咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及应用研究
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。咪唑啉季铵盐如通过四乙烯五胺同脲或
硫脲反应制备成咪唑啉酮和咪唑基二硫脲都是有 效的缓蚀剂。许多硫咪唑啉季铵盐和咪唑啉的多 硫化物, 如具有 ( SCCH2 N= C) 2 R( R 是二羧酸 根) 结构的双噻唑啉及哩唑啉、 取代三嗪等都是很好 的缓蚀剂。 1. 1. 3 咪唑啉季铵盐的缓蚀性能 实验室中评价缓蚀剂的方法主要有重量法、 电化学法以及一些新出现的方法, 例如光电化学 法, 恒电位一恒电流法、 谐波分析法、 穆尔斯堡谱 法、 Mott - Sehottky 图法、 斩波器法、 电化学发射谱 ( EES) 、 电化学频率 调制技术以及电子自旋共振 技术 ( ESR) 。对于缓蚀剂现场性能监测则主要采 用表观检查、 挂片、 电阻探针、 线性极化探针、 氢传 感器、 化学分析和离子选择性探针以及无损检测 方法。 1. 2 缓蚀机理 对咪唑啉进行的极化曲线测量见图 1 。
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当
代
化
工
第 35 卷第 5 期
应, 有利于形成吸附膜, 提高缓蚀性能。眯唑啉酮 是一特殊的含氮杂环化合物 , 分子中的 N 和 O 等 元素具有孤对电子 , 因此可望与铁等金属形成反 应膜而起缓蚀作用 , 并且由于咪唑啉酮具有较好 的水溶性 , 可根据分子设计观点, 在咪唑啉酮分子 中引人疏水性基团 , 而可开发出缓蚀性能较好的 水溶性咪唑啉酮类缓蚀剂。为了合成水溶性好且 缓蚀效率高的缓蚀剂 , 以具有不同碳链长度的饱 和脂肪一元酸或二元酸与咪唑啉酮反应 , 共合成 了 3 种双咪唑啉酮及 2 种单 咪唑啉酮酰胺化合 物 。咪唑啉的季铵盐如葵二酸盐 , 咪唑啉的油 酸盐及其和二聚酸盐 的混合物都是 有效的缓蚀 剂
[ 11] [9]
。
参 考 文 献
[ 1] [ 2] [ 3]
张天胜 . 缓蚀剂 [ M] . 北京 : 化学工业出版社 , 2001. 林海 潮 . 缓 蚀剂 研究的 进展 [ J ] . 腐 蚀科学 与防 护技 术 , 1997, 9( 4) : 308. 陈卓元 , 王凤平 , 杜元龙 . 咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的研 究[ J] . 材料保护 , 1999, 32( 5) : 37. 文 武 , 刘汝秋 , 邱 吕 彤, 李 文 . 酰胺咪唑啉硫酸二甲酯织物
[ 8]
图 1 N80 钢在饱和 CO2 高矿化度溶液中的阳极极化曲线 Fig. 1 Anodic polarization curves of N80 steel in high brine solu tion saturated with CO2
2006 年 10 月
张 士博 , 等 : 咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及应用研究
[ 4- 5] [3]
时便能制备出咪唑啉 , 且
1
新型水溶性咪唑啉季铵盐类缓蚀 剂的合成及缓蚀机理
1. 1 合成方法及缓蚀性能 1. 1. 1 咪唑啉的合成 咪唑啉是通过酰胺脱水和环化进一步脱水而 成的。在合成工艺中有不同的脱水方法 , 如真空 脱水法、 真空催化剂法和潜溶剂法。真空脱水法 是直接真空加热脱水 , 工艺较简单 : 采用真空操作 和连续通人氮气的措施 , 以硬脂酸等脂肪羧酸和 二乙烯三 胺或三 乙烯四 胺等 为原料 , 在温 度为 [ 2] 150~ 200 时合成烷基咪唑啉 。真空催化剂法 是在抽真空的条件下 , 加入特定催化剂 , 如氧化铝 等, 达到使反应时间缩短 , 收率提高的目的。潜溶 剂法是采用苯、 二甲苯等溶剂进行脱水 , 这些溶剂 对人体有害 , 其投入和回收重复利用过程也比较 复杂。采用甲苯作为携水剂控制适宜条件合成咪
