咪唑啉型酸洗缓蚀剂的研究现状_于建辉
一种新型酸洗缓蚀剂的应用研究现状及未来发展趋势
一种新型酸洗缓蚀剂的应用研究现状及未来发展趋势摘要：利用电化学测试技术研究了一种新型酸洗缓蚀剂，即2，5-二氯苯乙酮-O-1-(1，3，4-三氮唑)亚甲基肟在l mol／L HCl介质中对碳钢的缓蚀作用和吸附行为。
结果表明：合成的三唑类化合物是一种性能优异的缓蚀剂。
从而也从大方向上把握了未来酸洗缓蚀剂的发展趋势。
关键词：三唑化合物；缓蚀剂；电化学实验；热力设备1.前言酸洗广泛应用于各个工业部门中的换热设备、传热设备和冷却设备等的水垢清洗，特别是电力部门的热力设备（如锅炉）的酸洗尤其重要。
从社会经济的角度来看，可减少因污垢带来的燃料耗费；从环境保护的角度来看，减少了燃料废气和大气污染【1】；从安全角度来看，锅炉和换热器等热力设备在使用过程中逐渐形成各类污垢，而这些污垢导热不良致使炉管局部温度升高，降低了钢材的强度，常常发生爆管事故，影响锅炉运行。
因此酸洗对于电厂的锅炉运行起着非常重要的作用。
酸洗常用的酸有盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、氨基磺酸等无机酸，和柠檬酸、EDTA 等有机酸。
但由于酸对金属设备均有腐蚀作用，尤其无机酸的腐蚀更为严重，同时所放出的氢会向金属内部扩散，使被洗设备发生氢脆。
各种酸对铁的溶解能力由大到小如表1 所示。
另外所析出的大量的酸性气体，会使劳动条件恶化。
由于强酸的腐蚀性，酸洗过程常出现“过蚀”的现象，即清洗过程中不仅清除了金属表面的锈蚀和污垢，同时也将部分金属基材一并清洗掉。
因此，酸洗过程既造成金属材料、酸洗液的极大浪费，同时还产生大量的酸洗废液，造成严重的环境污染。
因此在酸洗时要加入缓蚀剂，以抑制金属在酸性介质中的腐蚀，减少酸的使用量，提高酸洗效果，延长热力设备的使用寿命。
酸洗时不仅要考虑酸的溶铁能力，还应考虑垢成分、金属材质、废液处理方法等因素【2】。
故选择一种质量好的缓蚀剂是酸洗的重要环节，而了解各类缓蚀剂的缓蚀性能可以更好的进行防腐工作。
1.1 酸洗缓蚀剂的发展历史关于酸性介质缓蚀剂的研究报道很多，根据有关文献记录，酸洗缓蚀剂第一个专利是1860年英国公布用糖浆及植物油的混合物作为酸洗铁板时的缓蚀剂。
三种咪唑类药物缓蚀性能的实验与理论研究
三种咪唑类药物缓蚀性能的实验与理论研究佟永纯;王清云;王龙德;马银巧【期刊名称】《化学研究与应用》【年(卷),期】2014(000)007【摘要】The inhibition effect of metronidazole(MNZ),omeprazole(OPZ)and ketoconazole(KCZ)on steel in 5%H2SO4 solution were investigated by means of weight-loss method,And the influence of concentration,time and temperature on the inhibition per-formance of corrosion inhibitors were tested. The results showed that these corrosion inhibitor could effectively inhibit the corrosion of the steel in 5%H2 SO4 solution. We discussed the relationship between molecular structure of the three kinds of corrosion inhibi-tors and the corrosion inhibition in density functional theory( DFT) . The reswlts show that the corrosion inhibition efficiencies have a certain linearity relation to energy of HOMO,the energy gap between LUMO and HOMO. The theoretical evaluation accorded well with the experiment results.%本文采用失重法研究了在5%的H2 SO4溶液中甲硝唑( MNZ)、奥美拉唑( OPZ)和酮康唑( KCZ)对钢的缓蚀性能，同时测定了浓度、时间和温度对这类缓蚀剂缓蚀性能的影响。
咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究
咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能、机理的研究摘要：随着金属材料在工业生产和日常生活中的广泛使用，金属的腐蚀问题日益严重，因而对于防腐蚀技术的研究变得尤为重要。
本研究以咪唑啉型缓蚀剂为研究对象，通过合成、实验分析以及性能测试等方法，对其缓蚀性能和机理进行了深入研究，为金属材料的腐蚀防护提供了新的思路和方法。
1. 引言金属材料在各个行业中广泛应用，但受到腐蚀的威胁。
为了保护金属材料免受腐蚀的侵害，人们一直致力于寻找有效的缓蚀剂，其中咪唑啉型缓蚀剂因其良好的缓蚀性成为研究的热点。
2. 咪唑啉型缓蚀剂的合成本研究采用了溶液法，通过特定配比将苯胺、醋酸、甲醛等原料按一定比例混合并进行反应，最终得到咪唑啉型缓蚀剂。
合成过程中需要控制反应时间、温度等因素，以保证产物的纯度和良好的缓蚀性能。
3. 咪唑啉型缓蚀剂的性能测试通过扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱(EDS)等测试手段，对合成的咪唑啉型缓蚀剂进行了表面形貌和成分分析。
结果表明，所得到的咪唑啉型缓蚀剂表面均匀，成分纯净，并且具有一定的缓蚀性能。
4. 咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀性能研究为了评价咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀性能，选取常见的金属材料作为试验对象，通过电化学测试方法测量其腐蚀电位和极化电阻等参数。
实验结果表明，咪唑啉型缓蚀剂能够有效减缓金属的腐蚀速度，并且具有一定的缓蚀效果。
5. 咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀机理研究通过红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等手段对咪唑啉型缓蚀剂进行表征和分析，揭示出其缓蚀机理。
结果显示，咪唑啉型缓蚀剂在金属表面形成了一层致密的缓蚀膜，有效隔绝了金属与环境中的腐蚀介质的接触，从而起到了缓蚀的作用。
6. 结论本研究通过对咪唑啉型缓蚀剂的合成、性能测试和机理研究，验证了咪唑啉型缓蚀剂具有较好的缓蚀性能和机理。
因此，在金属材料的腐蚀防护中，咪唑啉型缓蚀剂具有广阔的应用前景，并为其他缓蚀剂的研究提供了新的思路和方法。
咪唑啉类缓蚀剂性能的评价及其机理研究
