咪唑啉类缓蚀剂的水解和在模拟沉积物层中的扩散行为研究

发布时间：2021-01-04 06:09

　　CO2腐蚀在石油开采过程中普遍存在,CO2腐蚀不仅造成经济损失而且危害人身安全。咪唑啉类缓蚀剂作为一种理想的缓蚀剂被广泛使用。然而咪唑啉类缓蚀剂在水溶液中是不可以稳定存在的。咪唑啉会发生水解逐渐转化成酰胺类的物质,使其缓蚀效果降低。另外,在油气田生产、集输、加工中往往在设备和管道表面产生一层沉积物,沉积物的存在不仅会导致严重的局部腐蚀而且会阻碍缓蚀剂向金属基体的传质。因此,添加缓蚀剂后缓蚀剂能否扩散过沉积层,抑制沉积物下的腐蚀,是大家关心的问题。缓蚀剂只有扩散通过了沉积物层,到达金属基体,才能对基体金属起到较好的缓蚀作用。因此,本文利用电化学交流阻抗（EIS）、电化学动电位扫描、红外吸收光谱法、量子化学计算、UV-V1s法、SEM、压汞法和表面张力测试等方法,比较了咪唑啉和酰胺的缓蚀效果,研究了咪唑啉类缓蚀剂的水解规律以及咪唑啉缓蚀剂在模拟沉积物层中的扩散行为。主要的研究结果如下:1、在不同温度下合成了咪唑啉缓蚀剂和其中间产物酰胺类物质,并使用红外光谱对其进行了表征。采用电化学方法比较了其缓蚀效果,通过量子化学计算研究了其作用机理。EIS和极化曲线实验表明:在CO2饱和的3.5wt.%... 

【文章来源】：北京化工大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１极化曲线示意图??Ｆｉｇ．１－１?Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ??

?ＮＨ２??２３〇ｒ?２ｈ??图３－２咪唑啉的反应过程??Ｆｉｇ．３－２?Ｔｈｅ?ｒｅａｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｉｍｉｄａｚｏｌｉｎｅ??３．?２．?２红外光谱（ＩＲ）测试??通过红外光谱仪ＴＥＮＳＯＲ－２７?（德国Ｂｍｋｅｒ公司）分别测试收集的样品Ａｌ，Ａ２??和ＯＩＭ的红外光谱，并讨论不同反应温度下收集得到的样品结构的变化。ＩＲ的扫描??条件：分辨率设置为４ｃｍ＇１，扫描范围设置为４０００？４００ｃｍ—１。??１７??

—１和２８５０?ｃｍ“分别为Ｃ－Ｈ的不对称和对称伸缩振动吸收峰，１４６０?ｃｍ“为Ｃ－Ｎ的伸??缩振动吸收峰。波长为１５５４ｃｍ４和１６５４ｃｎ＾为酰胺的特征吸收峰，波长为１６０８ｃｍ“??为咪唑啉的特征吸收峰［８１，８２＼由图３－３可以看出，产物Ａ１对应的红外谱图中酰胺的??特征吸收峰比较强，而咪唑啉的特征吸收峰相当的不明显（以至于与酰胺的峰相比，??咪唑啉的峰可以忽略）。说明在１８０°Ｃ时收集得到的样品中主要以酰胺的形式存在。当??温度升高到２０ＣＴＣ并将样品在蒸馏瓶中反应２ｈ后，收集得到样品Ａ２。我们通过Ａ２??的红外谱图可以看出，咪唑啉１６０８ｃｍ—１处的特征吸收峰开始变强（与Ａ１相比），而??酰胺１５５４ＣＨＴ１和１６５４ｃｍ〃处的特征吸收峰开始变弱（与Ａ１相比），说明样品中部分??酰胺发生进一步脱水反应生成了咪唑啉，反应产物中酰胺的量减少了，咪唑啉的量增??多了。当温度继续升高到２３０°Ｃ并将其在蒸馏瓶中反应２ｈ后，我们收集并得到了样品??ＯＩＭ。其红外谱图中咪唑啉１６０８ｃｍ“处的特征吸收峰变得比较强烈（与Ａ１和Ａ２相??比），但是酰胺１５５４〇１＾和１６５４ｃｍ—１处的特征吸收峰非常的微弱（与Ａ１和Ａ２相比），??说明此时收集得到的样品主要以咪唑啉的形式存在。这个时候酰胺的量很少了


本文编号：2956295