Synthesis and Inhibition Efficiency of a Novel Quadripolymer Inhibitor

A novel quadripolymer scale inhibitor poly-maleic anhydride-acrylic acid-acrylamide-sodium methallyl sulfonate(PMAAS)was synthesized by solution polymerization with maleic anhydride(MA),acrylic acid(AA), acrylamide(AM),sodium methallyl sulfonate(SMAS),etc.IR spectrum shows that PMAAS contains carbonyl, hydroxyl,phosphatic and sulfonic acid group.SEM indicates that PMAAS blocks the normal growth of scale CaCO3 and CaSO4 crystals.The influences of PMAAS concentration,Ca 2+ concentration,temperature and pH value of the system on the inhibition efficiency are investigated.The inhibition efficiency of PMAAS is superior to com- mercial inhibitors T-225 and XF-192.

Effect of six kinds of scale inhibitors on calcium carbonate precipitation in high salinity wastewater at high temperatures

Precipitation of calcium carbonate （CaCOs） scale on heat transfer surfaces is a serious and expensive problem widely occurring in numerous industrial processes. In this study, we compared the scale inhibition effect of six kinds of commercial scale inhibitors and screened out the best one （scale inhibitor SQ-1211） to investigate its scale inhibition performance in highly saline conditions at high temperature through static scale inhibition tests. The influences of scale inhibitor dosage, temperature, heating time and pH on the inhibition efficiency of the optimal scale inhibitor were investigated. The morphologies and crystal structures of the precipitates were characterized by Scanning Electron Microscopy and X-ray Diffraction analysis. Results showed that the scale inhibition efficiency of the optimal scale inhibitor decreased with the increase of the reaction temperature. When the concentration of Ca^2＋ was 1600 mg/L, the scale inhibition rate could reach 90.7% at 80℃ at pH 8. The optimal scale inhibitor could effectively retard scaling at high temperature. In the presence of the optimal scale inhibitor, the main crystal structure of CaCOs changed from calcite to aragonite.

不同碳链长度对称双咪唑啉缓蚀剂的合成与性能研究

以月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸和四乙烯五胺为主要原料,反应条件为原料摩尔比1∶1.2,经酰胺化4 h,酰胺化温度150℃,环化4 h,环化温度190℃;后加入氯化苄进行材料改性,反应条件为摩尔比1∶1.2,反应时间10 h,反应温度80℃,得到烷基碳链长度分别为C11(LIRQ)、C13(MIRQ)、C15(MIRQ)、C17(PIRQ)的双对称咪唑啉缓蚀剂。采用红外光谱对其官能团结构进行表征,采用静态失重法和电化学极化曲线法,并通过透射电镜观察试片表面形貌,探究烷基链长度对缓蚀性能的影响。失重实验和极化曲线结果表明,在1 mol/L HCl介质中,随着烷基链长度增加,缓蚀剂浓度和实验温度提高其缓蚀率逐渐增加。

基于分子动力学模拟的绿色缓蚀剂研发分析

绿色缓蚀剂的研发是大势所趋。采用分子动力学模拟方法,对植物有效活性成分的缓蚀潜力进行分析,深入研究缓蚀剂分子在金属表面的吸附过程。共模拟了21种有效活性成分的腐蚀抑制过程,计算得到缓蚀剂分子在金属表面的吸附能,并以此作为缓蚀剂作用效果的判断依据。结果表明,刺天茄果实、柚皮、墨旱莲、竹叶、橘皮和橄榄叶等具有良好的缓蚀潜力,植物分子倾向以平行的方式吸附于铁表面,阻碍金属与腐蚀溶液的接触,起到减缓或抑制腐蚀的作用。经电化学实验验证,分子动力学模拟结果可信。分析得到的缓蚀潜力较大的6种植物提取物对20号钢均有一定的缓蚀效果,其中电化学实验测得竹叶的缓蚀效率最高,为93.06%。从微观入手进行植物原料筛选,有效规避了常规实验筛选的偶然性与盲目性,可有效分析其缓蚀机理,提高实验效率,减轻实验负担。

咪唑啉缓蚀剂在Fe(001)表面吸附行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了5种不同烷基链长的咪唑啉类缓蚀剂在Fe(001)表面的吸附行为和成膜机制,并对其缓蚀机理进行了深入分析.研究结果表明:咪唑啉分子的极性头基会吸附在金属表面上,而烷基碳链则背离金属表面,并通过自身的扭转形变实现稳定吸附;随着烷基链长的增加,缓蚀剂与金属基体的结合强度逐渐增加,所形成缓蚀剂膜的致密性也逐渐增大;致密的缓蚀剂膜能有效地阻碍腐蚀介质向金属表面扩散,从而达到延缓金属腐蚀的目的.5种缓蚀剂缓蚀性能的理论评价结果与实验结果吻合.

