咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究

２００６年４月　石油炼制与化工　ＰＥＴＲＯｌ　ＥＵＭ　ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ　ＡＮＤ　ＰＥＴＲＯＣＨＥＭ１ＣＡＩ　Ｓ　第３７卷第４期　

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究　

吴鲁宁　，由　庆。　

（１－胜利油田胜利工程设计咨询有限公司科研所，东营２５７０２６；２．中国石油大学石油工程学院）　

摘要　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３Ｏ℃下加入复配缓蚀体系ＹＧ２能有效地抑制饱和　ＣＯ。的高矿化度盐水对Ａ３钢的腐蚀，其使用浓度为２０　ｍｇ／Ｌ时，缓蚀率达到９８．５％，腐蚀速率仅　为０．００９　ｍｍ／ａ，远好于我国石油天然气行业标准规定的指标。　

关键词：咪唑啉型缓蚀剂　腐蚀　缓蚀剂　表面性质　

１前言　油田水矿化度高，含有溶解氧、二氧化碳和硫　化氢等腐蚀性气体，易导致油田设备管道腐蚀。目　

前，各大油田最常使用的方法是添加缓蚀剂，既经　

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　等特点　，在国内外的油田已大量使用［４　。本研　

究合成了一种水溶性咪唑啉型缓蚀剂，通过与硫脲　

复配得到复配缓蚀体系，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，　并用扫描电镜分析了腐蚀前后及加入复配缓蚀体　

系Ｙ　２后Ａ３钢的表面形貌。　

２　实验部分　２．１仪器与药品　ＸＳＡＭ一８００型Ｘ射线光电子能谱仪（英国　ＫＲＡＴＯＳ公司生产）；ＰＳ一１６８Ｃ型电化学测量系统　

（北京中腐防蚀科技发展公司生产）；Ｖｅｃｔｏｒ一３３红　外光谱仪（德国生产）；Ｓ－５２０型扫描电子显微镜　

（日本日立公司生产）。　

棕榈酸（ＣＰ，广东西陇化工厂生产）；二乙烯三　乙胺（ＣＰ，上海国药集团化学试剂有限公司生产）；　

试验研究　清洗世界　Ｃｌｅａｎｉｎｇ　Ｗｏｒｌｄ　第３３卷第１１期　２０１７年１１月　

文章编号：１６７１－８９０９（２０１７）１１—００２７—０７　

月桂酸咪唑啉季铵盐的合成　

及其复配剂缓蚀性能研究　

司广锐，李　珊，芮玉兰　

（华北理工大学化学工程学院，河北唐山０６３２１０）　

摘要：以月桂酸、二乙烯三胺和氯化苄为原料，合成月桂酸咪唑啉季铵盐。利用静态失重法和　

电化学法研究月桂酸咪唑啉季铵盐及其复配剂在质量分数１０％Ｈ，ＳＯ　中对Ｑ２３５碳钢的缓蚀　

性能。静态失重实验表明，６０℃时１　０００　ｍｇ／Ｌ月桂酸咪唑啉季铵盐对Ｑ２３５碳钢缓蚀率为　８５．２１％。月桂酸咪唑啉季铵盐与ＫＩ有较好的协同作用，８０℃时不同配比二元复配剂对Ｑ２３５　

碳钢的缓蚀率均大于８０％；但二元复配剂耐温性差，１００　ｃｃ时２５０　ｍｇ／Ｌ咪唑啉季铵盐、　

７５０　ｍｇ／Ｌ　ＫＩ对Ｑ２３５碳钢的缓蚀率仅为２０．５９％。多羟基聚合物和聚醚有很好的抗脱附性能，　

且聚醚与二元复配剂的协同作用优于多羟基聚合物，１２０　ｏＣ时三元复配剂２５０　ｍｇ／Ｌ咪唑啉季　

铵盐、７５０　ｍｇ／Ｌ　ＫＩ、１　２００　ｍｇ／Ｌ聚醚对Ｑ２３５碳钢的缓蚀率为８２．６３％。极化曲线测试与电化学　

阻抗谱试验结果与失重法一致。三元复配剂通过在Ｑ２３５碳钢表面形成覆盖度较高的吸附膜有　

较好耐高温缓蚀性能。　

关键词：失重法；电化学法；咪唑啉季铵盐；复配剂；缓蚀剂　

中图分类号：ＴＧ１７４．４２　文献标识码：Ａ　

Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　ｌａｕｒｉｃ　ａｃｉｄ　ｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅ　ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ　ａｍｍｏｎｉｕｍ　ｓａｌｔ　ａｎｄ　

ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｉｔｓ　ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ　