蚀剂的合成及在石油化工领域的应用现状。 中图分类号 :
水溶性咪唑啉季 铵盐类是一种 新型的缓蚀 剂, 它对于碳钢、 合金钢、 铜、 黄铜、 铝、 铝合金在含 CO2 卤水等介质中的全面腐蚀具有优良的缓蚀性 能 。这类缓蚀剂无特殊的刺激性气味, 热稳定 性好 , 毒性低等优点。下面主要对咪唑啉及其季 铵盐的合成及在实验室中对咪唑啉缓蚀剂缓蚀效 率方法的评价和设备近期研究的进展进行评述。
[ 7] [ 6]
收稿日期 : 2006 -08 -24 修订日期 : 2006 -08 -28 作者简介 : 张士博 ( 1967- ) , 男 , 工程师 , 辽宁葫芦岛人 , 1997 年毕业于抚顺石油学院化学工程专业 。 1990 年以来一直从事技术管 理工作 , 已在国内外重点刊物上发表论文 11 篇 。 E- mail : fszhang221186@ sina. com. cn, Tel: 0413 2436379。
[溶解过程 , 同时还抑制了阴极区极化过 程, 属于阳极为主的缓蚀剂。因此 , E 正移。从极 化曲线看 , 添加缓蚀剂以后, 极化曲线显示的是典 型的活性溶解反应。与空白试验相比, 在线性极 化区之后 , 塔菲尔斜率下降并出现一个 平台 , 这 种现象是由缓蚀剂的脱 附引起的 , 称之为 脱附 区 。从以上特征可以认为, 咪唑啉是一种典型的 吸附型缓蚀剂, 它对阳极反应的抑制作用尤为明 显, 而且由于 E 有明显的上 升, 咪唑啉的缓蚀 作用是 负催化效应 所致。从极化 曲线可以看 出, 由于缓蚀剂的吸附与脱附过程是一种动态平 衡, 是 非定位吸附 , 即使覆盖率< 1, 也不会形成 局部腐蚀。所以, 使用咪唑啉缓蚀剂是安全的, 即 使局部浓度不均匀分布也不会引起点蚀。咪唑啉 季铵盐缓蚀剂的缓蚀效果较好是多种因素协同作 用的结果 : ( 1) 当金属与酸性介质接触时, 该缓 蚀剂可以在金属表面形成单分子膜 ; ( 2) 由于该缓 蚀剂中咪唑 啉的 N 原子经季铵化后成为阳离子 大分子 , 很容易被表面带负电荷的金属表面活性 点吸附, 对氢离子放电有很大的抑制作用, 从而有 效地抑制了阴极反应 ; ( 3) 季铵盐大分子有很大的 覆盖作用。极化曲线可证实 , 该缓蚀剂显著抑制 了腐蚀的阴极过程, 对阳极过程影响有限, 属于以 阴极控制为主的复合控制型缓蚀剂, 这一点也可 从季铵化咪唑啉阳离子大分子的结构特点分析得 出。由于其分子结构中有 3 个苯环 , 所以该季铵 盐带正电荷端因静电作用易吸附在金属表面, 有 过剩电子的局部活性区域 , 从而提高 H 的过电 位, 抑制其放电作用 , 同时 3 个苯环的空间有很强 的隔离作用, 使 H 不 易接近金属表面。也就是 说, 咪唑啉缓蚀剂的突出优点是: 当金属与酸性介 质接触时 , 它可以在金属表面形成单分子吸附膜, 改变氢离子的氧化还原电位; 也可以络合溶液中 的某些氧化剂 , 降低其电位达到缓蚀的目的。咪 唑啉环上的氮原子的化合价变成五价形式的季铵 盐之后 , 由于季铵阳离子被带负电荷的金属表面 所吸附, 对发生阳离子放电有很大的影响, 从而有 效地抑制了阳极反应。此外 , 季铵盐上的阴离子 对阳离子缓蚀剂的静电吸附也有较大的影响。由 于多种缓蚀因素协同作用 , 咪唑啉缓蚀剂缓蚀效 果显著。
Vol. 35, No. 5 October, 2006
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及应用研究
