复配咪唑啉缓蚀剂性能评价

缓蚀剂CY-1的合成及其缓蚀性能的研究常艳兵;王为民;魏显达【摘要】以油酸、二乙烯三胺为原料,合成了一种油酸咪唑啉,用氯化苄对其进行改性得到缓蚀剂CY-1.采用失重法评价CY-1在减黏塔顶水中对20钢的缓蚀性能及其与油田水常用缓蚀剂GW1的复配效果.结果表明:在温度80℃、实验时间168 h 时,缓蚀剂CY-1的最佳质量分数为200 μg/g,缓蚀率为74.31％；CY-1与GW1质量分数分别为100μg/g时复配效果最佳,缓蚀率为79.86％.%A new kind of oleic acid imidazoline corrosion inhibitor named CY-1 was synthesized from oleic acid/diethylene triamine and modified by zephirol. Its inhibition performance was investigated by weight loss test method using 20 steel as testing material and corrosive water collected on-site. Furthermore, its synergetic effects with other inhibitors which are commonly used in oilfield (e. G. GW1 and etc. )were tested as well. Test results show that under the conditions of an optimal CY-1 dosage of 200 μg/g,a testing temperature of 80℃ and a testing time of 168 h,the inhibiting rate is 74. 31%; an optimum synergetic effect is obtained using a compounded inhibitor of CY-1 mixed with GW1 at the same dosage of 100 μg/g,the combined inhibiting rate is up to 79. 86%.【期刊名称】《石油炼制与化工》【年(卷),期】2011(042)010【总页数】3页(P82-84)【关键词】缓蚀剂;合成;缓蚀率;复配【作者】常艳兵;王为民;魏显达【作者单位】辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,抚顺113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,抚顺113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,抚顺113001【正文语种】中文1 前言某炼油厂主要加工稠油和部分超稠油，由于稠油中杂质含量和酸值均较高，在加工过程中对设备的腐蚀较为严重。

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]。

作者简介：刘忠运（1984-），男，湖北荆州人，硕士研究生，主要从事油田化学方面的研究工作。

（E-mail ：liuzhongyun2006@ ）收稿日期：2009-06-26第39卷第4期2009年8月精细化工中间体FINE CHEMICAL INTERMEDIATESVol.39No.4August 2009!!!!!!!!!!!!!!!!!!功能材料新型咪唑啉缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究刘忠运1，李莉娜2，张大椿1，吴大伟1（1.长江大学油气钻采工程湖北省重点实验室，湖北荆州434023；2．天津理工大学化学化工学院，天津300384）摘要：合成了一种复合缓蚀剂YHX-4，研究了其在二氧化碳／硫化氢共存条件下的缓蚀性能。

研究表明，在n （油酸）∶n （二乙烯三胺）∶n （硫脲）∶n （氯化苄）=1∶1.4∶1∶1.2、成环反应最高温度220℃、成环时间8h ；季铵化反应温度90℃、时间3h 条件下可合成咪唑啉季铵盐缓蚀剂YHX-3，目标产物经红外表征。

将YHX-3与自制的4种物质：炔氧甲基烷基苄基季铵盐（HPOMAQ ）、丁炔二醇（BOZ ）、磷酸三乙酯（TEP ）、增效剂SA 进行复配［m （YHX-3）∶m （BOZ ）∶m （HPOMAQ ）∶m （TEP ）∶m （SA ）=30∶8∶8∶3∶1］得缓蚀剂YHX-4，其在二氧化碳／硫化氢共存的腐蚀介质中静态缓蚀率大于92%，动态缓腐蚀率大于88%。

关键词：咪唑啉季铵盐；缓蚀剂；缓蚀率；合成中图分类号：TG174.42文献标识码：A文章编号：1009-9212（2009）04-0039-05Research on the Synthesis and Anti-corrosive Performance of Novel Imidazoline Corrosion Inhibitors LIU Zhong-yun 1，LI Li-na 2，ZHANG Da-chun 1，WU Da-wei 1（1.Key Laboratory of Oil and Gas Drilling and Production Engineering ，Yangtze University ，Jinzhou 434023，China ；2．Chemistry and Chemical Engineering College ，Tianjin University of Technology ，Tianjin 300384，China ）Abstract ：Compound YHX-4was prepared and its corrosion inhibition properties were studied under the CO 2／H 2S coexistence conditions.Results indicated that the optimum conditions for synthesizing imidazoline quaternary -ammonium -salts corrosion inhibitor （YHX -3）were ：n （oleic acid ）∶n （diethylenetriamine ）∶n（thiourea ）∶n （benzyl chloride ）=1∶1.4∶1∶1.2，the cyclization reaction lasted for 8h at the highest temperatureof 220℃，and then quaternized for 3h at 90℃.The structure of the product was proved with infrared spectrum.Corrosion inhibitor YHX -4was then composed of YHX -3and other four self -made substances including HPOMAQ ，BOZ ，TEP and SA ［m （YHX-3）∶m （BOZ ）∶m （HPOMAQ ）∶m （TEP ）∶m （SA ）=30∶8∶8∶3∶1］.The efficiencies of its static and dynamic corrosion inhibition in the CO 2／H 2S medium were more than 92%and 88%,respectively.Key words ：imidazoline quaternary-ammonium-salt ；corrosion inhibitor ；corrosion efficiency ；synthesis 1前言酸性气田开发过程中，井筒及地面管网腐蚀的防护是首要解决的众多问题之一［1~3］。

