咪唑啉类缓蚀剂的合成及应用研究进展_高秋英

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咪唑啉类缓蚀剂对CO2／H2S腐蚀抑制作用研究进展

咪唑啉类缓蚀剂对CO2／H2S腐蚀抑制作用研究进展1. 导言- 介绍咪唑啉类缓蚀剂的研究背景和重要性；- 引入CO2/H2S腐蚀的危害和现状；- 提出咪唑啉类缓蚀剂在CO2/H2S腐蚀抑制中应用的重要性。

2. CO2/H2S腐蚀机理及其危害- 介绍CO2/H2S的化学性质和危害；- 分析CO2/H2S的腐蚀机理；- 探讨CO2/H2S腐蚀造成的经济和环境影响。

3. 咪唑啉类缓蚀剂对CO2/H2S腐蚀的抑制作用研究进展- 系统梳理咪唑啉类缓蚀剂在CO2/H2S腐蚀抑制中的应用情况；- 分析咪唑啉类缓蚀剂的特点和优势；- 综述相关研究成果，包括实验室研究和工业应用。

4. 咪唑啉类缓蚀剂的抑蚀机理及影响因素- 分析咪唑啉类缓蚀剂对CO2/H2S的缓蚀机理；- 探讨影响咪唑啉类缓蚀剂缓蚀效果的因素，如温度、pH值、浓度、流速等。

5. 结论和展望- 综述咪唑啉类缓蚀剂在CO2/H2S腐蚀防护中的应用情况和研究进展；- 分析咪唑啉类缓蚀剂的优缺点和今后的研究方向；- 提出未来研究的重点和方向。

导言随着工业化的快速发展，各类金属设备的使用频率越来越高，而金属受到的腐蚀却是一个永远无法避免的问题。

CO2/H2S腐蚀是一种常见腐蚀类型，在石油、化工和海洋等领域产生了严重的经济和社会影响。

因此，研究如何有效地抑制CO2/H2S腐蚀已经成为了材料防腐领域的重要研究方向。

咪唑啉类缓蚀剂是一种新型的有机金属缓蚀剂，具有良好的缓蚀性能和环境适应性，对于CO2/H2S腐蚀的抑制效果也非常显著。

因此，研究咪唑啉类缓蚀剂在CO2/H2S腐蚀抑制中的应用具有重要意义。

本论文将对咪唑啉类缓蚀剂对CO2/H2S腐蚀抑制作用的研究进展进行综述，具体包括以下几个方面。

首先，在综述咪唑啉类缓蚀剂在CO2/H2S腐蚀抑制中应用的重要性之前，将先介绍CO2/H2S腐蚀的危害和现状，阐述CO2/H2S腐蚀在工业领域中的影响，从而引出本文研究的必要性和重要性。

适用高温、高cl^-工况下的缓蚀剂合成及评价

第 37 卷第 1 期 2020 年 3 月 25 日
文章编号：1000-4092（2020）01-155-04
油田化学 Oilfield Chemistry
Vol.37 No.1 25 Mar，2020
适用高温、高 Cl-工况下的缓蚀剂合成及评价*
赵海洋，石鑫，刘冬梅，魏晓静，高秋英
（中国石油化工股份有限公司西北油田分公司，新疆乌鲁木齐 830011）
采用失重法评价合成的缓蚀剂 QA 在高矿化度、高 Cl—含量下对挂片的缓蚀效率。在实验前先用蒸馏水清洗腐蚀挂片，然后分别用蘸有丙酮和无水乙醇的脱脂棉擦拭，以实现对腐蚀挂片的去油除水。将擦拭干净的腐蚀挂片用吹风机吹干，用电子天平进行称量，记录挂片的质量 m0；用游标卡尺测量挂片的长度、宽度和厚度，分别测量 3 次，取平均值。
0 前言
当前大多数油田的开采进入中后期，采出水的温度和矿化度越来越高。［1-2］水中的矿物质离子尤其是 Cl- 的含量的增加，会使管道形成严重的点蚀［3］，甚至腐蚀穿孔，造成巨大的经济损失和安全问题。投放缓蚀剂是一种常用的腐蚀防护方法，具有投资成本低、实施简单、效果明显、适用性强等优点［4］，已在石油行业广泛应用。目前国内对于耐高温、高 Cl-的缓蚀剂的研究也有所报道，zhang 等研制的一种新型咪唑啉硫酸盐，在浓度为 200 mg/L 时在 1 mol/L 的盐酸溶液中对 Q235 钢的缓蚀率可达 96%［5］。王霞等合成的一种曼尼希碱季铵盐缓蚀剂，在 130℃、20%盐酸体系中加入量为 0.5%时对 P110 钢材的缓蚀率达到 90%以上［6］。杨永飞等用甲醛、脂肪胺和芳香酮合成的缓蚀剂 MNX 在与增效剂复配后可耐 150℃高温［7］。虽然目前对高温缓蚀剂的研究较多，也有较好的结果，但目前常用的缓蚀剂单剂在高矿化度条件下的缓蚀效果均较差。