张士博 , 王
1
慧 , 李东胜 , 周海波 , 李
2
2
1
敏
2
( 1. 中国石油抚顺石化公司 , 辽宁 抚顺 113008;
2. 辽宁石油化工大学石油化工学院 , 辽宁 抚顺 113001)
摘 关 键
要: 词:
综述了有机缓蚀剂的种类及缓蚀机 理 , 并详细介绍了新型水溶性咪唑啉季铵盐类 缓 有机缓蚀剂 ; 缓蚀机理 ; 咪唑啉季 铵盐 ; 缓蚀剂 ; 应用现状 TQ 252. 3 文献标识码 : A 文章编 号 : 1671 0460( 2006) 05 0297 04
。依据这些结果设计合成取代基咪 内发生
唑啉化合物。以苯甲酸、 二乙烯三胺为原料 , 加入 二甲苯作为携水剂, 反应物在 160~ 180 缩合反应 , 生成咪唑啉 。 再进一步进行咪唑啉季铵化的反应: 在温度 为 100~ 120 时 , 将咪唑啉与等摩尔的氯化苄进 行季铵化反应 ( 时间为 35 h) , 并通过腐蚀失重法、 动电位极化技术对其在酸洗液中对碳钢的缓蚀效 果进行了测定。结果表明 , 在咪唑啉分子中引人 多个苯环 , 能使分子覆盖能力增强 , 从而提高缓蚀 效率。咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效果随咪唑环中电子 密度的增加而增加 。如果向缓蚀剂分子中引入 非极性基团 , 不仅可以通过诱导效应改变中心原 子的吸附能力, 而且还可以增大缓蚀剂的疏水效
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2
咪唑啉类缓蚀剂的应用
近几年来 , MB 咪唑啉类 缓蚀剂在胜 利油田
缓蚀剂品种多, 性能好, 已在化工、 石油、 交通、 建 筑等部门获得广泛应用。但也必须看到这些还远 远不够 , 因为石油化工中所需要的是那些更加高 效、 可靠、 适用、 廉价的缓蚀剂 , 因此开展酸性介质 中缓蚀剂的研究工作 仍是一项长期 而艰巨的任 务
[ 1]
唑啉中间体, 并利用红外、 紫外光谱对合成过程进 行跟踪分析 , 在非真空条件下, 用氮气保护, 控 制一定回流速度 , 并进行阶段升温 , 酸价约为 3, 反应温度达 190~ 200 颜色较浅。 1. 1. 2 咪唑啉季铵盐的合成 在咪唑啉环上引入烷基或烷基芳烃, 使其与 Fe 原子的吸附作用能、 双原子作用能和重叠集居 数增大 , 来推测引入烷基或烷基芳烃可能增加的 缓蚀性能
[ 13- 15]
东辛采油厂使用 , 平均腐蚀速率一般在 0. 000 5~ 0. 022 mm/ a, 指标达到了管理局的要求, 有效的延 缓了注采管线和井下管线的腐蚀, 减少了作业井 次。每年可节约费用 415 万元; 减少作业井次 50 口, 节约费用 160 万元。扣除 MB 咪 唑啉类缓蚀 剂费用 438 万元 , 每年共创效益 137 万元 。 BH 系列酸化咪唑啉类缓蚀剂为曼尼希碱与 醛胺缩合物复配而成 , 产品生产原料易得, 价格便 宜, 使用方便, 能满足油田现场使用。产品腐蚀速 度及溶解分散性均达到行业标准中一级品要求, 产品粘度小 , 凝固点低 , 便于冬季或寒冷地区使 [ 10] 用 。 鉴于 HY 型咪唑啉类中和缓蚀剂优良的缓蚀 性能 , 2003 年兰州石化公司炼油厂第二套常减压 蒸馏装置对该剂进行了现场工业应用 。 根据原油酸值和塔顶挥发线脱出冷凝水 pH 值的变化 , 在加剂罐中加入一定数量的 HY 型咪 唑啉类中和缓蚀剂, 用风压入预先注好新鲜水 ( 有 规定标尺 ) 的配剂罐, 搅拌均匀后, 用泵打入初馏 塔、 常压塔、 减压塔( 以下称三塔) 塔顶挥发线注剂 点。通过分析三塔塔顶挥发 线脱出冷凝水中 Fe 含量来评定 HY 型咪唑啉类中和缓蚀剂的防腐效 果。注剂浓度使用时预先将 HY 型咪唑啉类中和 缓蚀剂用新鲜水稀释成 0. 5 % 的均匀溶液。注剂 量以控制塔顶脱出冷凝水 pH 值 6. 5。工业应用 表明 , HY 型咪唑啉类 中和缓蚀剂对 炼制高酸值 原油的初馏塔、 常压塔和减压塔塔顶的防腐效果 明显 , 并且对油品质量无不良影响。