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究王盼盼;张会成;何冰;耿敬远;刘淑琴【摘要】以苯甲酸、三乙烯四胺为原料合成了咪唑啉中间体,采用氯化苄对其改性来制备咪唑啉季铵盐缓蚀剂,实验得出最优合成条件是：n(苯甲酸)/n(三乙烯四胺)=2︰1.3；酰化温度为150~160℃；环化温度210~220℃,环化时间2 h.红外光谱图证明该实验成功地合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂.并通过失重法在2%HCl介质中研究了该缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能,缓蚀率达到96.3%.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】3页(P1320-1322)【关键词】咪唑啉;缓蚀剂;腐蚀;合成;季铵盐【作者】王盼盼;张会成;何冰;耿敬远;刘淑琴【作者单位】辽宁石油化工大学, 辽宁抚顺113001;中国石化抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001;辽宁石油化工大学, 辽宁抚顺113001;中国石化抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001;中国石化抚顺石油化工研究院,辽宁抚顺113001【正文语种】中文【中图分类】TE622据估计，全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约相当于年产量的1/3[1]。

金属腐蚀不仅造成金属材料的损耗，而且由于金属构件的损坏造成的间接损失更大，是导致生产停运和环境污染的主要原因之一[2]。

在各种防护方法中，缓蚀剂技术具有良好的效果和较高的经济效益，已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一[3]。

而含两个氮原子的五元杂环化合物咪唑啉缓蚀剂以其优异的缓蚀性能、无特殊的刺激气味、热稳定性好、毒性低等特点在国内外的油田大量使用［4-7］。

本文以苯甲酸、三乙烯四胺为原料合成了咪唑啉中间体，采用氯化苄对其改性来制备咪唑啉季铵盐缓蚀剂，考察了不同的反应条件对产率的影响。

用红外谱图对合成的咪唑啉季铵盐缓蚀剂进行表征，评价了该缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能。

1 试验部分1.1 实验试剂及仪器（1）实验试剂苯甲酸，分析纯，天津市光复精细化工研究所；三乙烯四胺，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；二甲苯，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；氯化苄，分析纯，天津市光复精细化工研究所；腐蚀试片，标准A20碳钢，尺寸35 mm×10 mm×2 mm。

水溶性咪唑啉缓蚀剂的合成及缓蚀性能评价
李志元;王素芳;林蓓;王腾;滕厚开
【期刊名称】《工业水处理》
【年(卷),期】2015(035)002
【摘要】以油酸和二乙烯三胺或三乙烯四胺为反应原料,首先进行酰胺化合成酰胺,再通过酰胺环化反应得到咪唑啉中间体,最后用亚磷酸二甲酯将油溶性的中间体进行转化得到水溶性的咪唑啉季铵盐缓蚀剂.考察了咪唑啉中间体与季铵化试剂的物质的量比、季铵化温度和反应时间等对合成产品缓蚀性能的影响.用失重法测出合成的水溶性咪唑啉季铵盐缓蚀剂在模拟油田水腐蚀介质中对碳钢的缓蚀率＞90％.【总页数】3页(P83-85)
【作者】李志元;王素芳;林蓓;王腾;滕厚开
【作者单位】中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131;中海油天津化工研究设计院,天津300131
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.42
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1.油酸基咪唑啉类缓蚀剂的合成及其缓蚀性能评价 [J], 陈敏;司荣;盖玉娟;张文钟;战风涛;王英
2.水溶性咪唑啉缓蚀剂的合成及缓蚀性能评 [J], 胡倩;雷良才;杨雪娇;陈岩
3.一种咪唑啉缓蚀剂的合成及缓蚀性能评价 [J], 上官昌淮;王霞;杜磊;殷名学;李科
4.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
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;赵宏利因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能研究LIU Li-bo;NIE Wei;GAO Xiao-ming;GAO Lou-jun【摘要】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1 mol/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1400 mg/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.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】6页(P35-39,42)【关键词】咪唑啉季铵盐;静态失重法;成膜性能;表面分析;阴极抑制型缓蚀剂【作者】LIU Li-bo;NIE Wei;GAO Xiao-ming;GAO Lou-jun【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】TQ2520 引言金属腐蚀造成了巨大的损失。

各国科研人员对金属的防腐蚀技术进行了大量的研究，如合理的选材[1]，金属表面保护[2-6]、电化学保护[7-8]等。

缓蚀剂以其缓释效果好、适用范围广、成本低等优点，广泛应用于石油、化工、冶金、机械、交通运输等行业。

咪唑啉缓蚀剂具有低毒、环保、绿色[9-10]的特点。

咪唑啉及其衍生物缓蚀剂中的杂原子N、O、S可以和铁原子形成配位键[11]，而且分子中含有的双键也可以和金属形成π-d键，从而可以增强分子的吸附能力，在金属表面形成牢固的膜，阻止腐蚀介质与金属接触[12-16]。

在酸浸除锈及除氧化皮[17]，锅炉除垢除污，油气井的压裂酸化施工和高含量H2S、CO2的油气井中，由于都是在酸性介质中的腐蚀，所以腐蚀速率远远超过其他介质。

2-甲基咪唑啉及其复配缓蚀剂在高硬度电解质水溶液中的缓
蚀性能
任晓光;王新颖;许文
【期刊名称】《腐蚀与防护》
【年(卷),期】2009(30)11
【摘要】为解决碳钢在高硬度电解质水溶液中的垢下腐蚀问题,着重考察了2-甲基咪唑咻缓蚀剂在模拟腐蚀体系中的缓蚀性能及其复配效应.研究结果表明:温度为50℃、浓度为60 mg/L时,2-甲基咪唑啉的缓蚀效果最好;2-甲基咪唑啉与硫脲及碘化钾均有较好的复配效应,且将三者复配时也具有较好的缓蚀效果;2-甲基咪唑啉与硫脲和碘化钾的配比均为1:1时缓蚀效果最好.
【总页数】3页(P775-777)
【作者】任晓光;王新颖;许文
【作者单位】北京石油化工学院,北京,102617;北京石油化工学院,北京,102617;北京化工大学化学工程学院,北京,100029;北京石油化工学院,北京,102617
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.42
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1.咪唑啉型复配缓蚀剂的缓蚀性能 [J], 郭光范;郭书菊
2.一种新型咪唑啉复配缓蚀剂对A3钢在饱和CO2盐水溶液中的缓蚀性能 [J], 王业飞;由庆;赵福麟
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4.咪唑啉季铵盐复配缓蚀剂的缓蚀性能研究 [J], 于湘;周祥照;程丽华;王海泉;刘文
5.油酸基咪唑啉类缓蚀剂的复配及其缓蚀性能研究 [J], 王新刚;王晶;张波;时军因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

