本文關(guān)鍵詞：一種曼尼希堿季銨鹽型緩蝕劑的合成及其性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西南石油大學(xué)》 2014年

一種曼尼希堿季銨鹽型緩蝕劑的合成及其性能研究

劉志輝  

【摘要】：在油氣井的開采過(guò)程中,通常需要使用酸化工藝提高采收率,而酸的加入會(huì)對(duì)采油設(shè)備及管線造成嚴(yán)重的腐蝕,高溫深井井下設(shè)備的腐蝕尤為嚴(yán)重。酸化緩蝕劑的加入可以使油管的腐蝕速率大大降低,而曼尼希堿是最常用的油田酸化緩蝕劑。本文針對(duì)油田緩蝕劑在酸液中的溶解分散性差、易分層和其在高溫高濃度酸液中的緩蝕性能不能滿足現(xiàn)場(chǎng)要求等問(wèn)題,合成了一種新型曼尼希堿季銨鹽酸化緩蝕劑。通過(guò)正交試驗(yàn)確定曼尼希堿中間體M-01及曼尼希堿季銨鹽J-01的最佳合成條件,利用紅外光譜對(duì)合成的M-01和J-01進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,采用靜態(tài)失重法評(píng)價(jià)和對(duì)比M-01和J-01緩蝕劑在不同條件下的緩蝕性能,并結(jié)合極化曲線、交流阻抗譜以及SEM形貌觀察研究分析其緩蝕作用機(jī)理。 本論文以甲醛溶液、苯乙酮和苯甲胺為主要原料,采用“一鍋兩步法”合成曼尼希堿中間體,通過(guò)正交試驗(yàn)確定曼尼希堿中間體M-01的最佳合成條件：反應(yīng)物配比n(醛)：n(胺)：n(酮)為1.2：1.2：1,反應(yīng)溫度為110℃,反應(yīng)時(shí)間為6h,介質(zhì)pH值為4。通過(guò)對(duì)比三種不同的季銨化試劑：氯化芐、硫酸二甲酯和環(huán)氧氯丙烷,最終確定以氯化芐和曼尼希堿中間體M-01為原料合成了曼尼希堿季銨鹽,并通過(guò)正交試驗(yàn)確定曼尼希堿季銨鹽J-01的最佳合成條件：n(曼尼希堿M-01)：n(氯化芐)為1：0.8,反應(yīng)溫度為110℃,反應(yīng)時(shí)間為6h。通過(guò)紅外光譜對(duì)合成產(chǎn)物進(jìn)行表征。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5405-1996《酸化用緩蝕劑性能試驗(yàn)方法及評(píng)價(jià)指標(biāo)》,J-01緩蝕劑在酸液中具有良好的溶解分散性能和存儲(chǔ)性能。 通過(guò)靜態(tài)失重法評(píng)價(jià)緩蝕劑濃度、介質(zhì)溫度、鹽酸濃度、Fe3+濃度及I-濃度對(duì)緩蝕劑M-01和J-01緩蝕性能的影響,在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的鹽酸溶液中,當(dāng)緩蝕劑濃度為0.5%,介質(zhì)溫度為90℃時(shí),M-01和J-01的緩蝕效率均高于99.5%,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)SY/T5405-1996中的一級(jí)指標(biāo)要求；介質(zhì)溫度為110℃時(shí),兩種緩蝕劑的緩蝕效率均能保持在較高水平。在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸溶液中,溫度小于等于90℃時(shí),J-01緩蝕劑對(duì)P110鋼仍具有較好的緩蝕性能。Fe3+的加入會(huì)降低J-01緩蝕劑在鹽酸介質(zhì)中的緩蝕性能。當(dāng)I-濃度達(dá)到400mg/L以上時(shí),能顯著提升J-01緩蝕劑在鹽酸介質(zhì)中的緩蝕性能。根據(jù)季銨化前后緩蝕性能分析發(fā)現(xiàn),J-01緩蝕劑的緩蝕性能明顯優(yōu)于M-01緩蝕劑。 利用極化曲線、交流阻抗和SEM測(cè)試等多種手段對(duì)M-01和J-01的緩蝕機(jī)理進(jìn)行了初步探討。M-01和J-01緩蝕劑屬于吸附型緩蝕劑,且都是混合控制型緩蝕劑,腐蝕電極反應(yīng)過(guò)程受活化極化控制,緩蝕劑的作用機(jī)理屬于“幾何覆蓋效應(yīng)”。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TG174.42
【目錄】：

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