眯唑啉酮是一特殊的含氮杂环化合物分子中的n和o等元素具有孤对电子因此可望与铁等金属形成反应膜而起缓蚀作用并且由于咪唑啉酮具有较好的水溶性可根据分子设计观点在咪唑啉酮分子中引人疏水性基团而可开发出缓蚀性能较好的水溶性咪唑啉酮类缓蚀剂
第 35 卷第 5 期 2006 年 10 月
当 代 化 工 Contemporary Chemical Industry
[ 4] [ 5] [ 6]
柔软剂的合成 [ J] . 印染助剂 , 2002, 19( 3) : 17. 凡 , 郭晓红 . 咪唑啉柔软剂中问体的合成 研究 [ J] . 天津纺织工学院学报 , 1999, l8( 1) : 30. 王大喜 , 王兆辉 . 取代基咪 唑啉分子 结构与缓 蚀性能 的实验研究 [ J] . 中国 腐蚀 与防 护学报 , 2001, 21 ( 2) : 112. [ 7] DadW, Shuyuan L, YuYing, et a1. Thcoretieal and experi mental lldies of structure andinhibit ion ef iciency ofimidan~ line derivat ives[ J] . Conosion Science, 1999, 41: 1911. [ 8] 张光华 , 李俊 国, 郭 炎 , 等 . 三苯环咪唑啉 季铵盐的 合成与 缓蚀性 能 [ J] . 腐蚀 科学与 防护技 术 , 2002, 14 ( 2) : 95. [ 9] [ 10] 史足华 , 张利平 , 黄 敏 . 高效咪唑啉污水缓蚀剂的合 成及现场应用 [ J] . 工业水处理 , 2003, 23( 6) : 42- 44. 闫长泉 , 张景华 , 窦保国 , 等 . 高效酸 化缓蚀 剂 BH961B、 BH- 962B 的 合成与 应用 [ J] . 山 东化工 , 2005, 34: 41- 41. [ 11] 李明明 , 潘 - 429. [ 12] 李和平 , 李艳萍 , 杨 道武 . 酰胺 咪唑啉酮 缓蚀性 研究 [ J] . 长沙电力学 院学报 ( 自然科学 版 ) , 2002, 17( 2) : 68. [ 13] 苏俊华 , 张学元 , 王凤平 , 等 . 饱和 co2 的高矿 化度溶 液中咪唑啉缓蚀机理 的研究 [ J ] . 材料 保护 , 1999, 32 涛 , 张 旭东 . 水溶 性中和缓 蚀剂的 合成 及其工业应用 [ J] . 石 化技术与应用 . 2004, 22( 6) : 427
。咪唑啉季铵盐如通过四乙烯五胺同脲或
硫脲反应制备成咪唑啉酮和咪唑基二硫脲都是有 效的缓蚀剂。许多硫咪唑啉季铵盐和咪唑啉的多 硫化物, 如具有 ( SCCH2 N= C) 2 R( R 是二羧酸 根) 结构的双噻唑啉及哩唑啉、 取代三嗪等都是很好 的缓蚀剂。 1. 1. 3 咪唑啉季铵盐的缓蚀性能 实验室中评价缓蚀剂的方法主要有重量法、 电化学法以及一些新出现的方法, 例如光电化学 法, 恒电位一恒电流法、 谐波分析法、 穆尔斯堡谱 法、 Mott - Sehottky 图法、 斩波器法、 电化学发射谱 ( EES) 、 电化学频率 调制技术以及电子自旋共振 技术 ( ESR) 。对于缓蚀剂现场性能监测则主要采 用表观检查、 挂片、 电阻探针、 线性极化探针、 氢传 感器、 化学分析和离子选择性探针以及无损检测 方法。 1. 2 缓蚀机理 对咪唑啉进行的极化曲线测量见图 1 。