咪唑啉缓蚀剂的合成及其缓蚀性能的研究覃金凤;李燕【摘要】实验以二乙烯三胺和油酸甲酯为原料,经升温加热脱水制备出咪唑啉中间体,再对其进行冰醋酸的改性,合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂,增加了其水溶性.以静态失重法评价了咪唑啉中间体和季铵盐在1mol/L盐酸中的缓蚀效率,通过红外光谱仪表征咪唑啉类缓蚀剂的结构.试验表明,咪唑啉中间体作为缓蚀剂添加到腐蚀体系中,Q235碳钢的缓蚀率最高为96.50%,而经过冰醋酸改性后得到的咪唑啉季铵盐作缓蚀剂时,对金属材料的缓蚀率达到了98.2%.通过电化学极化曲线测试可知该咪唑啉类缓蚀剂为阴极型缓蚀剂.【期刊名称】《大众科技》【年(卷),期】2015(017)012【总页数】3页(P39-41)【关键词】咪唑啉;二乙烯三胺;季铵盐;缓蚀率【作者】覃金凤;李燕【作者单位】广西经正科技开发有限责任公司,广西南宁 530007;广西经正科技开发有限责任公司,广西南宁 530007【正文语种】中文【中图分类】TG17现代社会中，金属材料的用途非常广泛，金属的年产量也是以亿万吨计算，同时，金属的腐蚀现象也是普遍存在。

据统计每年因金属腐蚀造成的国民经济损失至少二百亿元[1]，被腐蚀的金属随地丢弃，资源得不到充分利用且对环境造成污染。

缓解这现象最常见的方法主要是添加缓蚀剂，可以很明显地降低金属材料的腐蚀速率，增加材料的使用寿命，使能源得到充分利用[2]。

缓蚀剂是一种加入微量或少量可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低甚至为零，同时还不改变金属原本的物理、力学性能的化学物质[3]。