不同腐蚀介质中改性咪唑啉的缓蚀性能

由油酸、多胺及改性试剂合成了4种咪唑啉衍生物。通过静态挂片失重法评价了咪唑啉缓蚀剂在不同矿化度的模拟盐水、饱和CO2的模拟盐水以及油田回注污水中对A3碳钢腐蚀的抑制作用。实验结果表明，所合成的咪唑啉缓蚀剂可以抑制溶解氧的腐蚀，对CO2的腐蚀抑制效果更好，10mg／L缓蚀剂D缓蚀率达95，36％。腐蚀介质的矿化度对缓蚀效果有一定影响，矿化度在10000—70000mg／L变化时，缓蚀率波动在10％-15％。油田回注污水实验表明咪唑啉型缓蚀剂适合应用于现场，尤其是偏酸性水质，腐蚀速率满足小于0．076mm／a的油田标准。

咪唑啉衍生物MC、MP的合成及在油田回注水中的缓蚀阻垢作用

在室内合成了两种带螯合基团的咪唑啉衍生物：ＭＣ、ＭＰ。分别用静态挂片法、电化学法和ＥＤＴＡ滴定法测定了ＭＣ、ＭＰ在辽河油田欢二联合站滤后水中对Ａ３钢的缓蚀性能及阻垢性能。研究结果表明，ＭＣ以缓蚀作用为主，ＭＰ以阻垢作用为主，二者按３∶１比例复配、总加量为４０ｍｇ／ｌ时，６０℃下缓蚀率可达８６％，７５℃下阻垢率可达８５％。

抗高温CO_2腐蚀固体缓蚀剂的研究

传统的投加液体缓蚀剂防止油井管柱的腐蚀方法存在着增设加药泵、操作不便,高连续加注、用量大,效果差,防护周期短及生产成本大的问题。采用马来酸酐、癸二酸、油酸、二聚酸等原料分别与多胺合成双烷基双环咪唑啉季铵盐,并用静态失重法和高温高压动态模拟试验方法分别对原料进行了优选和缓蚀效率测试。结果表明二聚酸为最优原料;合成的缓蚀剂基体成分在120℃,转速60r/min,CO2饱和的条件下,添加量为300mg/L时,缓蚀率达到80.3%。

Gemini型咪唑啉双季铵盐金属缓蚀剂的合成及其性能

合成了系列新型咪唑啉双季铵盐阳离子缓蚀剂（S-HSJ）,研究并讨论了其在5%HCl介质中对铜、铁、铝等金属的缓蚀性能及缓蚀剂结构中亲油基部分碳链长度、缓蚀时间、缓蚀剂浓度等对缓蚀效果的影响。研究表明,S-HSJ系列咪唑啉双季铵盐对红铜、黄铜、铝及马口铁四种金属均表现出较传统单季铵盐与苯并三氮唑缓蚀剂好的缓蚀性能,S-HSJ-16双季铵盐添加量0.1%时缓蚀效率可达94%~99%,S-HSJ与阴离子表面活性剂复配对铜腐蚀表现出明显协同效应。

咪唑啉油酰胺的合成及在油气井产出液中的缓蚀性能

由油酸和二乙烯三胺合成了咪唑啉酰胺YIM并用红外光谱表征了化学结构。失重法测试结果表明,温度60℃、加剂量50mg/L时,在矿化度1.24×105mg/L的中原文东油田采出水中,YIM对Q235、N80、J55钢试片的缓蚀率分别为81.7%、75.6%和74.6%;缓蚀率随CO2分压增大(0.2～1.0MPa)而降低,降低幅度以Q235钢为最大,J55钢次之,N80钢最小。根据极化曲线测试数据,在油田采出水中加入YIM使Q235钢的腐蚀电位正移,腐蚀电流减小,腐蚀反应的阳极极化率增大,说明YIM为抑制阳极为主的缓蚀剂;在30～60℃区间温度的影响不明显,在70℃下YIM的缓蚀率有所降低。根据交流阻抗测试数据讨论了YIM对金属表面介电性质的影响。SEM观测证实YIM在金属表面形成了吸附膜。图5表5参6。

咪唑啉类缓蚀剂合成及缓蚀性能评价

合成了一种具有较好耐温和耐酸性能的咪唑啉季铵盐缓蚀剂,其最佳合成条件为:油酸、二乙烯三胺最佳配比为1∶1.2,酰化温度为160℃,酰化时间为3 h,环化温度为220℃,环化时间为4 h,季铵化试剂氯化苄,咪唑啉中间体与氯化苄的最佳摩尔比为1∶1.2,季铵化反应温度为60℃,季铵化反应时间为3 h。当缓蚀剂的加量为0.5%(质量分数),酸化温度为80℃,酸化时间为4 h,酸液浓度为15%时,缓蚀率可以达到99.1%以上。

油气田用咪唑啉缓蚀剂的研究进展

介绍了咪唑啉缓蚀剂的研究进展及其在油田中的应用情况,分析了咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀机理并指出其未来的发展方向:注重开发低毒、环保咪唑啉缓蚀剂品种;考虑油田复杂的腐蚀环境,研制更具专一性的咪唑啉类缓蚀剂;完善、统一缓蚀机理。