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究摘要：随着金属材料在工业生产和日常生活中的广泛使用，金属的腐蚀问题日益严重，因而对于防腐蚀技术的研究变得尤为重要。

本研究以咪唑啉型缓蚀剂为研究对象，通过合成、实验分析以及性能测试等方法，对其缓蚀性能和机理进行了深入研究，为金属材料的腐蚀防护提供了新的思路和方法。

1. 引言金属材料在各个行业中广泛应用，但受到腐蚀的威胁。

为了保护金属材料免受腐蚀的侵害，人们一直致力于寻找有效的缓蚀剂，其中咪唑啉型缓蚀剂因其良好的缓蚀性成为研究的热点。

2. 咪唑啉型缓蚀剂的合成本研究采用了溶液法，通过特定配比将苯胺、醋酸、甲醛等原料按一定比例混合并进行反应，最终得到咪唑啉型缓蚀剂。

合成过程中需要控制反应时间、温度等因素，以保证产物的纯度和良好的缓蚀性能。

3. 咪唑啉型缓蚀剂的性能测试通过扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱(EDS)等测试手段，对合成的咪唑啉型缓蚀剂进行了表面形貌和成分分析。

结果表明，所得到的咪唑啉型缓蚀剂表面均匀，成分纯净，并且具有一定的缓蚀性能。

4. 咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀性能研究为了评价咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀性能，选取常见的金属材料作为试验对象，通过电化学测试方法测量其腐蚀电位和极化电阻等参数。

实验结果表明，咪唑啉型缓蚀剂能够有效减缓金属的腐蚀速度，并且具有一定的缓蚀效果。

5. 咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀机理研究通过红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对咪唑啉型缓蚀剂进行表征和分析，揭示出其缓蚀机理。

结果显示，咪唑啉型缓蚀剂在金属表面形成了一层致密的缓蚀膜，有效隔绝了金属与环境中的腐蚀介质的接触，从而起到了缓蚀的作用。

6. 结论本研究通过对咪唑啉型缓蚀剂的合成、性能测试和机理研究，验证了咪唑啉型缓蚀剂具有较好的缓蚀性能和机理。

因此，在金属材料的腐蚀防护中，咪唑啉型缓蚀剂具有广阔的应用前景，并为其他缓蚀剂的研究提供了新的思路和方法。

咪唑啉缓蚀剂的合成及复配研究

关键词：咪唑啉缓蚀剂；合成；复配
中图分类号：ＴＱ４２３－３文献标识码：Ａ
ＭＡＳｈｕ — ｑｉｎｇ，ＨＥＸｉａｏ — ｙｉｎｇ，ＬＩＵＪｉａｎ（ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＰｅｔｒｏｌｅｕｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｑｉｎｇ１６３３１８，Ｃｈｉｎａ）
化
学
工
程
师２０１５年第ｌＯ期
ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒ
工
程
师：园地
咪唑啉缓蚀剂的合成及复配研究
马淑清，何晓英，刘健
（东北石油大学化学工程学院。黑龙江大庆１６３３１８）
摘
要：以油酸和羟乙基乙二胺为原料，二甲苯为携水剂合成咪唑啉缓蚀剂，通过正交试验得出其最佳
合成条件为：油酸与羟乙基乙二胺的摩尔配比为１：１．２，酰化温度为１６０％，酰化时间为４ｈ，环化温度为２２０％。
将合成的咪唑啉缓蚀剂分别与十二烷基苯磺酸钠、ＫＩ和Ｎａ２ＷＯ复配，得出咪唑啉缓蚀剂和十二烷基苯磺酸
钠最佳复配比为１：ｌ，与ＫＩ为１：１，与Ｎａ２ＷＯ为１：２。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｗａｓｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｗｉｔｈｏｌｅｉｃａｃｉｄ，ｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅａｓｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｔｈｅｄｉｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｅｎｅｗａｓｕｓｅｄａｓｗａｔｅｒｃａｒｒｙｉｎｇａｇｅｎｔ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｓｙｎｔｈｅｓｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂ — ｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｔｅｓｔ：Ｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｏｌｅｉｃａｃｉｄａｎｄｈｙｄｒｏｘｙｅｔｈｙｌｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅｗａｓ１：１．２：ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＳｙｎｔｈｅｓＢａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究

