一种曼尼希碱季铵盐型缓蚀剂的合成及其性能研究

发布时间：2016-11-23 06:44

  本文关键词：一种曼尼希碱季铵盐型缓蚀剂的合成及其性能研究，，由笔耕文化传播整理发布。

《西南石油大学》 2014年

一种曼尼希碱季铵盐型缓蚀剂的合成及其性能研究

刘志辉  

【摘要】：在油气井的开采过程中,通常需要使用酸化工艺提高采收率,而酸的加入会对采油设备及管线造成严重的腐蚀,高温深井井下设备的腐蚀尤为严重。酸化缓蚀剂的加入可以使油管的腐蚀速率大大降低,而曼尼希碱是最常用的油田酸化缓蚀剂。本文针对油田缓蚀剂在酸液中的溶解分散性差、易分层和其在高温高浓度酸液中的缓蚀性能不能满足现场要求等问题,合成了一种新型曼尼希碱季铵盐酸化缓蚀剂。通过正交试验确定曼尼希碱中间体M-01及曼尼希碱季铵盐J-01的最佳合成条件,利用红外光谱对合成的M-01和J-01进行结构表征,采用静态失重法评价和对比M-01和J-01缓蚀剂在不同条件下的缓蚀性能,并结合极化曲线、交流阻抗谱以及SEM形貌观察研究分析其缓蚀作用机理。 本论文以甲醛溶液、苯乙酮和苯甲胺为主要原料,采用“一锅两步法”合成曼尼希碱中间体,通过正交试验确定曼尼希碱中间体M-01的最佳合成条件：反应物配比n(醛)：n(胺)：n(酮)为1.2：1.2：1,反应温度为110℃,反应时间为6h,介质pH值为4。通过对比三种不同的季铵化试剂：氯化苄、硫酸二甲酯和环氧氯丙烷,最终确定以氯化苄和曼尼希碱中间体M-01为原料合成了曼尼希碱季铵盐,并通过正交试验确定曼尼希碱季铵盐J-01的最佳合成条件：n(曼尼希碱M-01)：n(氯化苄)为1：0.8,反应温度为110℃,反应时间为6h。通过红外光谱对合成产物进行表征。根据标准SY/T5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》,J-01缓蚀剂在酸液中具有良好的溶解分散性能和存储性能。 通过静态失重法评价缓蚀剂浓度、介质温度、盐酸浓度、Fe3+浓度及I-浓度对缓蚀剂M-01和J-01缓蚀性能的影响,在质量分数为20%的盐酸溶液中,当缓蚀剂浓度为0.5%,介质温度为90℃时,M-01和J-01的缓蚀效率均高于99.5%,达到标准SY/T5405-1996中的一级指标要求；介质温度为110℃时,两种缓蚀剂的缓蚀效率均能保持在较高水平。在质量分数为30%的盐酸溶液中,温度小于等于90℃时,J-01缓蚀剂对P110钢仍具有较好的缓蚀性能。Fe3+的加入会降低J-01缓蚀剂在盐酸介质中的缓蚀性能。当I-浓度达到400mg/L以上时,能显著提升J-01缓蚀剂在盐酸介质中的缓蚀性能。根据季铵化前后缓蚀性能分析发现,J-01缓蚀剂的缓蚀性能明显优于M-01缓蚀剂。 利用极化曲线、交流阻抗和SEM测试等多种手段对M-01和J-01的缓蚀机理进行了初步探讨。M-01和J-01缓蚀剂属于吸附型缓蚀剂,且都是混合控制型缓蚀剂,腐蚀电极反应过程受活化极化控制,缓蚀剂的作用机理属于“几何覆盖效应”。

【关键词】：
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG174.42
【目录】：

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  本文关键词：一种曼尼希碱季铵盐型缓蚀剂的合成及其性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：187691