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当
代
化
工
第 35 卷第 5 期
应, 有利于形成吸附膜, 提高缓蚀性能。眯唑啉酮 是一特殊的含氮杂环化合物 , 分子中的 N 和 O 等 元素具有孤对电子 , 因此可望与铁等金属形成反 应膜而起缓蚀作用 , 并且由于咪唑啉酮具有较好 的水溶性 , 可根据分子设计观点, 在咪唑啉酮分子 中引人疏水性基团 , 而可开发出缓蚀性能较好的 水溶性咪唑啉酮类缓蚀剂。为了合成水溶性好且 缓蚀效率高的缓蚀剂 , 以具有不同碳链长度的饱 和脂肪一元酸或二元酸与咪唑啉酮反应 , 共合成 了 3 种双咪唑啉酮及 2 种单 咪唑啉酮酰胺化合 物 。咪唑啉的季铵盐如葵二酸盐 , 咪唑啉的油 酸盐及其和二聚酸盐 的混合物都是 有效的缓蚀 剂
[ 11] [9]
。
参 考 文 献
[ 1] [ 2] [ 3]
张天胜 . 缓蚀剂 [ M] . 北京 : 化学工业出版社 , 2001. 林海 潮 . 缓 蚀剂 研究的 进展 [ J ] . 腐 蚀科学 与防 护技 术 , 1997, 9( 4) : 308. 陈卓元 , 王凤平 , 杜元龙 . 咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的研 究[ J] . 材料保护 , 1999, 32( 5) : 37. 文 武 , 刘汝秋 , 邱 吕 彤, 李 文 . 酰胺咪唑啉硫酸二甲酯织物
[ 8]
图 1 N80 钢在饱和 CO2 高矿化度溶液中的阳极极化曲线 Fig. 1 Anodic polarization curves of N80 steel in high brine solu tion saturated with CO2
2006 年 10 月
张 士博 , 等 : 咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及应用研究
[ 4- 5] [3]
时便能制备出咪唑啉 , 且
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新型水溶性咪唑啉季铵盐类缓蚀 剂的合成及缓蚀机理
1. 1 合成方法及缓蚀性能 1. 1. 1 咪唑啉的合成 咪唑啉是通过酰胺脱水和环化进一步脱水而 成的。在合成工艺中有不同的脱水方法 , 如真空 脱水法、 真空催化剂法和潜溶剂法。真空脱水法 是直接真空加热脱水 , 工艺较简单 : 采用真空操作 和连续通人氮气的措施 , 以硬脂酸等脂肪羧酸和 二乙烯三 胺或三 乙烯四 胺等 为原料 , 在温 度为 [ 2] 150~ 200 时合成烷基咪唑啉 。真空催化剂法 是在抽真空的条件下 , 加入特定催化剂 , 如氧化铝 等, 达到使反应时间缩短 , 收率提高的目的。潜溶 剂法是采用苯、 二甲苯等溶剂进行脱水 , 这些溶剂 对人体有害 , 其投入和回收重复利用过程也比较 复杂。采用甲苯作为携水剂控制适宜条件合成咪
蚀剂的合成及在石油化工领域的应用现状。 中图分类号 :
水溶性咪唑啉季 铵盐类是一种 新型的缓蚀 剂, 它对于碳钢、 合金钢、 铜、 黄铜、 铝、 铝合金在含 CO2 卤水等介质中的全面腐蚀具有优良的缓蚀性 能 。这类缓蚀剂无特殊的刺激性气味, 热稳定 性好 , 毒性低等优点。下面主要对咪唑啉及其季 铵盐的合成及在实验室中对咪唑啉缓蚀剂缓蚀效 率方法的评价和设备近期研究的进展进行评述。
[ 7] [ 6]
收稿日期 : 2006 -08 -24 修订日期 : 2006 -08 -28 作者简介 : 张士博 ( 1967- ) , 男 , 工程师 , 辽宁葫芦岛人 , 1997 年毕业于抚顺石油学院化学工程专业 。 1990 年以来一直从事技术管 理工作 , 已在国内外重点刊物上发表论文 11 篇 。 E- mail : fszhang221186@ sina. com. cn, Tel: 0413 2436379。
