新型氯化苄基喹啉衍生物（BQD）的结构及其缓蚀性能研究

发布时间：2018-05-16 06:15

  本文选题：缓蚀剂 + 酸化　； 参考：《中国石油大学(华东)》2015年硕士论文

【摘要】：随着油气田开发工艺的不断更新发展,酸化过程中所使用的酸液浓度越来越大,使用温度也越来越高,对于酸化缓蚀剂的性能也提出了更高的要求。氯化苄基喹啉季铵盐(简称为BQC)作为一种被广泛应用的酸化缓蚀剂,因其合成反应的条件千差万别,故其缓蚀效果也明显不同。论文仔细地研究了氯化苄基喹啉的合成,分离得到了高纯度的氯化苄基喹啉,并用静态失重法研究了其在15%盐酸中的缓蚀性能。结果表明,当其加剂量为7.31×10-2mol·L-1(1.75%,相对质量),90℃时N80钢的腐蚀速率为232.68 g·m-2·h-1,其性能远远不能满足使用要求。对合成得到的产品混合物进一步分离提纯得到另一种红色物质(称之为氯化苄基喹啉衍生物,简称为BQD),经静态失重法研究了其缓蚀性能。结果表明,当BQD的加量为7.44×10-4 mol·L-1(0.03%,相对质量)时,90℃时N80钢的腐蚀速率便能够降至1.98 g·m-2·h-1,表现出高效的缓蚀性能,且相关研究中均未对该化合物的结构及其缓蚀性能进行过讨论。很显然,在实际应用的所谓氯化苄基喹啉酸化缓蚀剂中,正是BQD而不是BQC起缓蚀剂的作用。通过高效液相色谱/高分辨质谱(HPLC-HRMS)确定了BQD的化学式(C32H23N2Cl),通过NMR、FT-IR等手段确定了BQD的分子结构。在此基础上,提出了由两分子BQC经Michael加成反应生成BQD的形成机理。根据静态失重法的数据计算表明,BQD分子在金属表面上的吸附过程遵循Langmuir型等温吸附模型,其标准吸附自由能为-54.48 kJ·mol-1,说明BQD在金属表面的吸附是较强的化学吸附过程。通过交流阻抗(EIS)及动电位极化曲线等方法研究了BQD的缓蚀性能,结果与静态失重法的研究结果高度一致,均能表明BQD是一种相对于BQC具有更佳优异的缓蚀性能的物质。通过BQD与BQC分子结构差别,从结构上探讨了BQD具有优异缓蚀性能的机理。
[Abstract]:With the continuous development of oil and gas field development process, the acid concentration used in acidizing process is more and more high, and the use temperature is higher and higher, so the performance of acidizing corrosion inhibitor is required more and more. Benzyl quinoline quaternary ammonium chloride (BQC) is widely used as an acidizing inhibitor. The synthesis of benzyl quinoline chloride was studied in detail. The high purity benzyl quinoline chloride was isolated and its corrosion inhibition in 15% hydrochloric acid was studied by static weightlessness method. The results show that the corrosion rate of N80 steel is 232.68 g m-2 h-1 when the dosage is 7.31 脳 10-2mol L-1 and the relative mass is 90 鈩，

本文编号：1895782