咪唑啉类缓蚀剂性能的评价及其机理研究马文军;范峥;李稳宏;李珍;田盼盼;孙晋蒙【期刊名称】《化学工程》【年(卷),期】2014(042)002【摘要】针对陕北某天然气气井腐蚀现象日益严重以及天然气中H2S,CO2等酸性组分质量浓度不断增大等一系列亟待解决的生产实际问题,首先利用质量损失法对4种常用的咪唑啉类缓蚀剂进行了缓蚀效果评价,然后通过量子化学计算和分子动力学模拟的方法对其缓蚀行为和作用机理进行了初步研究.结果表明:咪唑啉类缓蚀剂对金属的缓蚀作用,主要由于其分子中的咪唑环及极性基团的作用;发生吸附时,咪唑环优先吸附于金属表面,有利于咪唑啉分子在金属表面形成稳定的保护膜.同时憎水支链的自由移动与伸展,能够在远离金属表面的地方形成一层致密的疏水层,阻碍了腐蚀介质与金属基体的接触,有效地增强了咪唑啉分子的缓蚀效果.缓蚀剂缓蚀性能的理论评价结果与实验结果相吻合.【总页数】5页(P9-12,33)【作者】马文军;范峥;李稳宏;李珍;田盼盼;孙晋蒙【作者单位】西北大学化工学院,陕西西安710069;西安石油大学化学化工学院,陕西西安710065;西北大学化工学院,陕西西安710069;陕西省石油化工研究设计院,陕西西安710054;西北大学化工学院,陕西西安710069;西北大学化工学院,陕西西安710069【正文语种】中文【中图分类】TG174.41【相关文献】1.咪唑啉季铵盐缓蚀剂缓蚀性能评价及其缓蚀机理探讨 [J], 王芳;付增华;孟波;于海峰2.环烷酸基咪唑啉类缓蚀剂的合成及缓蚀性能评价 [J], 张文钟;高嵩;战风涛3.咪唑啉类缓蚀剂合成及缓蚀性能评价 [J], 张广东;戴倩倩;刘建仪;周飞;赵宏利4.硫脲基烷基咪唑啉类缓蚀剂的制备、缓蚀性能及其机理 [J], 张光华;王腾飞;孙卫玲;董惟昕;费菲5.一种新型的咪唑啉类缓蚀剂CPA-1对N80钢在CO_2环境下的缓蚀性能评价[J], 王锦昌;林元华;孙志鹏;符伟兵;曾德智因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
咪唑啉缓蚀剂的研究资料
摘要在许多化工生产中都要用到盐酸，或含氯化合物在适当的条件下也会生成盐酸，因此盐酸对化工设备引起的腐蚀是严重的、常见的。
阻止金属腐蚀的方法有很多种，但有机缓蚀剂在抑制金属腐蚀上具有经济、高效、环保等优点，被广泛应用于化学清洗、工业用水、机械设备等工业领域，并成为工业生产中不可缺少的防腐蚀材料。
大多数有机缓蚀剂为吸附型缓蚀剂，它们会在金属表面吸附时会形成保护膜，可阻碍腐蚀介质与金属表面的接触，从而达到减缓金属腐蚀的目的。
然而，有关缓蚀剂的缓蚀机理仍需深入研究，以期为设计开发新型缓蚀剂提供理论指导。
本论文以油酸咪唑啉为缓蚀剂，盐酸为腐蚀剂，研究碳钢在不同条件下制备的油酸咪唑啉中的腐蚀效果。
同样的钢片在缓蚀剂中，改变条件，诸如：反应温度、缓蚀剂浓度、腐蚀剂浓度等，可以测出缓蚀剂能发挥出更好的缓蚀效果的条件，以帮助工业生产节约更多的缓蚀剂购买费用以及设备保养、维修费用。
经实验测定，合成咪唑啉缓蚀剂的最佳操作条件为反应温度150℃，反应时间2.5小时，胺酸比1.2:1。
测定咪唑啉缓蚀剂缓蚀效果的条件为在pH值为6的水中，缓蚀剂加入量20mg/L，最大缓蚀率可达91.86%。
在柴油中添加油溶性咪唑啉20mg/L时，最大缓蚀率为94.78%。
关键词：咪唑啉；腐蚀速度；缓蚀率27AbstractHydrochloric acid was used in many chemical productions. Or chlorine- containing compound under the properly conditions will generate hydrochloric acid. So, the corrosion of chemical equipment caused by hydrochloric acid is serious, common. There are many ways to prevent metal from corrosion, but as an economic and effective technique to inhibit corrosion, organic corrosion inhibitor has been widely applied in various industrial departments, such as chemical cleaning, industrial water, mechanical equipment, which has become an indispensable industrial anti- corrosion material. Most organic corrosion can adsorb onto the metal surface and form a protective film, which block corrosive medium diffusion to metal surface, and thus slow down corrosion rate. However, the inhibition mechanism of inhibitor is still need to further research in order to guide designing newly-type inhibitor.In this paper, Oleic acid imidazoline is used to as a corrosion inhibitor and hydrochloric acid as etchant to make a study of carbon steel in oleic imidazoline corrosion the corrosion effectiveness which is prepared under the different conditions. At the same time, change the reaction conditions, such as: reaction temperature, concentration of the inhibitor, concentration of the etchant, and so on. This will help measure the inhibitors under which conditions can play a better inhibition effectiveness. In order to help industrial production to save more puechase costs of the inhibitor and the maintenance, maintenance costs of the equipment.The result shows that the best operating conditions of prepared imidazoline are the ratio of amic amine to oleic acid is 1.2:1, the reaction temperature is 150℃, the reaction time is 2.5h from the experiment. Determination of the inhibition efficiency for imidazoline corrosion inhibitors at pH 6 in water, corrosion inhibitor dosage 20mg/ L, the maximum inhibition efficiency can be achieved 91.86%. Added to the diesel oil-soluble imidazoline 20mg/L, the maximum inhibition efficiency can be achieved 94.78%.Keywords: Imidazoline; Corrosion velocity; Inhibition efficiency27目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................................................................................. I