[溶解过程 , 同时还抑制了阴极区极化过 程, 属于阳极为主的缓蚀剂。因此 , E 正移。从极 化曲线看 , 添加缓蚀剂以后, 极化曲线显示的是典 型的活性溶解反应。与空白试验相比, 在线性极 化区之后 , 塔菲尔斜率下降并出现一个 平台 , 这 种现象是由缓蚀剂的脱 附引起的 , 称之为 脱附 区 。从以上特征可以认为, 咪唑啉是一种典型的 吸附型缓蚀剂, 它对阳极反应的抑制作用尤为明 显, 而且由于 E 有明显的上 升, 咪唑啉的缓蚀 作用是 负催化效应 所致。从极化 曲线可以看 出, 由于缓蚀剂的吸附与脱附过程是一种动态平 衡, 是 非定位吸附 , 即使覆盖率< 1, 也不会形成 局部腐蚀。所以, 使用咪唑啉缓蚀剂是安全的, 即 使局部浓度不均匀分布也不会引起点蚀。咪唑啉 季铵盐缓蚀剂的缓蚀效果较好是多种因素协同作 用的结果 : ( 1) 当金属与酸性介质接触时, 该缓 蚀剂可以在金属表面形成单分子膜 ; ( 2) 由于该缓 蚀剂中咪唑 啉的 N 原子经季铵化后成为阳离子 大分子 , 很容易被表面带负电荷的金属表面活性 点吸附, 对氢离子放电有很大的抑制作用, 从而有 效地抑制了阴极反应 ; ( 3) 季铵盐大分子有很大的 覆盖作用。极化曲线可证实 , 该缓蚀剂显著抑制 了腐蚀的阴极过程, 对阳极过程影响有限, 属于以 阴极控制为主的复合控制型缓蚀剂, 这一点也可 从季铵化咪唑啉阳离子大分子的结构特点分析得 出。由于其分子结构中有 3 个苯环 , 所以该季铵 盐带正电荷端因静电作用易吸附在金属表面, 有 过剩电子的局部活性区域 , 从而提高 H 的过电 位, 抑制其放电作用 , 同时 3 个苯环的空间有很强 的隔离作用, 使 H 不 易接近金属表面。也就是 说, 咪唑啉缓蚀剂的突出优点是: 当金属与酸性介 质接触时 , 它可以在金属表面形成单分子吸附膜, 改变氢离子的氧化还原电位; 也可以络合溶液中 的某些氧化剂 , 降低其电位达到缓蚀的目的。咪 唑啉环上的氮原子的化合价变成五价形式的季铵 盐之后 , 由于季铵阳离子被带负电荷的金属表面 所吸附, 对发生阳离子放电有很大的影响, 从而有 效地抑制了阳极反应。此外 , 季铵盐上的阴离子 对阳离子缓蚀剂的静电吸附也有较大的影响。由 于多种缓蚀因素协同作用 , 咪唑啉缓蚀剂缓蚀效 果显著。
Vol. 35, No. 5 October, 2006
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及应用研究
张士博 , 王
1
慧 , 李东胜 , 周海波 , 李
2
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敏
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( 1. 中国石油抚顺石化公司 , 辽宁 抚顺 113008;
2. 辽宁石油化工大学石油化工学院 , 辽宁 抚顺 113001)
摘 关 键
要: 词:
综述了有机缓蚀剂的种类及缓蚀机 理 , 并详细介绍了新型水溶性咪唑啉季铵盐类 缓 有机缓蚀剂 ; 缓蚀机理 ; 咪唑啉季 铵盐 ; 缓蚀剂 ; 应用现状 TQ 252. 3 文献标识码 : A 文章编 号 : 1671 0460( 2006) 05 0297 04
。依据这些结果设计合成取代基咪 内发生
