本文關(guān)鍵詞：雙曼尼希堿緩蝕劑的研制及其性能評價

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【摘要】：在油氣井開采過程中,酸化作業(yè)是提高油氣采收率的一項(xiàng)重要措施。但由于酸的注入,將造成油氣井管材和井下設(shè)備的全面腐蝕、表面坑蝕、氫脆開裂甚至脆性斷裂,造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,因此緩蝕效果良好、成本低廉、耐高溫高酸、環(huán)境友好型的酸化緩蝕劑成為酸化施工中的迫切需求。目前曼尼希堿由于有機(jī)化合物分子量小,分子中含有多個帶有孤對電子的氮原子或氧原子,而成為酸化緩蝕劑的重要研究課題。本文為解決高溫酸化緩蝕劑在高溫下易存在結(jié)焦、分層、溶解分散性不夠穩(wěn)定以及曼尼希堿類緩蝕劑的改性研究較少等問題,合成一種高效、適合多種腐蝕環(huán)境、溶解分散性優(yōu)良的新型雙曼尼希堿酸化緩蝕劑。本論文以苯乙酮、甲醛、苯甲胺為原料合成曼尼希堿中間體,再加入氯化芐、酮、醛繼續(xù)與中間體反應(yīng),分別合成得到曼尼希堿季銨鹽和雙曼尼希堿。通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)選雙曼尼希堿最佳合成工藝：n(中間體)：n(醛)：n(酮)=1：1.2：1.2,反應(yīng)溫度為110℃、反應(yīng)時間8h,pH值為3。通過紅外光譜和核磁共振氫譜對合成產(chǎn)物進(jìn)行表征。當(dāng)緩蝕劑用量為0.5%時,在60℃的20%工業(yè)鹽酸中,P110鋼的腐蝕速率僅為0.932g/(m2·h),表現(xiàn)出優(yōu)良的緩蝕性能。根據(jù)SY/T 5405-1996標(biāo)準(zhǔn)對雙曼尼希堿緩蝕劑的溶解分散性及儲存性能進(jìn)行測定,結(jié)果表明雙曼尼希堿溶解分散性優(yōu)良。利用靜態(tài)失重法評價介質(zhì)溫度、腐蝕時間、緩蝕劑濃度以及在不同介質(zhì)下(土酸、稠化酸)對雙曼尼希堿緩蝕性能的影響,并將其與曼尼希堿季銨鹽的緩蝕性能對比,結(jié)果表明雙曼尼希堿比曼尼希堿季銨鹽更加具有耐高溫、耐酸、高效、防護(hù)時間長等優(yōu)點(diǎn)。采用中和滴定法測定不同溫度、介質(zhì)濃度、緩蝕劑濃度下雙曼尼希堿的抑霧性能,結(jié)果表明雙曼尼希堿對酸洗過程中產(chǎn)生的酸霧有一定抑制作用,在900℃時,抑霧效率達(dá)到93.02%,在酸液濃度為25%時,抑霧效率達(dá)到89.30%。利用電化學(xué)方法,并結(jié)合SEM測試、電子能譜法等材料的現(xiàn)代分析手段,以及動力學(xué)理論、熱力學(xué)理論對雙曼尼希堿的緩蝕機(jī)理進(jìn)行了初步探討。結(jié)果表明雙曼尼希堿是一種混合抑制型緩蝕劑,在低濃度為0.2%時以抑制陰極反應(yīng)明顯,對電極反應(yīng)有良好的抑制作用,而電極和介質(zhì)阻力主要來源于金屬/薄層界面極化,有濃度極值現(xiàn)象。SO42-、Fe3+、Cu2+三種離子的加入對雙曼尼希堿緩蝕性能造成一定破壞作用,而PO43-則提高了緩蝕劑的緩蝕性能；雙曼尼希堿的吸附行為服從Langmuir吸附等溫式,吸附類型主要為化學(xué)吸附,鋼在酸液中的溶解過程為吸熱過程。
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.42

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本文編號：1143144