I 目录 ......................................................................................................................... I II 第1章引言 .. (1)1.1盐酸腐蚀简介 (1)1.1.1盐酸的腐蚀机理 (1)1.1.2盐酸腐蚀影响因素 (1)1.2缓蚀剂 (2)1.2.1缓蚀剂的概念及分类 (2)1.2.2缓蚀剂的发展历程 (4)1.2.3国内外研究现状 (4)1.2.4缓蚀剂的发展趋势 (6)1.3咪唑啉类缓蚀剂 (6)1.3.1咪唑啉类缓蚀剂的结构及特性 (6)1.3.2咪唑啉类缓蚀剂的分类 (7)1.3.3 咪唑啉及其衍生物的合成 (7)1.3.4咪唑啉及其衍生物的作用机理 (8)1.3.5分子结构因素影响 (10)1.3.6咪唑啉及其衍生物在合成过程中需要注意的问题 (13)第2章实验部分 (15)2.1实验原理 (15)2.2实验原料及仪器设备 (15)2.2.1实验原料及试剂 (15)2.2.2实验仪器及设备 (16)2.3实验操作步骤 (18)2.3.1实验方案 (18)2.3.2实验具体操作过程 (18)2.4分析方法 (19)272.5产品收率与缓蚀率的计算 (19)第3章实验数据及讨论 (21)3.1咪唑啉缓蚀剂的合成 (21)3.1.1反应温度的影响 (22)3.1.2胺酸摩尔比的影响 (22)3.1.3反应时间的影响 (23)3.1.4带水剂的影响 (24)3.2咪唑啉缓蚀剂缓蚀曲线分析 (25)第４章结论 (29)参考文献 (30)致谢 (32)27第1章引言1.1盐酸腐蚀简介盐酸在现代化工生产中应用十分广泛，用于如：稀有金属的湿法冶金、有机合成、漂染工业、金属加工、食品工业、无机药品及有机药品的生产等。
咪唑啉型缓蚀剂合成方法的研究进展
固体或白色乳状液体，性质不稳定，在室温条件下有 水存在时，一夜就可转化为酰胺。 在咪唑啉合成时， 减压脱水过程必须避免与空气接触， 否则产品颜色 很快变深。 咪 唑 啉 在 常 压 条 件 下 放 置 ，2~9 d 后 分 析，产物中含有不饱和烯烃。
咪唑啉的母体结构是咪唑 ，二氢取代咪唑被命 名为咪唑啉，其杂环大小与咪唑一致。它们的结构如 图 1 所示。
由庆等 用 〔10〕 真空法以棕榈酸、二乙烯三胺和油 酸、羟乙基二胺为原料，加入二甲苯作为携水剂，使 其在合适的温度范围内发生缩合反应生成了咪唑 啉中间体进而制取了咪唑啉型缓蚀剂 YQ201。 吴宇 峰等〔11〕 用溶剂法以炼油厂副产品粗 环 烷 酸 为 主 要 原料， 与有机胺通过真空脱水方式进行缩合反应， 合成了环烷基咪唑啉中间体。
［关键词］ 咪唑啉；缓蚀剂；油田化学品 ［中图分类号］ X703.1 ［文献标识码］ B ［文章编号］ 1005-829X（2009）04-0009-04
Development of the synthesis of imidazoline corrosion inhibitors
Guan Jianning， Song Na， Zhang Jinjun， Kong Xiangjun， Wang Jintang （School of Science， Nanjing University of Technology， Nanjing 210009， China）
咪唑啉类缓蚀剂无特殊刺激性气味，热稳定性 好，毒性低，突出特点是当金属与酸性介质接触时， 可在金属表面形成单分子吸附膜，以改变 H+的氧化 还原电位，也可络合溶液中的某些氧化剂，降低其电 极电位来达到缓蚀的目的。 咪唑啉环上的 N 原子的 化合价变成四价形式的季铵盐之后，季铵阳离子被 带负电的金属表面吸附，对阳离子放电有很大影响， 从而有效地抑制阳极反应；另外，季铵盐上的阴离子 对阳离子缓蚀剂的静电吸附也有很大的影响。 2 咪唑啉及其衍生物的合成
咪唑啉类缓蚀剂的研究现状及其展望
咪唑啉类缓蚀剂的研究现状及其展望高文宇2、陈新萍1， 2，高清河2（1.大庆师范学院 2.大庆石油学院）[摘要]介绍了咪唑啉类缓蚀剂的制备、影响产物收率的几个主要因素并比较了不同咪唑啉衍生物的缓蚀性能，阐述了其缓蚀机理，最后介绍了咪唑啉类物质的应用现状及前景。
[关键词]咪唑啉；缓蚀机理；缓蚀性能；缓蚀剂Abstract: the preparation of imidzoline and some key factors of corrosion inhibition that influe nce it,were proposed. Expose the mechanism of co rrosion inhibition ,at last , introduce the curr ent situation of imidzoline and prospect its fut ure.Key words:imidzoline;mechanism of corrosion inhi bition ;inhibitor前言咪唑啉学名间二氮杂环戊烯，是白色针状固体或白色乳状液体 [1]。
合成初期,咪唑啉主要应用于印染和纺织业，随着人们对它研究的逐步深入，发现咪唑啉在酸性条件下有十分优良的缓蚀性能，首次做为缓蚀剂使用是在1946年9月，是一种咪唑啉及其盐的碳氧化合物[2]。
我们所说的咪唑啉类缓蚀剂是以咪唑啉为中间体经过改性的咪唑啉类衍生物。
用FTIR对咪唑啉类物质扫描发现其在1600㎝-1处具有较强的吸收峰，究其原因是有C=N 键的存在,这也是鉴别咪唑啉类物质的重要依据之一。
现在，它是锅炉酸洗、油田水处理过程中常用的一种缓蚀剂。
在美国各油田使用的有机缓蚀剂以咪唑啉类物质最大。
1．咪唑啉及其衍生物的合成1.1咪唑啉及其衍生物的合成咪唑啉一般由有机酸和二乙烯三胺、三乙烯四胺、多乙烯多胺在有机溶剂中进行缩合反应得到。
咪唑啉类缓蚀剂在不同条件下的水解研究
咪唑啉类缓蚀剂在不同条件下的水解研究铁志伟;魏振禄;赵景茂【摘要】A type of oleic acid imidazoline inhibitor was synthesized and the optimum absorption wavelength was found to be 232 nm by UV-visible spectrophotometry.The absorbance at the optimum absorption wavelength of the imidazoline will change during the hydrolysis process,so the process of hydrolysis of imidazoline inhibitors at different temperatures,different pH and different concentrations can be studied.The experimental results show that the hydrolysis rate of imidazoline is accelerated and the degree of hydrolysis increases with increasing temperature;The hydrolysis of imidazoline is inhibited in acidic environment,however the hydrolysis of imidazoline is accelerated in alkaline environment.The hydrolysis rate of imidazoline is relatively fast at low concentration,but the concentration has relatively little effect on the degree of hydrolysis.The results obtained by infrared spectroscopy confirmed that imidazoline was completely hydrolyzed to an amide after 8 h in a high temperature alkaline environment.