双曼尼希碱缓蚀剂的研制及其性能评价

发布时间：2017-11-05 07:13

  本文关键词：双曼尼希碱缓蚀剂的研制及其性能评价

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【摘要】：在油气井开采过程中,酸化作业是提高油气采收率的一项重要措施。但由于酸的注入,将造成油气井管材和井下设备的全面腐蚀、表面坑蚀、氢脆开裂甚至脆性断裂,造成严重的经济损失,因此缓蚀效果良好、成本低廉、耐高温高酸、环境友好型的酸化缓蚀剂成为酸化施工中的迫切需求。目前曼尼希碱由于有机化合物分子量小,分子中含有多个带有孤对电子的氮原子或氧原子,而成为酸化缓蚀剂的重要研究课题。本文为解决高温酸化缓蚀剂在高温下易存在结焦、分层、溶解分散性不够稳定以及曼尼希碱类缓蚀剂的改性研究较少等问题,合成一种高效、适合多种腐蚀环境、溶解分散性优良的新型双曼尼希碱酸化缓蚀剂。本论文以苯乙酮、甲醛、苯甲胺为原料合成曼尼希碱中间体,再加入氯化苄、酮、醛继续与中间体反应,分别合成得到曼尼希碱季铵盐和双曼尼希碱。通过单因素实验和正交实验优选双曼尼希碱最佳合成工艺：n(中间体)：n(醛)：n(酮)=1：1.2：1.2,反应温度为110℃、反应时间8h,pH值为3。通过红外光谱和核磁共振氢谱对合成产物进行表征。当缓蚀剂用量为0.5%时,在60℃的20%工业盐酸中,P110钢的腐蚀速率仅为0.932g/(m2·h),表现出优良的缓蚀性能。根据SY/T 5405-1996标准对双曼尼希碱缓蚀剂的溶解分散性及储存性能进行测定,结果表明双曼尼希碱溶解分散性优良。利用静态失重法评价介质温度、腐蚀时间、缓蚀剂浓度以及在不同介质下(土酸、稠化酸)对双曼尼希碱缓蚀性能的影响,并将其与曼尼希碱季铵盐的缓蚀性能对比,结果表明双曼尼希碱比曼尼希碱季铵盐更加具有耐高温、耐酸、高效、防护时间长等优点。采用中和滴定法测定不同温度、介质浓度、缓蚀剂浓度下双曼尼希碱的抑雾性能,结果表明双曼尼希碱对酸洗过程中产生的酸雾有一定抑制作用,在900℃时,抑雾效率达到93.02%,在酸液浓度为25%时,抑雾效率达到89.30%。利用电化学方法,并结合SEM测试、电子能谱法等材料的现代分析手段,以及动力学理论、热力学理论对双曼尼希碱的缓蚀机理进行了初步探讨。结果表明双曼尼希碱是一种混合抑制型缓蚀剂,在低浓度为0.2%时以抑制阴极反应明显,对电极反应有良好的抑制作用,而电极和介质阻力主要来源于金属/薄层界面极化,有浓度极值现象。SO42-、Fe3+、Cu2+三种离子的加入对双曼尼希碱缓蚀性能造成一定破坏作用,而PO43-则提高了缓蚀剂的缓蚀性能；双曼尼希碱的吸附行为服从Langmuir吸附等温式,吸附类型主要为化学吸附,钢在酸液中的溶解过程为吸热过程。
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.42

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本文编号：1143144