唑啉化合物。以苯甲酸、 二乙烯三胺为原料 , 加入 二甲苯作为携水剂, 反应物在 160~ 180 缩合反应 , 生成咪唑啉 。 再进一步进行咪唑啉季铵化的反应: 在温度 为 100~ 120 时 , 将咪唑啉与等摩尔的氯化苄进 行季铵化反应 ( 时间为 35 h) , 并通过腐蚀失重法、 动电位极化技术对其在酸洗液中对碳钢的缓蚀效 果进行了测定。结果表明 , 在咪唑啉分子中引人 多个苯环 , 能使分子覆盖能力增强 , 从而提高缓蚀 效率。咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效果随咪唑环中电子 密度的增加而增加 。如果向缓蚀剂分子中引入 非极性基团 , 不仅可以通过诱导效应改变中心原 子的吸附能力, 而且还可以增大缓蚀剂的疏水效
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咪唑啉类缓蚀剂的应用
近几年来 , MB 咪唑啉类 缓蚀剂在胜 利油田
缓蚀剂品种多, 性能好, 已在化工、 石油、 交通、 建 筑等部门获得广泛应用。但也必须看到这些还远 远不够 , 因为石油化工中所需要的是那些更加高 效、 可靠、 适用、 廉价的缓蚀剂 , 因此开展酸性介质 中缓蚀剂的研究工作 仍是一项长期 而艰巨的任 务
[ 1]
唑啉中间体, 并利用红外、 紫外光谱对合成过程进 行跟踪分析 , 在非真空条件下, 用氮气保护, 控 制一定回流速度 , 并进行阶段升温 , 酸价约为 3, 反应温度达 190~ 200 颜色较浅。 1. 1. 2 咪唑啉季铵盐的合成 在咪唑啉环上引入烷基或烷基芳烃, 使其与 Fe 原子的吸附作用能、 双原子作用能和重叠集居 数增大 , 来推测引入烷基或烷基芳烃可能增加的 缓蚀性能
[ 13- 15]
东辛采油厂使用 , 平均腐蚀速率一般在 0. 000 5~ 0. 022 mm/ a, 指标达到了管理局的要求, 有效的延 缓了注采管线和井下管线的腐蚀, 减少了作业井 次。每年可节约费用 415 万元; 减少作业井次 50 口, 节约费用 160 万元。扣除 MB 咪 唑啉类缓蚀 剂费用 438 万元 , 每年共创效益 137 万元 。 BH 系列酸化咪唑啉类缓蚀剂为曼尼希碱与 醛胺缩合物复配而成 , 产品生产原料易得, 价格便 宜, 使用方便, 能满足油田现场使用。产品腐蚀速 度及溶解分散性均达到行业标准中一级品要求, 产品粘度小 , 凝固点低 , 便于冬季或寒冷地区使 [ 10] 用 。 鉴于 HY 型咪唑啉类中和缓蚀剂优良的缓蚀 性能 , 2003 年兰州石化公司炼油厂第二套常减压 蒸馏装置对该剂进行了现场工业应用 。 根据原油酸值和塔顶挥发线脱出冷凝水 pH 值的变化 , 在加剂罐中加入一定数量的 HY 型咪 唑啉类中和缓蚀剂, 用风压入预先注好新鲜水 ( 有 规定标尺 ) 的配剂罐, 搅拌均匀后, 用泵打入初馏 塔、 常压塔、 减压塔( 以下称三塔) 塔顶挥发线注剂 点。通过分析三塔塔顶挥发 线脱出冷凝水中 Fe 含量来评定 HY 型咪唑啉类中和缓蚀剂的防腐效 果。注剂浓度使用时预先将 HY 型咪唑啉类中和 缓蚀剂用新鲜水稀释成 0. 5 % 的均匀溶液。注剂 量以控制塔顶脱出冷凝水 pH 值 6. 5。工业应用 表明 , HY 型咪唑啉类 中和缓蚀剂对 炼制高酸值 原油的初馏塔、 常压塔和减压塔塔顶的防腐效果 明显 , 并且对油品质量无不良影响。
眯唑啉酮是一特殊的含氮杂环化合物分子中的n和o等元素具有孤对电子因此可望与铁等金属形成反应膜而起缓蚀作用并且由于咪唑啉酮具有较好的水溶性可根据分子设计观点在咪唑啉酮分子中引人疏水性基团而可开发出缓蚀性能较好的水溶性咪唑啉酮类缓蚀剂
第 35 卷第 5 期 2006 年 10 月
当 代 化 工 Contemporary Chemical Industry
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