油酸基咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能和量子化学计算

针对CO2腐蚀特点,以植物油酸A为原料分别与二乙烯三胺、三乙烯四胺及四乙烯五胺反应合成了三种咪唑啉中间体,再利用氯化苄将其季铵化制备了A,B,C3种缓蚀剂。采用失重法、电化学方法及扫描电镜(SEM)评价了3种缓蚀剂在饱和CO2的6%NaCl水溶液中对N80碳钢的缓蚀性能,并探讨其在N80碳钢表面的吸附行为。结果表明,缓蚀剂C缓蚀效果最优,当其加量为2.0×10-3 mol/L时,缓蚀率达到86.74%。3种缓蚀剂的吸附行为均服从Langmuir吸附等温式,属于以化学吸附为主的混合吸附。同时运用Gaussian 03W程序、密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6-31G*方法对3种咪唑啉缓蚀剂进行结构优化,得到它们的稳定构型和量化参数。量子化学计算表明,3种分子都具有较强的反应活性,活性区域集中在咪唑环和亲水支链上,其中分子C的反应活性最强,其次是B和A。理论计算与试验结果相一致。

一种高温酸化缓蚀剂的合成及其性能研究

以芳香酮、甲醛、有机二胺为原料 ,合成了一种酮醛胺缩合物。利用该缩合物与一些有效组分的协同作用 ,制备出HZF— 2复合酸化缓蚀剂。对HZF— 2的高温高压缓蚀性能及在土酸中的缓蚀效果进行了评价 ,研究了H2 S的存在对HZF— 2缓蚀性能的影响 ,考察了该缓蚀剂对地层伤害的情况。结果表明 :该缓蚀剂在高温高压下具有较好的缓蚀性能 ,能抗硫化氢危害 ,对地层伤害小。

新型缓蚀剂TG500在高CO_2和Cl^-环境中的缓蚀行为

在高温高压高CO2和Cl-环境中,用静态高温高压模拟试验方法对不同浓度的TG500新型咪唑啉季铵盐缓蚀剂进行了缓蚀效率测试.结果表明,TG500缓蚀效率随加入量增加而增加,浓度增加到0.3 g/L后,缓蚀速率提高不明显.同时研究N80套管钢表面的腐蚀产物,缓蚀剂浓度较低时,以均匀腐蚀为主,加入量提高到0.3 g/L时,除局部少量点蚀外,无其它明显腐蚀特征.

油酸基咪唑啉类缓蚀剂的复配及其缓蚀性能研究

以丙炔醇、丁炔二醇为复配剂对油酸基咪唑啉缓蚀剂进行了复配研究。利用红外光谱分析(IR)静态失重法、Tafel极化曲线、SEM等手段考察了咪唑啉中间体的结构及复配对咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的影响。研究结果表明,炔醇复配在很大程度上改善了咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效果,丙炔醇的复配效果优于丁炔二醇。丙炔醇复配可以达到99%以上的缓蚀率,腐蚀速率可以达到2g/(m2·h)以下。咪唑啉缓蚀剂与炔醇通过协同效应可以使吸附在金属表面的缓蚀剂吸附膜更加均匀、致密。

一种新型咪唑啉复配缓蚀剂对A3钢在饱和CO_2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。

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。

盐酸介质中咪唑啉缓蚀剂的性能

开发咪唑啉型缓蚀剂及其衍生物,探讨其腐蚀机理对于金属的腐蚀防护意义重大。为此,用月桂酸和二乙烯三胺合成了咪唑啉型缓蚀剂,通过静态失重法、线性扫描极化曲线法考察了其在5%HCl溶液中的缓蚀电化学性能及与KI的协同作用。结果表明:该缓蚀剂对A3碳钢的腐蚀具有明显的抑制作用,浓度为30 mg/L时缓蚀率达到99.0%;可以有效抑制腐蚀过程中的阳极反应;与KI有良好的缓蚀协同作用,10mg/L缓蚀剂与10 mg/L KI复配可以使缓蚀率达到99.2%,并且能将腐蚀速率控制在0.6 g/(m2.h)以下。

油酸基咪唑啉缓蚀剂的合成与缓蚀性能

以油酸和二乙烯三胺为主要原料,合成了一种咪唑啉缓蚀剂。采用傅立叶红外变换光谱仪(FTIR)测量产品的红外光谱,分析官能团,推断分子结构;采用失重法、Tafel曲线外延法、电化学阻抗技术等对合成的缓蚀剂在模拟气田水环境中的缓蚀性能及缓蚀机理进行了研究。结果表明,合成缓蚀剂的红外光谱中含有较强的咪唑啉特征吸收峰,其氮原子上存在孤对电子,可与金属原子配位结合形成牢固的化学吸附层。缓蚀剂对Q235试样在模拟气田水环境中具有较强的缓蚀作用,当浓度仅为100mg·L^(-1)时缓蚀率即可达到85%左右,并随缓蚀剂浓度增大而增大。缓蚀剂分子在金属表面吸附并成膜,阻止侵蚀性的离子在金属表面吸附和氧原子的扩散,从而起到保护金属的作用,缓蚀剂为阳极型缓蚀剂。