极腐蚀为主的混合型缓蚀剂,可在A3钢表面形成保护膜,抑制了无机盐对A3钢的腐蚀。

曼尼希碱疏水基团碳链长度对其缓蚀性能的影响

为了探讨不同碳链长度曼尼希碱的缓蚀性能及缓蚀机理，以丙酮、2-戊酮、2-辛酮为原料与甲醛、二乙胺反应，在pH=2～3下合成了3种不同碳链长度疏水基团的曼尼希碱缓蚀剂[1-二乙胺基-3-丁酮（DEAB）、1-二乙胺基-3-己酮（DEAH）、1-二乙胺基-3-壬酮（DEAN）]；用元素分析仪、傅立叶红外光谱仪（FT—IR）对其结构进行表征；采用静态失重法考察了曼尼希碱分子结构中疏水基团碳链长度对其在15％盐酸中对N80钢缓蚀性能的影响，比较了其在N80钢片表面的吸附行为，并分析了缓蚀机理。结果表明：3种缓蚀剂的缓蚀性能与疏水基团中碳链长度相关，较高浓度下表现很明显；当缓蚀剂含量〈0．6％时，短碳链的缓蚀性能优于长碳链的，缓蚀率大小顺序为DEAB〉DEAH〉DEAN；当缓蚀剂含量≥0．6％时，疏水基团中碳链长度越长，缓蚀性能越好，缓蚀率大小顺序为DEAN〉DEAH〉DEAB，在缓蚀剂含量为1．0％时，DEAN对N80钢的缓蚀率可达98％；3种缓蚀剂在N80钢表面的吸附为自发过程，服从Langmuir吸附等温式，吸附类型是兼有物理吸附和化学吸附的混合型吸附。