（北京中腐防蚀科技发展公司生产）Ｖｅｔｒ３；ｃｏ一３红外光谱仪（国生产）Ｓ５０型扫描电子显微镜德；－２
（日本日立公司生产）。
分
质量浓度／Ｌｇ・
Ｍｇｚ・６ｚＣｌＨＯＮａＳ２Ｏ４・１０Ｈ２ＯＮａＨＣＯ３
吴鲁宁由庆。，
（－胜利油田胜利工程设计咨询有限公司科研所，营２７２；．中国石油大学石油工程学院）１东５０６２
摘要以棕榈酸、乙烯三胺为原料合成咪唑啉，对其进行水溶性改性制备了咪唑啉型缓蚀二并
蚀剂产品ＹＧ１－。
油田水矿化度高，有溶解氧、氧化碳和硫含二
化氢等腐蚀性气体，导致油田设备管道腐蚀。目易前，大油田最常使用的方法是添加缓蚀剂，经各既
济有效又不影响油田的正常生产。水溶性咪唑啉型缓蚀剂以其独特的分子结构及优异的缓蚀性能
Ｙ－Ｇ２后Ａ３的表面形貌。研究结果表明，３钢在Ｏ℃下加入复配缓蚀体系Ｙ２有效地抑制饱和Ｇ能
Ｃ。的高矿化度盐水对Ａ３的腐蚀，使用浓度为２／Ｏ钢其０ｍｇＬ时，蚀率达到９．％，蚀速率仅缓８５腐
为００９ｍｍ／，好于我国石油天然气行业标准规定的指标。．０ａ远

咪唑啉型缓蚀剂合成方法的研究进展

咪唑啉学名为间二氮杂环戊烯，它是白色针状
固体或白色乳状液体，性质不稳定，在室温条件下有水存在时，一夜就可转化为酰胺。在咪唑啉合成时，减压脱水过程必须避免与空气接触，否则产品颜色很快变深。咪唑啉在常压条件下放置，2~9 d 后分析，产物中含有不饱和烯烃。
咪唑啉的母体结构是咪唑，二氢取代咪唑被命名为咪唑啉，其杂环大小与咪唑一致。它们的结构如图 1 所示。
由庆等用〔10〕真空法以棕榈酸、二乙烯三胺和油酸、羟乙基二胺为原料，加入二甲苯作为携水剂，使其在合适的温度范围内发生缩合反应生成了咪唑啉中间体进而制取了咪唑啉型缓蚀剂 YQ201。吴宇峰等〔11〕用溶剂法以炼油厂副产品粗环烷酸为主要原料，与有机胺通过真空脱水方式进行缩合反应，合成了环烷基咪唑啉中间体。
［关键词］咪唑啉；缓蚀剂；油田化学品［中图分类号］ X703.1 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1005-829X（2009）04-0009-04
Development of the synthesis of imidazoline corrosion inhibitors
Guan Jianning， Song Na， Zhang Jinjun， Kong Xiangjun， Wang Jintang （School of Science， Nanjing University of Technology， Nanjing 210009， China）
咪唑啉类缓蚀剂无特殊刺激性气味，热稳定性好，毒性低，突出特点是当金属与酸性介质接触时，可在金属表面形成单分子吸附膜，以改变 H+的氧化还原电位，也可络合溶液中的某些氧化剂，降低其电极电位来达到缓蚀的目的。咪唑啉环上的 N 原子的化合价变成四价形式的季铵盐之后，季铵阳离子被带负电的金属表面吸附，对阳离子放电有很大影响，从而有效地抑制阳极反应；另外，季铵盐上的阴离子对阳离子缓蚀剂的静电吸附也有很大的影响。 2 咪唑啉及其衍生物的合成