%合成了一种油酸基咪唑啉类缓蚀剂,用紫外-可见分光光度法测定其最佳吸收波长为232 nm.根据咪唑啉在水解过程中最佳吸收波长处的吸光度值会发生变化的现象,研究咪唑啉类缓蚀剂在不同温度、不同pH和不同浓度条件下随时间的水解过程变化.实验结果表明:随着温度升高,咪唑啉水解速率加快,水解程度增大;酸性环境抑制咪唑啉的水解,而碱性环境则加速咪唑啉的水解;低浓度时咪唑啉水解速率较快,浓度对水解程度的影响不大.红外分析得到的结果证实了在高温碱性环境中8h后咪唑啉已经完全水解为酰胺.【期刊名称】《北京化工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(044)005【总页数】6页(P66-71)【关键词】咪唑啉类缓蚀剂;水解;紫外-可见分光光度法;红外光谱【作者】铁志伟;魏振禄;赵景茂【作者单位】北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029;大庆油田有限责任公司采气分公司,黑龙江大庆163453;北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029;北京化工大学材料科学与工程学院材料电化学过程与技术北京市重点实验室,北京100029【正文语种】中文【中图分类】TG174.42咪唑啉类缓蚀剂作为一种绿色缓蚀剂被广泛应用于油气田的生产过程中 [1-2]。
咪唑啉类缓蚀剂的研究
咪唑啉类缓蚀剂的研究摘要：咪唑啉类缓蚀剂是近些年来研究的热点并广泛应用于石油化工、酸洗除锈、油井酸化等工业中。
该类缓蚀剂对环境友好，制备方法简单，原料易得，高效低毒，只需加入少就有很好的缓蚀效果，是一种性能优良的缓蚀剂。
1 引言1.1金属的腐蚀金属腐蚀，就是指金属在外界环境的作用下引起的破坏和变质。
金属腐蚀是现代工业和生活中的重要破坏因素，遍及国民经济各领域，给国民经济带来巨大损失。
常见的防止金属腐蚀的方法有[1]：(1)非金属保护层；(2)金属保护层；(3)电化学保护；(4)加缓蚀剂保护。
缓蚀剂技术由于具有操作简单、见效快、能保护整个系统等特点，因而广泛应用于石油化学品加工、化学清洗、大气环境、工业用水、仪表制造及石油化工生产等过程[2]。
与其它通用的防腐蚀方法相比，缓蚀剂具备以下特点[2]：(1)在几乎不改变腐蚀环境条件的情况下，即能得到良好的防蚀效果(在酸洗时很重要)；(2)不需要再增加防腐蚀设备的投资；(3)保护对象的形状对防腐蚀效果的影响比较少；(4)当环境(介质)条件发生变化时，很容易用改变腐蚀剂品种或改变添加量与之相适应；(5)通过组分调配，可同时对多种金属起保护作用。
1.2咪唑啉类缓蚀剂咪唑啉又称间二氮杂环戊烯，是含有两个互为间位的氮原子及一个双键的五元环化合物，其母体结构是咪唑，二氢代咪唑即为咪唑啉。
咪唑啉型缓蚀剂一般由三部分组成：具有一个含氮的五元杂环，长碳支链R1和杂环上与N 成键的含有官能团的支链R2。
R1一般为含14~18个碳原子的长链，R2一般含有酰胺、胺基或羟基等官能团。
其结构如图1-1：图1-1 咪唑啉结构式咪唑啉类缓蚀剂对碳钢等金属在盐酸介质中有优良的缓蚀性能，这类缓蚀剂无特殊的刺激性气味、热稳定性好、毒性低。
咪唑啉缓蚀剂的突出优点是：当金属与酸性介质接触时，可以在金属表面形成单分子吸附膜，以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，降低其电位来达到缓蚀的目的[3]。
咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及缓蚀行为的研究
啉季铵盐 。用静 态失重 法、动 电位 极化 曲线法、 电化 学阻抗 法研 究其在 １ ５ ％盐 酸溶液 中对Ａ３ 钢的 缓蚀性 能。实验结果 表明 ，缓蚀剂 的缓蚀 效率 随着缓蚀 剂浓度 的增加 而增加 但随着温度 的升 高而
减 小 。 缓 蚀 剂 浓度 为 １ ０ ｇ ／ Ｌ时 ， 用静 态 失 重 法 测 其 在 ６ ０ 。 Ｃ １ ５ ％盐 酸 溶 液 中 的 缓 蚀 效 率 为９ ９ ． １ ８ ％，
Ｌ ＯＮＧ Ｘｉ ａ ｏ — ｚ ｈ ｕ ，ＺＨＯＵ Ｒｏ ｎ ｇ － ｘ ｉ ｎ ｇ ，ＬＩ Ｕ Ｊ ｉ ｎ ｇ － ｗｅ ｎ ，ＤＵ Ｑｉ ｎ ｇ － ｑｉ ｎ ｇ，Ｊ Ｉ Ｄｏ ｎ ｇ — ｑ ｉ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｍｅ ｃ ｉ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｈ ｅ ｎ ｙ ａ ｎ ｇ １ １ ０ １ ４ ２ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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咪唑啉衍生物缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究
咪唑啉衍生物缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究摘要本文以脂肪酸（月桂酸、油酸）与多胺（二乙烯三胺）为原料，采用两次脱水法合成环状咪唑啉缓蚀剂。
通过静态失重法对合成的咪唑啉的缓蚀性能进行了评价，并探讨了缓蚀效率与PH值、缓蚀剂用量之间的关系。
实验结果表明，脂肪酸与多胺经160℃和200℃两次脱水反应，可成功合成脂肪酸基环状咪唑啉缓蚀剂；获得的咪唑啉缓蚀剂在加入量很小的情况下，缓蚀效率就可以达到70%以上。
此外腐蚀介质环境、缓蚀剂用量对缓蚀剂的缓蚀性能也均有影响。
当缓蚀剂的pH值为5~7时，缓蚀剂效果最佳。
缓蚀剂用量一般在加入2~3mL时，即可达到较好的缓蚀效果，随着缓蚀剂加入量的增加，缓蚀率变化不大，可见，缓蚀剂存在最佳用量。
咪唑啉类缓蚀剂是一种对腐蚀反应的阴极、阳极过程均有抑制作用的缓蚀剂，合成的缓蚀剂在应用过程中有时间效应，当时间超过13小时以上，其缓蚀效果明显下降。