传统的缓蚀剂毒性较大，对环境伤害较大，而咪唑啉类缓蚀剂对环境毒性低，污染小，而且合成工艺简单，对设备要求低，具有很广阔的研究和应用前景。

咪唑啉缓蚀剂是一类含氮五元杂环化合物，广泛运用于石油、天然气工业生产、是一种环境友好型缓蚀剂[3]。

咪唑啉类缓蚀剂在盐酸介质中对碳钢等金属具有优良的缓蚀性能，具有使用操作简单、热稳定性好，毒性低、无刺激性气味等众多优点[4]。

第４３卷第１期２０２１年１月沈　阳　工　业　大　学　学　报ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＶｏｌ ４３Ｎｏ １Ｊａｎ ２０２１收稿日期：２０１８－１１－２２．基金项目：国家自然科学基金项目（６１４０３２６３）．作者简介：龙小柱（１９６５－），男，湖南株洲人，教授，博士，主要从事石油添加剂、功能材料、冶金物理化学等方面的研究．本文已于２０１９－１０－１６１６∶３１在中国知网优先数字出版．网络出版地址：ｈｔｔｐ：∥ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２１．１１８９．Ｔ．２０２０１２２１．１１１８．０２６．ｈｔｍｌｄｏｉ：１０．７６８８／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１６４６．２０２１．０１．０５咪唑啉缓蚀剂工艺条件优化及效果龙小柱，徐　妍，高鹏飞（沈阳化工大学化学工程学院，沈阳１１０１４２）摘　要：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１ｈ，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１ｈ，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％．关　键　词：缓蚀剂；腐蚀；工艺条件；静态失重法；盐酸溶液；咪唑啉；缓蚀率；缓蚀性能中图分类号：ＴＱ０５０ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００－１６４６（２０２１）０１－００２２－０７ＰｒｏｃｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｅｆｆｅｃｔｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒＬＯＮＧＸｉａｏ ｚｈｕ，ＸＵＹａｎ，ＧＡＯＰｅｎｇ ｆｅｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１０１４２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｌｌｅｖｉａｔｅｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｅｔａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎａｃｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎ，ａｌｋａｌｉｎｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅａｎｄｓｏｉｌ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｗｅｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌｉｎｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎｗｉｔｈｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｂｙａｓｔａｔｉｃｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓｓｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｓｙｎｔｈｅｓｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｂｅｎｚｏｉｃａｃｉｄｔｏｄｉｅｔｈｙｌｅｎｅｔｒｉａｍｉｎｅｉｓ１∶１ ３，ｔｈｅｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｃａｔａｌｙｓｔｉｓ１ ２％，ｔｈｅｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ１ｈ，ａｎｄｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｍｏｌａｒｒａｔｉｏｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｔｏｂｅｎｚｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅｉｓ１∶１ １．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ１ｈ，ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｆｑｕａｔｅｒｎｉｚａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ７０℃，ｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｉｓ１％，ａｎｄｔｈｅｆｉｎａｌｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｒａｔｅｉｓ９９ ３７％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ｐｒｏｃｅｓｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎ；ｓｔａｔｉｃｗｅｉｇｈｔ ｌｏｓｓｍｅｔｈｏｄ；ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｓｏｌｕｔｉｏｎ；ｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｒａｔｅ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ 相比涂层、阴极保护等防腐方法，缓蚀剂防腐方法具有经济投入低、防腐效果显著的特点［１－３］．咪唑啉及其衍生物对碳钢等金属在盐酸介质中具有优良的缓蚀性能，是高效的有机缓蚀剂，且对油田中产生的Ｈ２Ｓ、ＣＯ２腐蚀也具有良好的抑制作用［４］，同时因其原料易得，反应流程简单，在众多的缓蚀剂中表现尤为突出［５－８］，因而广泛应用于石油、天然气工业．为了改善咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效果，人们通过添加不同反应物并控制催化剂含量不断对咪唑啉缓蚀剂进行优化，并对其生产工艺、原料来源等进行探究，使其更加符合人们对绿色缓蚀剂的性能要求［９－１０］．本文主要研究咪唑啉中间体合成和季铵化反应的最佳工艺条件．通过失重法［１１－１５］评价咪唑啉缓蚀剂在１５％盐酸中对Ａ３钢的缓蚀效果并对其进行表征．１　实　验１ １　实验原料及仪器主要实验原料包括苯甲酸、二乙烯三胺、二甲苯、氯化苄、石油醚、异丙醇、无水乙醇和硼酸，以上试剂均为分析纯．实验对象为标准Ａ３钢片．主要实验仪器包括电热鼓风干燥箱和红外光谱仪．１ ２　缓蚀剂的制备及原理加入苯甲酸和适量二甲苯，使其充分混合，之后加入催化剂硼酸并滴加二乙烯三胺．酰胺化反应中羧酸与多胺进行脱水氨解反应生成酰胺，之后升高温度进行环化反应，脱去一分子水从而得到咪唑啉中间体．得到的咪唑啉中间体产物主要是油溶性的，但在现实使用中缓蚀剂不仅需要在油相中具有一定的溶解性能，还要求其在水相中也具有一定的溶解性能．季铵化反应过程中会在缓蚀剂上链接一个亲水基团增加其溶解性．二甲苯既可与水产生共沸，又可以增加反应中间体杂环氮的溶解性，使水脱离反应体系，从而使反应向正反应方向进行，因而有利于提高产物的产率．咪唑啉季铵盐缓蚀剂的制备中涉及到的具体化学反应为１ ３　缓蚀性能评价方法采用酸性介质中的缓蚀性能评价方法并结合失重法对合成的咪唑啉缓蚀剂进行性能评价．测试温度为６０℃，测试溶液为盐酸溶液．腐蚀速率计算公式为Ｖ＝ｋｍｑ－ｍｔＳｔγ　（１）式中：ｋ为常数；ｍｑ为挂片腐蚀前质量；ｍｔ为挂片腐蚀后质量；Ｓ为挂片表面积；ｔ为实验时间；γ为挂片密度．