咪唑啉类缓蚀剂的合成及应用研究进展

咪唑啉类缓蚀剂的合成及应用研究进展
高秋英;梅平;陈武;艾俊哲
【期刊名称】《化学工程师》
【年(卷),期】2006(020)005
【摘要】本文综述了咪唑啉类缓蚀剂的合成方法、缓蚀性能及其缓蚀机理的研究与应用现状,并探讨了咪唑啉类缓蚀剂的发展方向.
【总页数】5页(P18-21,24)
【作者】高秋英;梅平;陈武;艾俊哲
【作者单位】长江大学,化学与环境工程学院,湖北,荆州,434023;长江大学,化学与环境工程学院,湖北,荆州,434023;长江大学,化学与环境工程学院,湖北,荆州,434023;长江大学,化学与环境工程学院,湖北,荆州,434023
【正文语种】中文
【中图分类】TQ050.9
【相关文献】
1.用侧柏籽油合成咪唑啉类缓蚀剂及其性能研究 [J], 闫倩茹;马养民;杨秀芳;李延超
2.环烷酸基咪唑啉类缓蚀剂的合成及缓蚀性能评价 [J], 张文钟;高嵩;战风涛
3.新型咪唑啉类缓蚀剂的合成和缓蚀性能研究 [J], 李莉;李学坤;孙平;周跃花;屈颖娟
4.新型原油集输用油酸基咪唑啉类缓蚀剂的合成及性能 [J], 赵小庆
5.咪唑啉类缓蚀剂合成及缓蚀性能评价 [J], 张广东;戴倩倩;刘建仪;周飞;赵宏利
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咪唑啉类缓蚀剂改性合成及性能研究

咪唑啉类缓蚀剂改性合成及性能研究咪唑啉类缓蚀剂改性合成及性能研究摘要：本文是关于咪唑啉类缓蚀剂改性合成及性能研究的综述。

随着工业的快速发展，在金属材料的使用过程中常常会受到腐蚀的影响。

因此，寻找优良的缓蚀剂用于保护金属材料的腐蚀成为研究的热点之一。

咪唑啉类化合物由于其优异的电子传输性质和缓蚀性能，已经成为了腐蚀化学研究的重要领域。

本文对咪唑啉类缓蚀剂的合成方法进行了综述，并对其在金属材料缓蚀方面的性能进行了研究。

关键词：咪唑啉类缓蚀剂；合成；性能研究1. 引言随着现代工业的飞速发展，各类金属材料广泛应用在航空、汽车、建筑等领域。

然而，金属在使用过程中往往会受到腐蚀的破坏，给材料的使用寿命和安全带来了不可忽视的问题。

为了延长金属材料的使用寿命和保障其安全可靠的性能，研究优良的缓蚀剂是至关重要的。

2. 咪唑啉类缓蚀剂的合成方法咪唑啉类化合物具有优异的电子传输性质和缓蚀性能，因此成为了目前研究的热点之一。

常见的合成咪唑啉类化合物的方法包括电化学合成法、化学合成法和生物合成法等。

其中，电化学合成法通过在电解质和阳极之间施加电压来合成咪唑啉类化合物，具有操作简便、高效率等优点；化学合成法则利用咪唑和其他化合物的反应来制备咪唑啉类缓蚀剂，该方法具有多样性和反应旺盛的特点；生物合成法通过微生物与底物的反应来生成咪唑啉类化合物，该方法对环境友好并且反应步骤相对简单。

3. 咪唑啉类缓蚀剂的性能研究咪唑啉类化合物有着良好的缓蚀性能，其缓蚀机理主要表现为对金属表面形成致密且稳定的保护膜，从而减少金属与腐蚀介质的接触，阻止了腐蚀反应的进行。