关键词:缓蚀剂；咪唑啉；缓蚀效率ABSTRACTImidazoline was synthesized by two-step dehydration using fatty acid and polyamine (polyamine diethylenetriamine) as raw materials. Anti-corrosion rate was investigated by weight-losing method. The relations of anti-corrosion rate with pH value, concentration are also discussed in this paper.The results indicate that cycle configuration imidazoline can be synthesized by two-step dehydrating in the temperature of 160℃ and 200℃. Anti-corrosion rate of the corrosion inhibitor can achieve more than 70 percent only using few of it. Furthermore, the anti-corrosion rate of the imidazoline corrosion inhibitor is relative to the pH value and the proportion of the reactants. Adding in 2~3 mL of it, imidazoline inhibitor is a good inhibitor that can inhibit corrosion both in cathode and anode process. Corrosion inhibition effects decreased remarkably when using inhibitor beyond 13 hours.Keywords: corrosion inhibitor; imidazoline; corrosion rate目录第一章前言 (1)1. 咪唑啉型缓蚀剂的发展史 (1)2. 咪唑啉表面活性剂的合成 (2)3. 咪唑啉合成中的副产物 (4)4. 咪唑啉的水解 (5)5. 缓蚀剂作用研究方法的进展 (6)6. 本课题研究的目的、意义 (7)第二章咪唑啉缓蚀剂的实验材料和合成方法 (8)1. 试验仪器设备及材料 (8)2. 咪唑啉类缓蚀剂合成工艺流程 (9)3. 咪唑啉类缓蚀剂的合成及评价装置 (10)4. 咪唑啉的合成 (11)4.1 月桂基咪唑啉的合成 (11)4.2 油酸基咪唑啉的合成 (11)5. 咪唑啉类缓蚀剂的制备 (12)5.1 月桂基咪唑啉类缓蚀剂的制备 (12)5.2 油酸基咪唑啉类缓蚀剂的制备 (12)6. 性能检测方法 (12)6.1 腐蚀液和缓蚀液的配制 (12)6.2 缓蚀性能的测试. (12)第三章实验结果和分析 (14)1. 合成缓蚀剂的方程式及产物形态 (14)1.1 合成缓蚀剂的方程式 (14)1.2 合成的咪唑啉类缓蚀剂形态 (14)2. 挂片腐蚀形貌分析 (15)2.1 月桂基咪唑啉缓蚀剂的挂片腐蚀形貌对比 (15)2.2 油酸基咪唑啉缓蚀剂的挂片腐蚀形貌对比 (17)3. 缓蚀率曲线分析 (19)3.1 月桂酸与二乙烯三胺合成的缓蚀剂缓蚀率曲线分析 (19)3.2 油酸与二乙烯三胺合成的缓蚀剂缓蚀率曲线分析 (20)第四章缓蚀剂缓蚀机理探究与展望 (22)1. 缓蚀剂的合成与缓蚀效率评价 (22)2. 缓蚀剂缓蚀机理探究 (22)2.1 缓蚀剂的几种缓蚀理论 (22)2.2 咪唑啉缓蚀剂的作用机理 (23)3. 展望 (24)第五章结论 (26)第一章前言众所周知，金属腐蚀遍及国民经济和国防建设各部门，造成了巨大损失。
咪唑啉类缓蚀剂的合成及缓蚀性能研究
第28卷第3期辽宁石油化工大学学报Vo l.28No.3 2008年9月JO U RN A L O F L IA O NI NG U N IV ERSIT Y O F P ET RO LEU M&CHEM ICA L T ECH N OL O GY Sep.2008文章编号:1672-6952(2008)03-0004-04咪唑啉类缓蚀剂的合成及缓蚀性能研究李倩1,吕振波1,赵杉林1,孙廷秀2(1.辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113001; 2.渤海船舶职业技术学院,辽宁葫芦岛125005)摘要:以油酸和二乙烯三胺为反应物、二甲苯为带水剂,制备了烷基咪唑啉类缓蚀剂,研究了该缓蚀剂的合成条件、分子结构与在锅炉水系统的缓蚀性能的关系。
结果表明,最佳的合成条件为酸/胺为1B1.4,带水剂体积占反应物总体积的20%,在145e左右回流,逐步升温至210e,回流8h,产物的收率为96.5%,烷基咪唑啉衍生物的用量为20mg/L时在锅炉水中对碳钢的缓蚀速率可达90%以上,缓蚀剂强烈地抑制了腐蚀的阳极溶解过程,对阴极去极化过程也有一定的抑制作用,可认为该缓蚀剂是碳钢的以阳极为主的混合性缓蚀剂。
该缓蚀剂抑制腐蚀的原因是在碳钢表面缓蚀剂吸附成膜,有效阻挡了钢表面与水的接触。
关键词:咪唑啉;缓蚀剂;合成条件;锅炉水中图分类号:T Q047.6文献标识码:APreparation and Performance Evaluation of Im idazoline Corrosion Inhibit or LI Qian1,L B Zhen-bo1,ZH AO Shan-lin1,SUN Ting-xiu2(1.L iaoning Univ er sity of Petr oleum&Chemical T echnology,Fushun L iaoning113001,P.R.China;2.Bohai ship buil ding V ocational Collage,H ul udao L iaoning125005,P.R.China)Receiv ed30M ay2008;r evised10J une2008;accep ted20J une2008Abstract:A n imidazo line co rr osio n inhibitor w as synthesized from diethylenetr iamine and oleic acid using dimethylbenzene as a water ca rr ying agent,and the synthet ic reaction conditions,mo lecular str ucture and co rro sion inhibiting capability to bo iler water system wer e st udied.Results sho w that the optimized parameter s fo r the sy nthesis is as fo llow s:the mo lar ratio of oleic acid to diethy lenetriam ine is1B1.4,the vo lume r atio o f dimethylbenzene t o reacting mix ture is1B5,temper ature is pr og rammed raised fr om145e to210e,the reflux time is8h.under the o ptimum co nditions,the y ield is up to96.5%, co rr osio n inhibit ion efficiencies on carbon steel is ov er90%w ith imidazoline der iv ative co ncent ration of20mg/L in bo iler so lutio ns.T he imidazoline derivativ e w as found to inhibit anode co rr osion reactio ns gr eat ly,and also to inhibit cathode cor ro sion to some ex tent,so it can be classified as a passivating ano dic-t ype co rr osion inhibito r.T he mechanism o f co rr osio n inhibition relies on the str ong abso rption of t he imizadoline on metal surfaces w hich can prevent meta l surface from contacting w ith w ater. Key words:Imidazo line;Cor ro sion inhibito r;Sy nthetic conditio ns;Bo iler solutionCo rr esponding author.T el.:+86-413-7325147;fax:+86-413-6860778;e-mail:x iaoqian0606@126.co m咪唑啉又称间二氮杂环戊烯,它的五元杂环中含有两个互为间位的氮原子及一个双键。