ｓＩ　Ｇｕａｎｇｒｕｉ，ＬＩ　Ｓｈａｎ，ＲＵＩ　Ｙｕｌａｎ　

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　

第１７期

收稿日期：２０１８－０６－２０

作者简介：庞宏磊（１９８７—），男，河北滦南人，助理工程师，研究方向：精细化学品开发。油酸咪唑啉季铵盐合成及其复配剂缓蚀抑雾性能研究

庞宏磊，崔广华

（华北理工大学化学工程学院，河北唐山　０６３２１０）

摘要：为了缓解盐酸酸洗过程中的过度酸洗和酸雾挥发问题，实验通过有机合成的方法，用油酸、二乙烯三胺及氯化苄合成得到油酸咪唑啉季铵盐。通过评价，结果表明在６０℃２０％ＨＣｌ溶液中，最佳加药浓度为０．１％，缓蚀率为９９．５７％，抑雾率为７８．３７％。油酸咪唑啉季铵盐与乌洛托品、１，４－丁炔二醇、葡萄糖酸钠、ＯＰ－１０按比例１０∶３∶１∶１∶２复配缓蚀效率可以达到９９．７５％，抑雾率可以达到８８．６１％，通过现场实验达到实际生产要求，具有优异的缓蚀、抑雾性能、促进酸洗等功能。关键词：油酸；咪唑啉季铵盐；缓蚀；抑制酸雾；复配增效中图分类号：ＴＱ２５２．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００８－０２１Ｘ（２０１８）１７－００３５－０２

ＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＩｍｉｄａｚｏｌｉｎｅＡｍｍｏｎｉｕｍＳａｌｔｓａｎｄＳｔｕｄｙｏｎＣｏｒｒｏｓｉｏｎＩｎｈｉｂｉｔｉｏｎａｎｄ

ＦｏｇｇｉｎｇＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅＣｏｍｐｏｕｎｄ

ＰａｎｇＨｏｎｇｌｅｉ，ＣｕｉＧｕａｎｇｈｕａ

（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ　０６３２１０，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｌｌｅｖｉａｔｅｔｈｅｅｘｃｅｓｓｉｖｅａｃｉｄａｎｄａｃｉｄｍｉｓｔｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｐｉｃｋｌｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｐｒｏｂｌｅｍｓ，

ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｂｙｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｏｒｇａｎｉｃｓｙｎｔｈｅｓｉｓｕｓｉｎｇｏｌｅｉｃａｃｉｄａｎｄｂｅｎｚｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｌｅｉｃａｃｉｄｄｉｖｉｎｙｌｔｈｒｅｅａｍｉｎｅ

第３４卷第２期　２００７定　北京化工大学学报　ＪＯＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＢＥＵＩＮＧ　ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ　ＯＦ　ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　Ｖｏ１．３４．Ｎｏ．２　２００７　

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀行为　

赵昀　熊蓉春魏刚　（北京化工大学材料科学与工程学院，北京１０００２９）　

摘要：以椰油酸和二乙烯三胺为反应物、二甲苯为携水剂，制备了烷基咪唑啉类缓蚀剂，研究了该缓蚀剂的制备　工艺、分子结构与在锅炉水系统的缓蚀性能的关系。结果表明，温度、反应时间和反应物比例是合成产率的关键因　素，烷基咪唑啉衍生物在锅炉水中对碳钢的缓蚀率可达８Ｏ％以上，缓蚀剂强烈地抑制了腐蚀的阳极溶解过程，对阴　极去极化过程也有一定的抑制作用，可认为是碳钢的以阳极为主的混合性缓蚀剂。该缓蚀剂抑制腐蚀的原因是在　碳钢表面缓蚀剂吸附成膜，有效阻挡了钢表面与水的接触。　关键词：咪唑啉；缓蚀剂；制备工艺；锅炉水　中图分类号：ＴＧ１７４．４２　

引　言　

咪唑啉作为缓蚀剂于１９４９年首次在美国获得　专利［¨，目前已经广泛应用于油田［　，其用量约占　

缓蚀剂总用量的９０％左右。对于锅炉管道的水环境　

下的应用研究几乎无人涉足。本文通过优化条件合　

成了适用于锅炉水系统的咪唑啉类缓蚀剂，研究了　烷基咪唑啉衍生物在锅炉水中对碳钢的缓蚀行为。　

１　实验部分　

１．１试剂及实验材料　二甲苯，分析纯，北京化工厂；椰油酸，分析纯，　

天津市化学试剂一厂；二乙烯三胺，分析纯，天津市　

化学试剂一厂；碳酸氢钠，分析纯，北京化学试剂公　

司；无水氯化钙，分析纯，北京化学试剂公司；氯化　

苄，化学纯，北京化工厂；腐蚀试片，标准２０＃碳钢，　

尺寸７０ｍｍ×１３　ｍｍ×１．５　ｍｍ，江苏淮阴医疗器材　厂。　１．２咪唑啉及其衍生物的制备　

将椰油酸和二乙烯三胺与一定量的二甲苯溶剂　加入到带有分水器、温度计、搅拌器和冷凝柱的三口　

瓶中，再加入沸石，在１４０～１６０℃下回流２　ｈ，再在