为了进一步提高咪唑啉类化合物的缓蚀性能，研究者还进行了不同方面的性能研究。

例如，研究了咪唑啉类缓蚀剂在不同腐蚀介质中的效果，以及改变其分子结构对缓蚀性能的影响等。

实验结果显示，咪唑啉类缓蚀剂在酸性和碱性介质中的缓蚀性能较好，且改变分子结构对其缓蚀性能具有显著影响。

4. 结论本文对咪唑啉类缓蚀剂的合成方法和性能进行了综述。

咪唑啉类缓蚀剂的研究

咪唑啉类缓蚀剂的研究摘要：咪唑啉类缓蚀剂是近些年来研究的热点并广泛应用于石油化工、酸洗除锈、油井酸化等工业中。

该类缓蚀剂对环境友好，制备方法简单，原料易得，高效低毒，只需加入少就有很好的缓蚀效果，是一种性能优良的缓蚀剂。

1 引言1.1金属的腐蚀金属腐蚀，就是指金属在外界环境的作用下引起的破坏和变质。

金属腐蚀是现代工业和生活中的重要破坏因素，遍及国民经济各领域，给国民经济带来巨大损失。

常见的防止金属腐蚀的方法有[1]：(1)非金属保护层；(2)金属保护层；(3)电化学保护；(4)加缓蚀剂保护。

缓蚀剂技术由于具有操作简单、见效快、能保护整个系统等特点，因而广泛应用于石油化学品加工、化学清洗、大气环境、工业用水、仪表制造及石油化工生产等过程[2]。

与其它通用的防腐蚀方法相比，缓蚀剂具备以下特点[2]：(1)在几乎不改变腐蚀环境条件的情况下，即能得到良好的防蚀效果(在酸洗时很重要)；(2)不需要再增加防腐蚀设备的投资；(3)保护对象的形状对防腐蚀效果的影响比较少；(4)当环境(介质)条件发生变化时，很容易用改变腐蚀剂品种或改变添加量与之相适应；(5)通过组分调配，可同时对多种金属起保护作用。

1.2咪唑啉类缓蚀剂咪唑啉又称间二氮杂环戊烯，是含有两个互为间位的氮原子及一个双键的五元环化合物，其母体结构是咪唑，二氢代咪唑即为咪唑啉。

咪唑啉型缓蚀剂一般由三部分组成：具有一个含氮的五元杂环，长碳支链R1和杂环上与N 成键的含有官能团的支链R2。

R1一般为含14~18个碳原子的长链，R2一般含有酰胺、胺基或羟基等官能团。

其结构如图1-1：图1-1 咪唑啉结构式咪唑啉类缓蚀剂对碳钢等金属在盐酸介质中有优良的缓蚀性能，这类缓蚀剂无特殊的刺激性气味、热稳定性好、毒性低。

咪唑啉缓蚀剂的突出优点是：当金属与酸性介质接触时，可以在金属表面形成单分子吸附膜，以改变氢离子的氧化还原电位，也可以络合溶液中的某些氧化剂，降低其电位来达到缓蚀的目的[3]。

咪唑啉类缓蚀剂的研究现状及其展望

咪唑啉类缓蚀剂的研究现状及其展望高文宇2、陈新萍1， 2，高清河2（1.大庆师范学院 2.大庆石油学院）[摘要]介绍了咪唑啉类缓蚀剂的制备、影响产物收率的几个主要因素并比较了不同咪唑啉衍生物的缓蚀性能，阐述了其缓蚀机理，最后介绍了咪唑啉类物质的应用现状及前景。

[关键词]咪唑啉；缓蚀机理；缓蚀性能；缓蚀剂Abstract: the preparation of imidzoline and some key factors of corrosion inhibition that influe nce it,were proposed. Expose the mechanism of co rrosion inhibition ,at last , introduce the curr ent situation of imidzoline and prospect its fut ure.Key words:imidzoline;mechanism of corrosion inhi bition ;inhibitor前言咪唑啉学名间二氮杂环戊烯，是白色针状固体或白色乳状液体 [1]。

合成初期,咪唑啉主要应用于印染和纺织业，随着人们对它研究的逐步深入，发现咪唑啉在酸性条件下有十分优良的缓蚀性能，首次做为缓蚀剂使用是在1946年9月，是一种咪唑啉及其盐的碳氧化合物[2]。