咪唑啉类缓蚀剂合成及缓蚀性能评价
咪唑啉类缓蚀剂合成及缓蚀性能评价张广东;戴倩倩;刘建仪;周飞;赵宏利【摘要】合成了一种具有较好耐温和耐酸性能的咪唑啉季铵盐缓蚀剂,其最佳合成条件为:油酸、二乙烯三胺最佳配比为1∶1.2,酰化温度为160℃,酰化时间为3 h,环化温度为220℃,环化时间为4h,季铵化试剂氯化苄,咪唑啉中间体与氯化苄的最佳摩尔比为1∶1.2,季铵化反应温度为60℃,季铵化反应时间为3h.当缓蚀剂的加量为0.5％(质量分数),酸化温度为80 ℃,酸化时间为4h,酸液浓度为15％时,缓蚀率可以达到99.1％以上.%An more thermostable and acid-resistance imidazolium quaternary corrosion inhibitor was synthesized. The optimal synthesis condition were as follows: the molar ratio of oleic acid to diethylenetri-amine was 1: 1.2, acylation reaction temperature was 160 ℃, ac ylation time was 3 h; cyclization reaction temperature was 220 ℃, cyclization time was 4 h; benzyl chloride was selected as quaternization reagent and the molar ratio of benzyl chloride to imidazoline intermediate was 1.2: 1, quaterization temperature was 60 ℃, reaction time was 3 h. In 15% hydrochloric acid, when the mass fraction of the inhibitor was 0.5%, the corrosion rate was 99.1%, with acidification temperature 80 ℃ and time 4 h.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2013(042)002【总页数】5页(P200-204)【关键词】咪唑啉季铵盐;缓蚀剂;缓蚀效率;腐蚀【作者】张广东;戴倩倩;刘建仪;周飞;赵宏利【作者单位】“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室西南石油大学,四川成都610500;成都理工大学能源学院,四川成都610059;辽河油田分公司,辽宁盘锦124010;“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室西南石油大学,四川成都610500;辽河油田分公司,辽宁盘锦124010;西南油气田分公司,四川成都610500【正文语种】中文【中图分类】TQ413.2国外研究缓蚀剂起步比较早，早在1949年，就有学者报道了有机含氮咪唑啉及其衍生物对CO2和H2S腐蚀具有很好的抑制作用［1］。
咪唑啉缓蚀剂的合成及其缓蚀性能的研究
咪唑啉缓蚀剂的合成及其缓蚀性能的研究覃金凤;李燕【摘要】实验以二乙烯三胺和油酸甲酯为原料,经升温加热脱水制备出咪唑啉中间体,再对其进行冰醋酸的改性,合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂,增加了其水溶性.以静态失重法评价了咪唑啉中间体和季铵盐在1mol/L盐酸中的缓蚀效率,通过红外光谱仪表征咪唑啉类缓蚀剂的结构.试验表明,咪唑啉中间体作为缓蚀剂添加到腐蚀体系中,Q235碳钢的缓蚀率最高为96.50%,而经过冰醋酸改性后得到的咪唑啉季铵盐作缓蚀剂时,对金属材料的缓蚀率达到了98.2%.通过电化学极化曲线测试可知该咪唑啉类缓蚀剂为阴极型缓蚀剂.【期刊名称】《大众科技》【年(卷),期】2015(017)012【总页数】3页(P39-41)【关键词】咪唑啉;二乙烯三胺;季铵盐;缓蚀率【作者】覃金凤;李燕【作者单位】广西经正科技开发有限责任公司,广西南宁 530007;广西经正科技开发有限责任公司,广西南宁 530007【正文语种】中文【中图分类】TG17现代社会中，金属材料的用途非常广泛，金属的年产量也是以亿万吨计算，同时，金属的腐蚀现象也是普遍存在。
据统计每年因金属腐蚀造成的国民经济损失至少二百亿元[1]，被腐蚀的金属随地丢弃，资源得不到充分利用且对环境造成污染。
缓解这现象最常见的方法主要是添加缓蚀剂，可以很明显地降低金属材料的腐蚀速率，增加材料的使用寿命，使能源得到充分利用[2]。
缓蚀剂是一种加入微量或少量可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低甚至为零，同时还不改变金属原本的物理、力学性能的化学物质[3]。
传统的缓蚀剂毒性较大，对环境伤害较大，而咪唑啉类缓蚀剂对环境毒性低，污染小，而且合成工艺简单，对设备要求低，具有很广阔的研究和应用前景。
咪唑啉缓蚀剂是一类含氮五元杂环化合物，广泛运用于石油、天然气工业生产、是一种环境友好型缓蚀剂[3]。
咪唑啉类缓蚀剂在盐酸介质中对碳钢等金属具有优良的缓蚀性能，具有使用操作简单、热稳定性好，毒性低、无刺激性气味等众多优点[4]。
咪唑啉类缓蚀剂的合成及应用研究进展
在油气田开采和输送 过程 中， 金属设备和管道
遭受到剧烈的腐蚀 。腐蚀不仅造 成 巨大 的经济损 失， 同时还会导致严重的安全事故 ， 成为困扰石油天
然气行业发展的难题 ， 在腐蚀介质中投 加缓蚀剂是
一
支链 尺 （ ， Ｂ 如酰胺官能团 、 胺基官能团 、 羟基等） 和
长 的碳链 支链 尺 （ ） ２Ｃ 。
咪唑啉类缓蚀剂无 特殊刺激性气味 ， 热稳定性 好， 毒性低 ， 突出特点是当金属与酸性介质接触时 ， 可 在金属表面形成单分子吸附膜 ， 以改变 Ｈ 的氧化还 原电位 ， 也可络合溶液 中的某些氧化剂 ， 降低其电极 电位来达到缓蚀 的目的。咪唑啉环上的 Ｎ原子 的化 合价变成五价形式的季铵盐之后 ， 季铵阳离子被带负 电的金属表面吸附， 阳离子放电有很大影响 ， 对 从而
年来咪唑啉类缓蚀剂的研究及应用加以综述 。
１ 结 构及 特 性
咪 唑啉类 缓 蚀剂 品种 很 多 ， 唑 啉 衍 生 物 如 咪 咪
离子缓蚀剂的静电吸附也有很大的影响。
２ 合成 方法
目前常用的咪唑啉及其衍生物 的合成方法有 ３ 种， 即真空催化法 、 真空脱水 法 、 潜溶剂法。真空催
维普资讯
曩 一 一
曩
化 学 工 程 师 Ｃ ｅ ｉａ Ｉｉ￣ ｈｍ ｃｌ １１ ｒ Ｅ ｇ３ Ｌ
２０ ０６年 ５月
文章编号 ： ０ 一ｌ ４２ ）５ ０１ — ４ １２ １ （ ０ ２ ０ ｏ — ０８ ０
咪 唑 啉 类 缓 蚀 剂 的
合 成 及 应 用研 究进 展 ＊
有效 地抑制 阳极 反应 ； 外 ， 铵 盐上 的 阴离子 对 阳 另 季
种经济有效且实用 的防腐方法。 目 前在国内外油
咪唑啉类缓蚀剂缓蚀协同效应的研究现状及展望