缓蚀率计算公式为η＝Δｍ０－Δｍ１Δｍ０×１００％　（２）式中：Δｍ０为空白实验中试片的质量损失；Δｍ１为加有缓蚀剂的实验中试片的质量损失．２　结果与分析２ １　中间体合成的工艺条件优化２ １ １　原料配比的影响当催化剂的质量分数为１％，携水剂二甲苯含量为１５ｍＬ，环化时间为２ｈ，咪唑啉中间体与季铵化试剂（氯化苄）的摩尔比为１∶１，季铵化反应时间为１ｈ时，在６０℃恒温条件下通过改变苯甲酸与二乙烯三胺的摩尔比（原料配比），分析产物咪唑啉季铵盐缓蚀剂的缓蚀性能，具体结果如表１和图１所示．表１　原料配比对产物缓蚀性能的影响Ｔａｂ １　Ｅｆｆｅｃｔｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｒａｔｉｏｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ原料配比缓蚀率％缓蚀速率（ｇ·ｍ－２·ｈ－１）失重率％１∶１ ０９３ ４７１７ ４８００ ５７１∶１ １９４ ５０１４ ７２００ ４８１∶１ ２９７ ５３６ ６１７０ ２２１∶１ ３９７ ７７５ ９８００ １９１∶１ ４９２ ３１２０ ５８３０ ６７图１　原料配比对产物缓蚀性能的影响曲线Ｆｉｇ １　Ｃｕｒｖｅｆｏｒｅｆｆｅｃｔｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｒａｔｉｏｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ由表１和图１可见，在其他实验条件不变的情况下，原料配比的改变对实验结果产生了明显３２第１期 龙小柱，等：咪唑啉缓蚀剂工艺条件优化及效果影响．当原料配比为１∶１ ３时，产物缓蚀性能最好，因此，以下实验按照原料配比１∶１ ３进行．２ １ ２　催化剂用量的影响在原料配比为１∶１ ３，环化时间为１ｈ，咪唑啉中间体与季铵化试剂的摩尔比为１∶１，季铵化反应时间为１ｈ，季铵化反应温度为６０℃的条件下，通过改变催化剂（硼酸）用量，得到咪唑啉季铵盐缓蚀剂在盐酸介质中的缓蚀性能，具体结果如表２和图２所示．表２　催化剂用量对产物缓蚀性能的影响Ｔａｂ ２　Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃａｔａｌｙｓｔｄｏｓａｇｅｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ催化剂用量％缓蚀率％缓蚀速率（ｇ·ｍ－２·ｈ－１）失重率％１ ０９６ ８３８ ４８７０ ２８１ １９７ ２６７ ３２５０ ２４１ ２９８ ８４３ １０００ １０１ ３９８ ３８４ ３３７０ １４１ ４９８ ２８４ ６１２０ １５图２　催化剂用量对产物缓蚀性能的影响曲线Ｆｉｇ ２　Ｃｕｒｖｅｆｏｒｅｆｆｅｃｔｏｆｃａｔａｌｙｓｔｄｏｓａｇｅｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ由表２和图２可知，当催化剂的质量分数小于１ ２％时，产物缓蚀性能随催化剂用量的增加呈增大趋势；当催化剂用量继续升高后，产物缓蚀性能呈逐渐下降趋势．因此，最佳催化剂用量为１ ２％．２ １ ３　环化时间的影响在原料配比为１∶１ ３，催化剂质量分数为１ ２％，咪唑啉中间体与季铵化试剂的摩尔比为１∶１，季铵化反应时间为１ｈ的条件下，通过改变环化反应时间，得到其对产品咪唑啉季铵盐缓蚀剂的缓蚀性能的影响，具体结果如表３和图３所示．观察表３和图３可知，当环化时间小于２ｈ时，产物的缓蚀性能随环化时间的增加而缓慢提高，当环化时间为２ｈ时，缓蚀率可达最高值，但随着环化时间的继续增加，缓蚀剂的缓蚀性能显著下降，因而最佳环化时间为２ｈ．表３　环化时间对产物缓蚀性能的影响Ｔａｂ ３　Ｅｆｆｅｃｔｏｆｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ环化时间ｈ缓蚀率％缓蚀速率（ｇ·ｍ－２·ｈ－１）失重率％１ ０９８ ８４３ １０００ １０１１ ５９８ ８７３ ０２５０ １００２ ０９８ ９４２ ８４１０ ０９０２ ５９８ ７６３ ３１２０ １１０３ ０９６ ６０９ ０９２０ ３００图３　环化时间对产物缓蚀性能的影响曲线Ｆｉｇ ３　Ｃｕｒｖｅｆｏｒｅｆｆｅｃｔｏｆｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ２ １ ４　酰胺化阶段正交实验通过设计正交实验来对中间体合成的工艺条件进行优化．选取了原料配比、环化时间和催化剂用量三个因素，分别用Ａ～Ｃ表示，每个因素选取三个水平，采用Ｌ９（３３）正交表，具体设计如表４、５所示．表４　酰胺化阶段反应因素水平Ｔａｂ．４　Ｌｅｖｅｌｓｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓａｔａｍｉｄａｔｉｏｎｓｔａｇｅ水平编号原料配比环化时间ｈ催化剂用量％１１∶１ １１１ ０２１∶１ ２２１ １３１∶１ ３３１ ２表５　合成反应过程正交实验数据Ｔａｂ ５　Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｆｏｒｓｙｎｔｈｅｔｉｃｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ实验编号ＡＢＣ缓蚀率／％１Ａ１Ｂ１Ｃ１９７ ３９２Ａ１Ｂ２Ｃ２９１ ５８３Ａ１Ｂ３Ｃ３９７ ５２４Ａ２Ｂ１Ｃ２９８ ８４５Ａ２Ｂ２Ｃ３９６ ２６６Ａ２Ｂ３Ｃ１９４ ３７７Ａ３Ｂ１Ｃ３９９ ００８Ａ３Ｂ２Ｃ１９７ ７７９Ａ３Ｂ３Ｃ２９１ ７７４２沈　阳　工　业　大　学　学　报 第４３卷 通过极差分析得到中间体合成的最佳反应条件为Ａ３Ｂ１Ｃ３，即当原料配比为１∶１ ３，催化剂的质量分数为１ ２％，环化时间为１ｈ时，合成缓蚀剂的工艺条件最佳，且优化条件Ｂ１＞Ｃ３＞Ａ３，表明环化时间对缓蚀剂的合成工艺影响最大，其次是催化剂用量，最后为原料配比．２ ２　季铵化反应过程中的工艺条件优化２ ２ １　季铵化反应原料配比的影响在苯甲酸与二乙烯三胺的摩尔比为１∶１ ３，催化剂的质量分数为１ ２％，环化时间为１ｈ，季铵化反应时间为１ｈ的条件下，通过改变咪唑啉中间体与氯化苄的摩尔比（季铵化原料配比），考察咪唑啉季铵盐缓蚀剂在盐酸介质中的缓蚀性能，具体结果如表６和图４所示．表６　季铵化原料配比对产物缓蚀性能的影响Ｔａｂ ６　Ｅｆｆｅｃｔｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｒａｔｉｏｆｏｒｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ季铵化原料配比缓蚀率％缓蚀速率（ｇ·ｍ－２·ｈ－１）失重率％１∶１ ０９８ ８４３ １０００ １０１１∶１ １９８ ９０２ ９５００ ０９６１∶１ ２９６ ７８８ ６２５０ ２８０１∶１ ３９５ ９８１０ ７７５０ ３５０１∶１ ４９５ ８０１１ ２３５０ ３６０图４　季铵化原料配比对产物缓蚀性能的影响曲线Ｆｉｇ ４　Ｃｕｒｖｅｆｏｒｅｆｆｅｃｔｏｆｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｓｒａｔｉｏｆｏｒｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ由表６和图４可见，当咪唑啉中间体与氯化苄的摩尔比小于１∶１ １时，产物的缓蚀性能随着氯化苄含量的增加而提高，但当氯化苄含量继续增加时，产物的缓蚀率反而降低．可见，一定含量的季铵化试剂可以在一定程度上促进反应向正反应方向移动，但是过量的季铵化试剂会使产物的缓蚀效果降低．因此，季铵化反应中咪唑啉中间体与氯化苄的最佳摩尔比为１∶１ １．２ ２ ２　季铵化反应温度的影响当苯甲酸与二乙烯三胺的摩尔比为１∶１ ３，催化剂的质量分数为１ ２％，环化时间为１ｈ，季铵化反应时间为１ｈ，咪唑啉中间体与氯化苄的摩尔比为１∶１ １时，通过改变季铵化反应温度，在常压条件下得到产品咪唑啉季铵盐缓蚀剂，其具体缓蚀效果如表７和图５所示．表７　季铵化反应温度对产物缓蚀性能的影响Ｔａｂ ７　Ｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ季铵化反应温度℃缓蚀率％缓蚀速率（ｇ·ｍ－２·ｈ－１）失重率％４０９４ ２８１３ ２６４０ ４３０５０９７ ２４７ ３９１０ ２４０６０９８ ９０２ ９５００ ０９６７０９９ ３７１ ７０００ ０５５８０９５ ３１１２ ５４００ ４００图５　季铵化反应温度对产物缓蚀性能的影响曲线Ｆｉｇ ５　Ｃｕｒｖｅｆｏｒｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｏｒｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ由表７和图５可知，一定范围内提高季铵化反应温度有利于提高反应产物的缓蚀性能，但过高的季铵化反应温度反而会使反应产物的缓蚀性能降低，最佳季铵化反应温度为７０℃．