我们所说的咪唑啉类缓蚀剂是以咪唑啉为中间体经过改性的咪唑啉类衍生物。

用FTIR对咪唑啉类物质扫描发现其在1600㎝-1处具有较强的吸收峰，究其原因是有C=N 键的存在,这也是鉴别咪唑啉类物质的重要依据之一。

现在，它是锅炉酸洗、油田水处理过程中常用的一种缓蚀剂。

在美国各油田使用的有机缓蚀剂以咪唑啉类物质最大。

1．咪唑啉及其衍生物的合成1.1咪唑啉及其衍生物的合成咪唑啉一般由有机酸和二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺在有机溶剂中进行缩合反应得到。

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近年来, 油气井酸化技术作为油气田增产回注的一项技术措施, 在各个油田得到了广泛的应用, 然而由于应用酸液的注入, 使油气井管材和井下金属设备发生腐蚀。在国外由于合成咪唑啉缓蚀剂所用
的脂肪胺来源较广, 价格低廉且毒性较低, 因此, 应用比较广泛。
上世纪 70 年代末, 四川石油管理局成功解决深井酸化腐蚀问题, 标志我国开始了油气井酸化问题的广泛研究。90 年代后期, 国内胜利油田使用环烷酸咪唑啉二酰胺聚氧乙烯醚, 经盐酸季铵化反应制得水溶性好、缓蚀效率高( 大于 9919% ) 的环烷酸二酰胺聚氧乙烯醚季铵盐阳离子酸化缓蚀剂, 取得了良好的缓蚀效果。张玉英[ 15] 等采用棉籽油与二乙烯三胺合成咪唑啉, 然后再经过聚合和复盐化制取了咪唑啉类油田酸化缓蚀剂- CIDS- 1, 并利用静态
1 结构及特性
咪唑啉类缓蚀剂品种很多, 咪唑啉衍生物如咪唑啉的季铵盐、咪唑啉的葵二酸盐、油酸盐以及油酸盐和二聚酸盐的混合物, 通过四乙烯五胺同脲或硫脲反应制备的咪唑啉酮和咪唑啉二硫脲以及咪唑啉的多硫化合物都是有效的缓蚀剂。该类缓蚀剂是一种两性表面活性剂, 最早是由 Hans1S1Mannheimer 在 50 年代开发的。一般由 3 部分组成, 具有一个含氮的五元杂环( A) , 杂环上与 N 成键的含有官能团的
收稿日期: 2006- 03- 28 基金项目: 湖北省自然科学基金资助项目( 2005ABA308) 作者简介: 高秋英( 1982- ) , 女, 河南开封人, 长江大学在读硕士研
究生, 主要从事油气田应用化学方面的研究工作。
支链 R1( B, 如酰胺官能团、胺基官能团、羟基等) 和长的碳链支链 R2( C) 。
在油气田开采和输送过程中, 金属设备和管道遭受到剧烈的腐蚀。腐蚀不仅造成巨大的经济损失, 同时还会导致严重的安全事故, 成为困扰石油天然气行业发展的难题, 在腐蚀介质中投加缓蚀剂是一种经济有效且实用的防腐方法。目前在国内外油气田所使用的缓蚀剂主要是丙炔醇类、有机胺类、咪唑啉类、季铵盐等有机化合物[ 1, 2] , 其中丙炔醇类和芳香胺类毒性较大, 现场较多使用的油气田缓蚀剂主要是低毒、环保型的咪唑啉类缓蚀剂。本文就近年来咪唑啉类缓蚀剂的研究及应用加以综述。
20
高秋英等: 咪唑啉类缓蚀剂的合成及应用研究进展*
2006 年第 5 期
失重法对其缓蚀性能进行了研究。结果发现, 该缓蚀剂是无毒无味, 配伍性好, 无地层伤害的缓蚀剂。适用于 150 e 以下油层酸化缓蚀, 在胜利、大港、华北油田应用, 取得了良好的缓蚀效果, 同时该缓蚀剂的合成工艺也填补了咪唑啉聚醚复盐型缓蚀剂的国内空白。邱海燕等[ 16] 合成了三苯环咪唑啉季铵盐阴极型的复合缓蚀剂, 对油气田酸化腐蚀的缓蚀率能达到 99% 以上。
Sum 128 No15
化学工程师 Chemical Engineer
2006 年 5 月
文章编号: 1002- 1124( 2006) 05- 0018- 04