咪唑啉类缓蚀剂缓蚀协同效应的研究现状及展望
赵起锋;徐慧;尚跃再;王木立;狄志刚
【期刊名称】《全面腐蚀控制》
【年(卷),期】2016(030)011
【摘要】咪唑啉类缓蚀剂是油气田现用最普遍的缓蚀剂。
而单一的咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀效果并不理想，且成本较高。
利用咪唑啉与其他物质间的协同效应增强其缓蚀性能的研究成为咪唑啉类缓蚀剂研究领域中的热点和重点。
本文从六个方面对目前咪唑啉类缓蚀剂体系中的协同效应做了综述，对咪唑啉与不同物质间的协同机理进行了探讨，并对咪唑啉类缓蚀剂协同效应的研究方向进行了展望。
【总页数】5页(P81-85)
【作者】赵起锋;徐慧;尚跃再;王木立;狄志刚
【作者单位】中海油常州涂料化工研究院有限公司，江苏常州 213016;中海油常州涂料化工研究院有限公司，江苏常州 213016;中海油常州涂料化工研究院有限公司，江苏常州 213016;中海油常州涂料化工研究院有限公司，江苏常州213016;中海油常州涂料化工研究院有限公司，江苏常州 213016
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.42
【相关文献】
1.咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及缓蚀行为的研究 [J], 龙小柱;周荣星;刘婧雯;杜晴晴;季栋奇
2.双咪唑啉衍生物缓蚀剂的合成与缓蚀研究 [J], 李华金;俞斌
3.模拟海水中咪唑啉缓蚀剂对黄铜的缓蚀行为研究 [J], 薛安;李雪晴;庄文昌
4.含咪唑啉磷酸酯的复配缓蚀剂对Q235钢的缓蚀行为研究 [J], 于会华;张静;杜敏
5.咪唑啉型复配缓蚀剂对20钢在高含CO_2油田污水中缓蚀行为影响的研究 [J], 杨新勇;王国瑞
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咪唑啉型复配缓蚀剂的缓蚀性能
按 照石 油天 然 气 行业 标 准 Ｓ ／ ２ ３ ２ ０ Ｙ Ｔ５ ７ － ０ ０
衍 生物缓 蚀效 果不 明显 ； 要满 足缓 蚀效果 ， 加 若 则
量较 大 ， 导致 成 本增 加 。为 了节 约 产 出水 处 理 的 成本 ， 求在 满足 现场缓 蚀 的条 件下 ， 要 缓蚀 剂加 量 应该 越少 越好 。 因此 ， 必要 对缓 蚀剂 进行 复 配 ， 有
我 国大部 分 陆上 油 田 已进 入 注 水 开 采 的 中 、
１ ２ 模 拟腐 蚀介 质的 组成 ．
后期 。在 注水 开采 过 程 中 ， 井 的综 合 含 水量 普 油 遍增加 。这 些产 出水 矿化 度 高 ， 有溶 解氧 、 氧 含 二 化碳 和硫化 氢等 腐 蚀 性 气 体 … ， 油 气 生 产过 程 在 中 ， 油水井 地 下管 柱 到地 面 管 道 和 储 罐 以及 各 从
２ ２ ２ 在 高矿 化度模 拟 盐水 中的 缓蚀作 用 ．．
低 于此 浓度 时缓 蚀 效 果 不 好 ， 满 足缓 蚀 效 果则 但 成 本较 高 。
（） 咪唑啉型缓蚀剂原液与亚硫酸钠、 ２将 硫
脲 和水 以质量 比 ３ ２： ６ ０： ３： ５复配 得 到的复 配缓
静 态 挂片 实验研 究 了 ２号 和 ５号配 方 的复 配 缓蚀 剂 在 高矿 化度模 拟 盐 水 中对 Ａ ３钢 片 的 缓蚀 作用 ， 果 见 图 ３ 结 。
此需 对缓蚀 剂进行 复配 。 ２ ２ 复配缓 蚀剂 对 Ａ ． ３钢片 的缓蚀作 用 ２ ２ １ 在饱 和 Ｃ 模拟盐 水 中的缓蚀作用 ．． Ｏ：
静态挂 片实验 研究 了不 同配方 的复 配缓蚀剂
在 饱 和 Ｃ ： 拟 盐 水 中对 Ａ Ｏ模 ３钢 片 的缓 蚀 作 用 ，
油酸基咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀性能研究
图 2 产物 Ⅰ合成的不同 pH值的缓蚀剂缓蚀率图
图 3 产物 Ⅱ合成的不同 pH值的缓蚀剂缓蚀率图
74
大连铁道学院学报
第 26卷
其中图 2为油酸和羟乙基乙二胺按摩尔比 1∶111获得的咪唑啉中间体 ,分别经氯乙酸钠水解获得 缓蚀剂 (pH = 5)及再经 NaOH 调节获得缓蚀剂 ( pH = 7)对 A3钢的缓蚀率曲线. 由图 2中可以看出 ,随 缓蚀剂加入量的增加 ,缓蚀率逐渐增大. 但当缓蚀剂加入量为 1 mL 时缓蚀率很低 ,分别为 78%和 67% , 当缓蚀剂加入量达 3 mL以上时 ,缓蚀率曲线才趋于平缓 ;当缓蚀剂加入量达到 6 mL 时 ,缓蚀率分别达 到 94%和 90%. 从图中还可以看出 , pH = 5的缓蚀剂缓蚀效果要好于 pH = 7的缓蚀剂的缓蚀效果.
An ti2Corrosion Performance of O le ic Ac id2Im idazoline Corrosion Inh ib itor WAN G J ing1 , L IU Yan2xia1 , ZHAN G Bo2 , SUN Dong1
(1. School of M aterials Science and Engineering Dalian J iaotong University, Dalian 116028, China; 2. M aterial and M etallurgy of Northeastern University, Shenyang 110006, China)
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94.44 %, 与其他有机或无机物复配使用时缓蚀效率 可达 97 .16 %～ 99 .86 %[。21]
目前 , 国外对于咪唑啉系缓蚀剂的研究已经比
较深入 , 实现了大规模的工业化生产 , 并应用到许多
行业 。 我国咪唑啉型缓蚀剂的研究大约始于 19 世
相对于咪唑啉衍生物在油 、气工业中的广泛应 用 , 对咪唑啉衍生物的缓蚀机理的研究并不充分和 清楚 , 没有形成一定的理论体系 , 处于初步探讨的阶 段 。 例如 :Wang 等[ 24] 通过量子化学的方法研究了 取代基对咪唑啉衍生物缓蚀性能的影响 , 认为 B 部 分起重要作用 , Edw ards[ 25] 则认为 B 部分对改善咪 唑啉缓 蚀性能毫无作 用 ;Jovancicevic 等[ 26] 的 研究
P RESEN T SIT UAT ION OF IM IDAZOLINE P ICKLING INH IBITORS
YU Jian-hui , PENG Qiao
(I nstitute o f Chemical Engineering , Dalian U niversity of Technology , Dalian 116012, China)
第 24 卷第 N & PROT ECT ION
Vol .24 No .11 N ovember 2003
咪唑啉型酸洗缓蚀剂的研究现状
于建辉 , 彭 乔
(大连理工大学化工学院 , 大连 116012)
摘 要 :概述了咪唑啉型缓蚀剂的结构及其缓蚀 机理 , 主要介绍了国内咪唑啉型酸洗缓蚀剂的研究现 状 。 关键词 :咪唑啉 ;酸洗 ;缓蚀剂 中图分类号 :T G174 .42 文献标识码 :A 文章编号 :1005-748X(2003)11-0473-04
Abstract :T he structure and inhibiting principles of the imidazoline inhibitors are summarized, and the present situation
of imidazoline pickling inhibitors in China is introduced.
