咪唑啉緩蝕劑的合成及緩蝕性能研究.pdf

《咪唑啉緩蝕劑的合成及緩蝕性能研究.pdf》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、702016年8月咪唑啉緩蝕劑的合成及緩蝕性能研究李軍龍1徐星1鄒莉菲21．陜西宇陽石油科技工程有限公司，陜西西安710018；2．長安大學(xué)地球科學(xué)與資源學(xué)院，陜西西安710064摘要：為了解決油田污水引起的設(shè)備管道嚴(yán)重腐蝕問題，在油田污水處理過程中投加緩蝕劑是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的方法。以桐油、松香為主要原料，二甲苯為攜水劑，與二乙烯三胺經(jīng)過兩步脫水合成咪唑啉中間體，并利用氯乙酸對其進(jìn)行季銨化合成咪唑啉季銨鹽。對咪唑啉季銨鹽合成過程的主要影響因素進(jìn)行分析，確定較好的合成工藝：桐油／松香混合物與二乙烯三胺的摩爾比為1：1．3，在140o

2、C左右回流，逐步升溫至220℃，回流8h，氯乙酸與咪唑啉中間體的摩爾比為1：l，攜水劑用量為總投料量的25％，此條件下產(chǎn)物的產(chǎn)率超過90％。采用合成的咪唑啉季銨鹽在5％氯化鈉溶液中對A3鋼的緩蝕性能進(jìn)行評價(jià)，結(jié)果表明，合成的咪唑啉季銨鹽對A3鋼具有良好的緩蝕作用，當(dāng)咪唑啉緩蝕劑使用濃度為150×10。6時(shí)，A3鋼在45℃的5％氯化鈉腐蝕溶液中的緩蝕效率可超過90％。關(guān)鍵詞：咪唑啉；緩蝕劑；失重法；桐油；松香DOI：10．3969“．issn．1006—5539．2016．04．0150前言油氣井開采過程中，常常需要通過酸化提高采

3、收率，但酸的注入可能造成油氣井管材和井下金屬設(shè)備氫脆和嚴(yán)重腐蝕，還可能導(dǎo)致井下管材突發(fā)性破裂，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。咪唑啉分子主要由一個(gè)含C一---N雙鍵的五元雜環(huán)，親水基氨基和疏水基支鏈組成，可以針對其分子結(jié)構(gòu)上的親水基團(tuán)和疏水基團(tuán)分別進(jìn)行改性、優(yōu)化以及分子設(shè)計(jì)，從而在國內(nèi)外油田大量使用[1嵋1，咪唑啉及其衍生物在不同的腐蝕介質(zhì)中表現(xiàn)出較好的緩蝕性能，在油氣田、工業(yè)酸洗等防腐領(lǐng)域受到人們的青睞，具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，王建華等人∽1以二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺、油酸、氯化芐、氯乙酸、無水乙醇等為原料，在不同工藝條件和原料

4、配比下，合成了一系列咪唑啉衍生物緩蝕劑。朱馴等人¨刮以環(huán)烷酸、二乙烯三胺、氯化芐為原料，合成了環(huán)烷基咪唑啉衍生物。伍平凡等人¨¨研究了2一氨基咪唑啉酮衍生物的平行合成法，該方法應(yīng)用烯基膦亞胺1與對氯苯基異氰酸酯的氮雜Wittig反應(yīng)，得到的碳二亞胺再與仲胺平行反應(yīng)，一次性合成了6種未見文獻(xiàn)報(bào)道的咪唑啉酮衍生物。康宏云等人¨引用花椒籽油與二亞乙基三胺反應(yīng)合成了咪唑啉衍生物，再分別與氯乙酸鈉和氯化芐反應(yīng)，得到兩性離子咪唑啉衍生物和陽離子咪唑啉衍生物。緩蝕劑防腐有其不足之處，就是它的選擇性差，不同的金屬材料需要選擇不同的緩蝕劑，防腐效

5、果才能達(dá)到最佳，且必須尋找到緩蝕劑所處介質(zhì)環(huán)境最佳使用條件，如使用環(huán)境溫度的高低、使用環(huán)境pH值范圍及緩蝕劑添加濃度大小等。此外，它的使用壽命和最低添加量以及介質(zhì)環(huán)境的其它變化都必須考慮。咪唑啉型緩蝕劑憑借其高效的緩蝕性能被廣泛運(yùn)用于石油、天然氣等工業(yè)生產(chǎn)¨卜17J。本文介紹了以桐油、松香等為主要原料合成咪唑啉季銨鹽緩蝕劑的工藝，并借助靜態(tài)掛片失重法評價(jià)了咪唑啉緩蝕劑的緩蝕性能。收稿日期：2016—02—23作者簡介：李軍龍(1990一)，男，陜西渭南人，助理工程師，學(xué)士，主要從事油氣田地面工程腐蝕與防護(hù)設(shè)計(jì)工作。第34卷第4期

6、CORROSIONANDCORROSIONPROTECTION1實(shí)驗(yàn)部分1．1實(shí)驗(yàn)原料及儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)原料：松香(分析純)、桐油(工業(yè)級)、二乙烯三胺(化學(xué)純)、六次甲基四胺(分析純)、二甲苯(分析純)、氯乙酸(分析純)等。儀器設(shè)備：電熱套(KDM型)、游標(biāo)卡尺(20分度)、電動攪拌器(JJ．1型)、電熱恒溫干燥箱(202—1A型)、分析天平(BS-210s型)等。1．2實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)使用溶劑脫水法制取桐油／松香咪唑啉季銨鹽緩蝕劑。首先將桐油／松香和二乙烯三胺溶于二甲苯溶劑中，在攪拌、加熱情況下，通過酰胺化過程生成酰胺；隨后升高溫度

7、進(jìn)一步脫水，通過環(huán)化過程得到咪唑啉緩蝕劑的中間體。這種方法得到油溶性咪唑啉，為了改善其水溶性，通過進(jìn)一步的季銨化，在咪唑啉緩蝕劑中間體的雜環(huán)氮上接上一個(gè)親水基團(tuán)，從而得到咪挫啉季銨鹽緩蝕劑。在溶劑法中，通過在反應(yīng)過程中使用攜水劑(本實(shí)驗(yàn)使用二甲苯作為攜水劑，后同)，可以增加反應(yīng)物的溶解性，更重要的是通過在反應(yīng)過程中不斷地將水帶出反應(yīng)體系，有利于反應(yīng)沿著正方向進(jìn)行，對提高最終的產(chǎn)率起到重要作用。咪唑啉季銨鹽的合成工藝路線見圖1。圖1桐油／松香咪唑啉季銨鹽的合成工藝路線圖2咪唑啉的合成主要考察了原料配比、反應(yīng)溫度、回流反應(yīng)時(shí)間和攜水

8、劑用量等因素對咪唑啉合成產(chǎn)率的影響。2．1原料配比的影響合成過程中，改變桐油／松香混合物與二乙烯三胺的摩爾比，固定?；瘻囟葹?60℃，?；瘯r(shí)問為3h，環(huán)化溫度為220℃，環(huán)化時(shí)間為5h，氯乙酸與咪唑啉中間體的摩爾比為1：l，季銨化時(shí)間為3h，攜水劑用量為總投料量