综
பைடு நூலகம்
咪唑啉类缓蚀剂的
述
合成及应用研究进展*
高秋英, 梅平, 陈武, 艾俊哲
( 长江大学化学与环境工程学院, 湖北荆州 434023) 摘要: 本文综述了咪唑啉类缓蚀剂的合成方法、缓蚀性能及其缓蚀机理的研究与应用现状, 并探讨了咪唑啉类缓蚀剂的发展方向。关键词: 咪唑啉类缓蚀剂; 合成; 应用中图分类号 :TQ05019 文献标识码: A
性合成了一种对 A3 钢在饱和 CO2 盐水体系中的腐蚀缓蚀率达到 95% 以上的一种改性咪唑啉缓蚀剂。
412 抑制 H2S 腐蚀
H2S 的腐蚀与防护是石油天然气开采和石油炼制过程中经常遇到和急需解决的问题。近年来, 随着高含 S 原油的开采和炼制, H2S 的腐蚀问题日益突出, 其中常减压蒸馏塔系统的腐蚀问题尤为突出。曹楚南院士[ 13] 等工作者采用 EIS 和极化曲线技术系统的研究和分析了低碳钢在 H2S 的水溶液中的腐蚀电化学行为和动力学规律, 从而发现了 H2S 离解成 HS- 和 S2- , 吸附在设备表面, 生成硫化物的腐蚀机理。同时合成了 14 种具有不同结构和官能团的咪唑啉类缓蚀剂, 并对其缓蚀性能进行了评价, 发现所合成的咪唑啉缓蚀剂中阳极型缓蚀剂性能优于阴
414 抑制电偶腐蚀
在油气田使用的管道中由于不同金属材料的管道之间的耦合或是埋地管线周围土壤介质的不同, 都会导致严重电偶腐蚀, 这给油气田的安全生产带来很大阻碍。添加缓蚀剂是一种切实可行的控制电偶腐蚀的方法。王志龙等[ 17] 针对文昌油田套管钢的电偶腐蚀作了大量研究, 筛选了一种与完井液、海水配伍性良好的成膜型缓蚀剂 JCP - 6 来抑制其电偶腐蚀, 在现场施工中取得很好的效果。艾俊哲[ 18] 等采用腐蚀失重和电偶腐蚀电流测量等电化学方法对咪唑啉缓蚀剂 TDM 在饱和 CO2 的 1% NaCl 溶液中碳钢与双相不锈钢 S31803 耦接后的电偶腐蚀行为进行了研究。结果发现, 该缓蚀剂是一种阳极吸附型缓蚀剂, 能显著地抑制 CO2 环境下 N80 钢因电偶作用引起的腐蚀。上述这些缓蚀剂在抑制油气田开发过程中的 CO2 腐蚀都具有很好缓蚀效果。
2 合成方法
目前常用的咪唑啉及其衍生物的合成方法有 3 种, 即真空催化法、真空脱水法、潜溶剂法。真空催化法是在抽真空的条件下加入特定催化剂, 达到使时间缩短、收率提高的方法; 真空脱水法是直接用真空加热脱水的方法; 潜溶剂法是采用苯、二甲苯等溶剂进行脱水的方法。咪唑啉及其衍生物缓蚀剂的合成通常可分为两步进行: ( 1) 一般是以 C8 ~ C18的脂肪酸与多胺缩合脱去 2mol 水, 形成环状咪唑啉中间体, 多胺多为羟乙基二胺, 二乙烯三胺、三乙烯四胺和四乙烯五胺等; ( 2) 咪唑啉中间体与可引入阴离子官能团的季铵化试剂进行季铵化反应。张光华等[ 3]
咪唑啉类缓蚀剂无特殊刺激性气味, 热稳定性好, 毒性低, 突出特点是当金属与酸性介质接触时, 可在金属表面形成单分子吸附膜, 以改变 H+ 的氧化还原电位, 也可络合溶液中的某些氧化剂, 降低其电极电位来达到缓蚀的目的。咪唑啉环上的 N 原子的化合价变成五价形式的季铵盐之后, 季铵阳离子被带负电的金属表面吸附, 对阳离子放电有很大影响, 从而有效地抑制阳极反应; 另外, 季铵盐上的阴离子对阳离子缓蚀剂的静电吸附也有很大的影响。
Development on synthesis and application of imidazoline corrosion inhibitor* GAO Qiu- ying, MEI Ping, CHEN Wu, AI Jun- zhe