２ ２ ３　季铵化反应时间的影响在苯甲酸与二乙烯三胺的摩尔比为１∶１ ３，催化剂的质量分数为１ ２％，环化时间为１ｈ，季铵化反应温度为７０℃，咪唑啉中间体与氯化苄的摩尔比为１∶１ １的条件下，通过改变季铵化反应时间在常压条件下得到产品咪唑啉季铵盐缓蚀剂，相应测量结果如表８和图６所示．由表８和图６可见，当季铵化反应时间小于１ ５ｈ时，产物的缓蚀性能随着反应的进行而逐渐增强．当季铵化反应时间大于１ ５ｈ时，产物的缓蚀性能随着反应时间的延长而逐步下降，因而咪唑啉季铵盐缓蚀剂的最佳季铵化反应时间为１ ５ｈ．５２第１期 龙小柱，等：咪唑啉缓蚀剂工艺条件优化及效果表８　季铵化反应时间对产物缓蚀性能的影响Ｔａｂ ８　Ｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｆｏｒｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ季铵化反应时间ｈ缓蚀率％缓蚀速率（ｇ·ｍ－２·ｈ－１）失重率％１ ０９８ ９０２ ９５００ ０９６１ ５９９ １４２ ２９２０ ０７４２ ０９８ ６３３ ６６７０ １２０２ ５９７ ４６６ ８０８０ ２２０３ ０９６ ８２８ ５１２０ ２８０图６　季铵化反应时间对产物缓蚀性能的影响曲线Ｆｉｇ ６　Ｃｕｒｖｅｆｏｒｅｆｆｅｃｔｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｆｏｒｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ２ ２ ４　季铵化阶段正交实验选取了季铵化原料配比、季铵化反应时间和季铵化反应温度三个因素，分别用Ａ～Ｃ表示，每个元素选取三个水平，采用Ｌ９（３３）正交表．咪唑琳季铵化试剂合成反应正交实验的反应因素水平和实验数据参见表９、１０．表９　季铵化阶段反应因素水平Ｔａｂ ９　Ｌｅｖｅｌｓｏｆｒｅａｃｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｓａｔｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓｔａｇｅ水平编号季铵化原料配比季铵化反应时间ｈ季铵化反应温度℃１１∶１ ０１ ０６０２１∶１ １１ ５７０３１∶１ ２２ ０８０ 通过极差分析得到的最优条件为Ａ１Ｂ３Ｃ１，但正交实验筛选出的最佳产物缓蚀率为９９ ３７％，对应的反应条件为Ａ２Ｂ１Ｃ２，即当季铵化原料配比为１∶１ １，季铵化反应时间为１ｈ，而季铵化反应温度为７０℃时，季铵化工艺条件最佳．２ ３　缓蚀剂含量对腐蚀速率的影响腐蚀介质中加入缓蚀剂能够减缓腐蚀反应速率．当反应温度为６０℃且盐酸质量分数为１５％时，改变缓蚀剂的含量，确定其对腐蚀速率的影响，结果如图７所示．表１０　季铵化反应过程正交实验数据Ｔａｂ １０　Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｄａｔａｉｎｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｒｅａｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ实验编号ＡＢＣ缓蚀率／％１Ａ１Ｂ１Ｃ１９８ ８４２Ａ１Ｂ２Ｃ２９５ ３２３Ａ１Ｂ３Ｃ３９８ ９３４Ａ２Ｂ１Ｃ２９９ ３７５Ａ２Ｂ２Ｃ３９３ ９２６Ａ２Ｂ３Ｃ１９８ ６３７Ａ３Ｂ１Ｃ３９３ ０２８Ａ３Ｂ２Ｃ１９８ ５４９Ａ３Ｂ３Ｃ２９９ ０２图７　缓蚀剂含量对产物缓蚀性能的影响曲线Ｆｉｇ ７　Ｃｕｒｖｅｆｏｒｅｆｆｅｃｔｏｆｉｎｈｉｂｉｔｏｒａｍｏｕｎｔｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｓ由图７可见，当增加缓蚀剂的含量时，腐蚀速率逐渐减小．当缓蚀剂的质量分数达到１％后，随着缓蚀剂含量的增加，腐蚀速率变化幅度趋于平缓，因而确定缓蚀剂的最佳含量为１％．３　缓蚀剂分子结构表征利用红外光谱仪对所合成的咪唑啉季铵盐缓蚀剂进行了结构表征．图８为咪唑啉季铵盐缓蚀剂的红外谱图．由图８可见，１５９９ｃｍ－１处的吸收峰表征了Ｃ＝＝Ｎ双键伸缩振动吸收峰的存在，１５４０ｃｍ－１处的吸收峰是Ｃ—Ｎ单键伸缩振动吸收峰的表征，同时也是咪唑啉环的特征吸收峰，由这一点可以确定合成的产物为五元环咪唑啉化合物．在７７０ｃｍ－１和１４５１ｃｍ－１处存在显著的苄基吸收峰，通过与季铵盐红外谱图进行对照后发现，该吸收峰与季铵盐吸收峰形状非常相似，且水溶性也得到了明显改善，表明产物结构己完成了季铵化转变．４　碳钢表面缓蚀形貌分析在常压、盐酸浓度为１５％、温度为６０℃且缓蚀剂含量为１％的实验环境下，将Ａ３钢片试样浸６２沈　阳　工　业　大　学　学　报 第４３卷图８　咪唑啉缓蚀剂的红外谱图Ｆｉｇ ８　Ｉｎｆｒａｒｅｄｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ泡４ｈ后取出，采用指定清洗液进行清洗并进行干燥处理，对处理之后的试样进行电镜扫描，观察其表面腐蚀情况．图９为Ａ３碳钢在未添加缓蚀剂与加入缓蚀剂的体系中分别浸泡４ｈ后的表面腐蚀形貌．由图９可见，Ａ３碳钢在未加缓蚀剂的溶液中腐蚀情况比较严重，表面凹凸不平，并且形成了很深的腐蚀坑．加入缓蚀剂后，碳钢表面的腐蚀程度大大减弱，碳钢表面虽略有腐蚀但是表面趋于完整平滑，与未加缓蚀剂的碳钢表面形成鲜明对比，证明了缓蚀剂的缓蚀效果较好．图９　碳钢表面的ＳＥＭ图像Ｆｉｇ ９　ＳＥＭｉｍａｇｅｓｏｆｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌｓｕｒｆａｃｅｓ５　结　论通过以上分析可以得到如下结论：１）咪唑啉季铵盐缓蚀剂中间体的最佳合成条件为：苯甲酸与二乙烯三胺摩尔比１∶１ ３，催化剂的质量分数１ ２％，环化时间１ｈ．２）咪唑啉季铵盐缓蚀剂季铵化反应过程中的最佳合成条件为：咪唑啉中间体与氯化苄摩尔比１∶１ １，季铵化反应温度７０℃，季铵化反应时间１ｈ．３）咪唑啉季铵盐缓蚀剂的最佳含量为１％时，所合成缓蚀剂分子的官能团结构与目标产物一致，所制备缓蚀剂的缓蚀效果比较出色．４）按照最佳反应条件合成的咪唑啉季铵盐缓蚀剂在盐酸评价溶液中的缓蚀率可以达到９９ ３７％，证明此缓蚀剂的缓蚀效果优良．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］李享成．缓蚀剂防腐及其在石油机械中的应用［Ｊ］．中国石油和化工标准与质量，２０１８，３８（３）：７９－８０．（ＬＩＸｉａｎｇ ｃｈｅｎｇ．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａ ｔｉｏｎｉｎｐｅｔｒｏｌｅｕｍｍａｃｈｉｎｅｒｙ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＰｅｔｒｏｌｅｕｍａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＳｔａｎｄａｒｄｓａｎｄＱｕａｌｉｔｙ，２０１８，３８（３）：７９－８０．）［２］ＺｈａｎｇＨＨ，ＧａｏＫＷ，ＹａｎＬＣ．Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｒ ｒｏｓｉｏｎｏｆＸ７０ａｎｄＱ２３５ｓｔｅｅｌｉｎＣＯ２ｓａｔｕｒａｔｅｄｂｒｉｎｅｂｙｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅ ｂａｓｅｄｉｎｈｉｂｉｔｏｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏ ａｎａｌｙｔｉｃａｌＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１７，７９１：８３－９４．［３］ＫｕｍａｒＳ，ＳｈａｒｍａＤ，ＹａｄａｖＰ．ＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌａｎｄｑｕａｎｔｕｍｃｈｅｍｉｃａｌｓｔｕｄｉｅｓｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｏｒｇａｎｉｃｃｏｍｐｏｕｎｄｓｏｎＮ８０ｓｔｅｅｌｉｎｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｈｅｍｉｓｔｒｙＲｅｓｅａｒｃｈ，２０１３，５２（９）：１４０１９－１４０２９．