( College of Chemical and Environmental Engineering, Yangtze U niversity, Jingzhou 434023, China) Abstract: This article summarized the research and the application of the synthetic methods, the inhibiting corrosion capability and its inhibiting corrosion mechanism of the imidazoline corrosion inhibitor1 Some development directions of imidazoline corrosion inhibitor were discussed in future1 Key words: imidazoline corrosion inhibitor ; synthesis; application
3 评价方法
按照5油田采出水缓蚀剂评价方法6( SY52732000) 、5油田采出水用缓蚀剂通用技术条件6( SY/ T6301- 1997) 和5 酸化用缓蚀剂性能实验方法及评价指标6( SY5450- 1996) 等评价标准, 实验室评价缓蚀剂的方法主要有失重法、电化学法和极化曲线法等。另外还有一些新兴的方法, 如电子自旋共振技术( ESR) 、电化学发射谱法 ( EES) 以及穆尔斯堡谱法。对于缓蚀剂现场性能监测则主要采用挂片、电阻探针和化学分析方法等监测方法。
极型, 提出了咪唑啉环上支链的长短以及官能团的有无对咪唑啉缓蚀剂的性能影响规律, 这为其他工作者在研究咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能方面提供了极大的便利。宁朝辉[ 14] 等研究了新型油溶性和水溶
性咪唑啉酰胺缓蚀剂对 H2S 在炼油厂常减压蒸馏系统腐蚀的缓蚀性能, 缓蚀率均达 95% 以上。
413 抑制酸化腐蚀
于缓蚀剂溶解, 使缓蚀性能更好的分布在金属表面, 阻碍金属的腐蚀。梅平等[ 8- 11] 投入大量的工作采
用自制高温高压静态腐蚀实验装置, 利用失重法、X 射线光电子能谱及扫描电镜分析较系统地研究了
CO2 腐蚀的影响因素、腐蚀机理, 发现温度、CO2 分压以及 pH 值等是 CO2 腐蚀的主要影响因素, 并研制出能抑制 CO2 腐蚀的缓蚀剂体系 JS, 能很好抑制 CO2 对 N80 钢的腐蚀。马涛[ 12] 等对咪唑啉进行改
415 抑制油田污水腐蚀
油田污水主要包括采油废水、钻井废水及站内其他类型的含油污水。水是石油的天然伴生物, 也是造成石油化学工业中金属设备腐蚀过程中起主导作用的, 唯一不可缺少的因素。油田污水水质复杂, 矿化度高( Cl- 浓度高) , 溶解有 H2S、CO2 等腐蚀气体以及存有大量的硫酸盐还原菌等微生物, 这些因素都会导致金属设备和管道的严重腐蚀。大量的研究表明, 溶解有盐类、酸类的 CO2 和 H2S 水溶液往往比单一的 CO2 和 H2S 水溶液腐蚀要严重得多, 腐蚀速度高几十倍, 甚至几百倍。油田污水的腐蚀给油田生产带来严重的影响, 因此, 必须对油田污水造成的腐蚀进行防护。我国从二十世纪 60、70 年代开始了这方面的工作, 经过几十年的努力, 已经研制出了一系列油田污水用缓蚀剂。近期, 陈武等[ 19- 21] 针对涠洲 12- 1 污水系统腐蚀结垢状况研制的一种新型咪唑啉类缓蚀阻垢剂 NY- HGA, 在室内采用静态挂片法和静态阻垢法对其缓蚀阻垢性能进行了评价, 同时还在 12- 1 油田现场对缓蚀阻垢剂 NYHGA 的缓蚀性能进行了快速评价。室内评价和现