［４］张钧，葛睿，袁和．咪唑啉和季铵盐类缓蚀剂对Ｐ１１０Ｓ钢的缓蚀作用和机理研究［Ｊ］．热加工工艺，２０１９，４８（６）：５８－６１．（ＺＨＡＮＧＪｕｎ，ＧＥＲｕｉ，ＹＵＡＮＨｅ．ＳｔｕｄｙｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔａｎｄｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎａｎｄｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｏｎＰ１１０Ｓｓｔｅｅｌ［Ｊ］．ＨｏｔＷｏｒｋｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１９，４８（６）：５８－６１．）［５］ＺｈａｎｇＬ，ＨｅＹ，ＺｈｏｕＹＱ，ｅｔａｌ．ＡｎｏｖｅｌｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅａｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｆｏｒＰ１１０ｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌｉｎｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃａｃｉｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ［Ｊ］．Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ，２０１５，１（３）：２３７－２４３．７２第１期 龙小柱，等：咪唑啉缓蚀剂工艺条件优化及效果［６］ＭｉｌａｄＥ，ＤａｖｏｏｄＺ．Ａｚｏｌｅｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓｅｍｂｅｄｄｅｄｉｎｍｏｎｔｍｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅｃｌａｙｎａｎｏｃａｒｒｉｅｒｓａｓｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉ ｔｏｒｓｏｆｍｉｌｄｓｔｅｅｌ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｉｎｅｒａｌｓＭｅｔａｌｌｕｒｇｙａｎｄＭａｔｅｒｉａｌｓ，２０１９，２６（１）：８６－９７．［７］ＸｉａｏＲＪ，ＸｉａｏＧＱ，ＨｕａｎｇＢ，ｅｔａｌ．ＣｏｒｒｏｓｉｏｎｆａｉｌｕｒｅｃａｕｓｅａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓｏｆＭａＨｕｉｎｉｎｇｏｉｌｐｉｐｅｌｉｎｅ［Ｊ］．ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦａｉｌｕｒｅＡｎａｌｙｓｉｓ，２０１６，２９（５）：１１３－１２１．［８］程雯，李俊莉，张颖．改性咪唑啉磷酸盐缓蚀剂的研制及性能评价［Ｊ］．材料保护，２０１８，５１（１１）：８４－８９．（ＣＨＥＮＧＷｅｎ，ＬＩＪｕｎ ｌｉ，ＺＨＡＮＧＹｉｎｇ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｍｏｄｉｆｉｅｄｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｐｈｏｓｐｈａｔｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ［Ｊ］．ＭａｔｅｒｉａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０１８，５１（１１）：８４－８９．）［９］ＬｉＺＹ．ＩｎｈｉｂｉｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｏｎｔｈｅｃｒｅｖｉｃｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆＮ８０ｃａｒｂｏｎｓｔｅｅｌｉｎｔｈｅＣＯ２ｓａｔｕｒａｔｅｄＮａＣｌｓｏｌｕｔｉｏｎｃｏｎｔａｉｎｉｎｇａｃｅｔｉｃａｃｉｄ［Ｊ］．ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＳｃｉｅｎｃｅ，２０１７，２１（６）：１２７－１４１．［１０］周飞，戴倩倩．酸化用咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成与复配研究［Ｊ］．精细石油化工进展，２０１６，１７（４）：２７－３０．（ＺＨＯＵＦｅｉ，ＤＡＩＱｉａｎ ｑｉａｎ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｓｔｕｄｙｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｆｏｒａｃｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＦｉｎｅＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０１６，１７（４）：２７－３０．）［１１］张广东，戴倩倩，刘建仪，等．咪唑啉类缓蚀剂合成及缓蚀性能评价［Ｊ］．应用化工，２０１３，４２（２）：２００－２０４．（ＺＨＡＮＧＧｕａｎｇ ｄｏｎｇ，ＤＡＩＱｉａｎ ｑｉａｎ，ＬＩＵＪｉａｎ ｙｉ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，２０１３，４２（２）：２００－２０４．）［１２］于湘，周祥照，程丽华，等．咪唑啉季铵盐复配缓蚀剂的缓蚀性能研究［Ｊ］．广东石油化工学院学报，２０１６，２６（４）：１８－２２．（ＹＵＸｉａｎｇ，ＺＨＯＵＸｉａｎｇ ｚｈａｏ，ＣＨＥＮＧＬｉ ｈｕａ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｉｍｉ ｄａｚｏｌｉｎｅｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔｃｏｍｐｌｅｘｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕａｎｇｄｏｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１６，２６（４）：１８－２２．）［１３］郭文姝，程丽华，朱华平，等．一种新型咪唑啉缓蚀剂的合成及缓蚀性能研究［Ｊ］．精细石油化工，２０１８，３５（５）：１－５．（ＧＵＯＷｅｎ ｓｈｕ，ＣＨＥＮＧＬｉ ｈｕａ，ＺＨＵＨｕａ ｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｏｆａｎｏｖｅｌｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ［Ｊ］．ＦｉｎｅＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ，２０１８，３５（５）：１－５．）［１４］杨洋，赵起锋，徐慧，等．咪唑啉季铵盐的合成及其缓蚀性能评价［Ｊ］．涂层与防护，２０１８，３９（８）：４９－５２．（ＹＡＮＧＹａｎｇ，ＺＨＡＯＱｉ ｆｅｎｇ，ＸＵＨｕｉ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔ［Ｊ］．ＣｏａｔｉｎｇｓａｎｄＰｒｏｔｅｃｔｉｖｅ，２０１８，３９（８）：４９－５２．）［１５］吴效楠，强琳辉，许晗．咪唑啉季铵盐的复配及缓蚀性能评价［Ｊ］．承德石油高等专科学校学报，２０１８，２０（３）：３５－３９．（ＷＵＸｉａｏ ｎａｎ，ＱＩＡＮＧＬｉｎ ｈｕｉ，ＸＵＨａｎ．Ｃｏｍｐｏｕｎｄａｎｄｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅｑｕａｔｅｒｎａｒｙａｍｍｏｎｉｕｍｓａｌｔ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｅｎｇｄｅＰｅｔｒｏｌｅｕｍＣｏｌｌｅｇｅ，２０１８，２０（３）：３５－３９．）（责任编辑：尹淑英　英文审校：尹淑英）８２沈　阳　工　业　大　学　学　报 第４３卷。

三种咪唑啉季铵盐及其复配剂对Q235钢的缓蚀作用司广锐;芮玉兰;朱培杰;张雨婷【摘要】以三种植物酸为原料,通过两步脱水法分别合成月桂酸咪唑啉季铵盐(LAIQ)、油酸咪唑啉季铵盐(OAIQ)和蓖麻油酸咪唑啉季铵盐(RAIQ),利用红外光谱对产物结构进行表征.采用失重法和电化学法研究三种咪唑啉季铵盐及其与KI复配剂在10%H2SO4中对Q235碳钢的缓蚀性能.结果表明,60℃时三种咪唑啉季铵盐对碳钢均有较好的缓蚀效果,且顺序为OAIQ>LAIQ>RAIQ.不同配比LAIQ、RAIQ 与KI二元复配剂耐温性差,其在100℃时对碳钢的缓蚀率均小于21%;600mg/L OAIQ、900mg/L KI二元复配剂对碳钢的缓蚀率为90.99%.电化学测试表明OAIQ与KI二元复配剂能够对碳钢进行有效的防护.【期刊名称】《全面腐蚀控制》【年(卷),期】2017(031)011【总页数】6页(P81-86)【关键词】咪唑啉季铵盐;复配剂;缓蚀性能;失重法;电化学法【作者】司广锐;芮玉兰;朱培杰;张雨婷【作者单位】华北理工大学化学工程学院,河北唐山 063210;华北理工大学化学工程学院,河北唐山 063210;华北理工大学化学工程学院,河北唐山 063210;华北理工大学化学工程学院,河北唐山 063210【正文语种】中文【中图分类】TG174.42在油田的开发过程中，酸化压裂技术是提高石油产量的重要手段，其主要方式为：通过酸化压裂设备将酸液注入地层，酸液对岩石的溶解作用扩大了油层通道，减少了通道堵塞物，从而提高油层渗透性，以达到油田稳产、增产的目的[1]。

但酸化过程会腐蚀压裂设备和采出井套管，严重时会导致管材破裂，造成重大经济损失，同时亚铁等沉淀型腐蚀产物的生成会降低压裂效果，并提高原油输送难度[2]。

咪唑啉季铵盐类缓蚀剂因其具有缓蚀性能优异、生物降解性好、热稳定性好、毒性低等优点而被广泛应用于油田生产中[3]。