咪唑啉类 O P-10
咪唑啉类 咪唑啉类 , 酰胺类
5 国内研制的部分咪唑啉型酸洗缓蚀剂
表 1 是笔者收集整理的国内期刊上发表的咪唑 啉型酸洗缓蚀剂的名称 、主要组分 、应用范围(腐蚀
介质 、适用金属)等资料 。
6 结 语
咪唑啉类缓蚀剂是环境友好缓蚀剂 ;制备方法 简单 、原料易得 , 高效 、低毒 , 只需加入少量就有很好 的缓蚀效果 , 是一种性能优良的缓蚀剂 。 其适用范 围广 , 既适用于黑色金属 , 也适用于有色金属 。 发展 咪唑啉型两性表面活性剂 、咪唑啉型缓蚀剂及其衍 生物 , 并在此基础上不断地探讨其腐蚀机理是非常 有意义的 。
Key words :Imidazoline ;Acid pickling ;I nhibito r
1 引 言
咪唑啉作为缓蚀剂首次使用是在 1946 年 9 月 , 首次使用的咪唑啉缓蚀剂是一种咪唑啉及其盐的碳
氢化合物溶液 。 咪唑啉型两性表面活性剂最早是由 Hans .S .Mannheimer 在 50 年代开发的 , 并用“ 两性 的”来命名[ 1] 。
收稿日期 :2003-03-19
图 3 咪唑啉型缓蚀剂
3 咪唑啉型酸洗缓蚀剂的性能研究
咪唑啉类缓蚀剂是广泛应用于石油 、天然气工 业生产的一类缓蚀剂 。 我国开发了多种咪唑啉类缓 蚀剂应用于工业生产 。 郑家 等用我国富产的天然 油料与多胺反应制取了咪唑啉类缓蚀剂[ 4] ;我国玉
· 473 ·
由羧酸 、多胺和氯化苄按不同的配比可合成多 种咪唑啉季铵盐 , 具有极好的缓蚀性能 。 咪唑啉季 铵盐分 别与 硫脲 、苯甲 酸以 质量 比 4∶1 复 配 , 在 10 %盐酸中加 20mg/ L 复配物对 Q235 钢的缓蚀效 率分别为 96 .34 %和 95 .19 %[ 16] 。
陈家坚[ 22] 研究了咪唑啉季铵盐对碳钢腐蚀电 化学行为的影响 , 咪唑啉季铵盐的添加使碳钢在盐 酸溶液中的 腐蚀受 到强烈 抑制 , 其 缓蚀效 率达 到 90 %以上 ;张光华[ 23] 通过研究发现 , 双烷基咪唑啉 季铵盐阳离子表面活性剂缓蚀率高(99 .6 %以上), 抑雾作用强(85 %以上), 酸洗耗酸量低 。
既能向金属的 d 轨道提供电子 , 又能用反键轨
于建辉等 :咪唑啉型酸洗缓蚀剂的研究现状
道接受金属电子形成稳定反馈键的化合物就可能是 优良的吸附型缓蚀剂 。当缓蚀剂分子与金属表面距 离较近时 , 咪唑啉上的大 π 键 , 就 会有 π 电子进入 F e 的空 d 轨道 , 反 π轨道(π＊)又可接受 Fe 的 d 轨 道中的电子形成反馈键产生多中 心的化学吸附作 用[ 28] 。
结构与其缓蚀性能间的关系 。 邵彤等[ 16] 探索了咪
唑啉类化合物的结构 、组成与其缓蚀性能的关系 ;
为了得到更好的缓蚀效果和经济效益 , 咪唑啉
复配的研究日益广泛 :IMC-1 在较低浓度下缓蚀率
可达到 94 .6 %, 将其与炔醇 、硫脲进行二元复配效 果较好[ 17] ;咪唑啉型和季铵盐类缓蚀剂具有较好的
纪 70 年代 , 发展咪唑啉系缓蚀剂只是近十几年的事
· 474 ·
情 , 从品种和应用上都是刚刚起步 。 3 .2 咪唑啉季铵盐
当咪唑啉环上氮原子的化合价变成四价时 , 就 成为咪唑啉季铵盐 , 由于 N +对金属表 面有着强烈 的吸附作用 , 所以咪唑啉衍生物的缓蚀性能远比咪 唑啉为好[ 9] 。
董泽华等[ 13] 采用计算机控制腐蚀测试系统 , 用
动电位扫描和数据处理的方法 , 研究了油溶性咪唑 啉酰胺 的缓蚀 行为 ;陈卓 元等[ 2] 用动 态挂 片的方 法 , 研究了咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效率 ;邸静等[ 14] 用
电化学法研究咪唑啉类缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能 。 杨怀玉等[ 15] 研究了在 H2S 溶液中咪唑啉分子
同缓蚀效应 。
3 .1 咪唑啉型酸洗缓蚀剂的缓蚀性能研究 IS-129 、IS-156[ 9] 、SS-811[ 10] 属于咪唑啉型盐酸
酸洗缓蚀剂 , 其中 SS-811 也适于醋酸介质 。 它们对 20#钢的缓蚀效率可达到 98 %以上 ;新型咪唑啉缓 蚀剂 IM[ 5] 对 20A 碳钢缓蚀效率可达到 99 %;EC-2 是混合控制型缓蚀剂 , 可以将 20#钢的腐蚀速度控 制在 0 .6g/ (m2·h)以下[ 11] ;松香基咪唑啉系缓蚀剂 在 10 %盐酸中 , 0 .1 %的使用浓度即可使 Q235 钢缓 蚀率达 97 %～ 99 %[ 12] 。
图 1 咪唑 图 2 咪唑啉
2 咪唑啉型缓蚀剂的结构
咪唑啉是含两个氮原子的五元杂环化合物 , 其 母体结构是咪唑[ 1] , 二 氢代咪唑被命 名为咪唑啉 , 其杂环大小与咪唑一致(见图 1 , 图 2)。
咪唑啉型缓 蚀剂 , 一般 由三部分 组成[ 3] :具有 一个含氮的五元杂环(A), 杂环上与 N 成键的含有 官能团的支链 R1(B , 如酰胺官能团 , 胺基官能团 , 羟基等)和长的碳链支链 R2(C), 见图 3 。
于建辉等 :咪唑啉型酸洗缓蚀剂的研究现状
米油资源丰富 , 颜红侠等[ 5] 以其为原料研制出烷基 咪唑啉型缓蚀剂 IM ;罗 媛等[ 6] 采用石油化工中
价廉易得的环烷酸为原料 , 合成了咪唑 啉 ;黄光团 等[ 7] 合成了咪唑啉衍生物 HO-7 、HO-8 ;何耀春等[ 8]
合成了咪唑 啉衍生物 MC 、MP , MC 与 MP 具有协
表 1 国内研制的部分咪唑啉型酸洗缓蚀剂
缓蚀剂名称 1017[ 29 , 30]
主要组分 多氧烷基咪唑啉油酸
介质 盐酸 、H2S
金属 钢铁
年代 1971
仿依毕特-30A [ 29] IS-129[ 9] IS-156[ 9]
SH-707[ 29 , 30] S S-811[ 10] 川天 1-3[ 30] BH-2[ 29 , 30] WH-C[ 29] WH-02[ 29] 581[ 29] F-102[ 29] HO-7[ 7] HO-8 CL-1[ 31]
北京化工学院 武汉大学 武汉大学
北京化工学院 西安热工研究所
华东化工学院
华中理工大学 胜利油田纯梁采油厂
武汉水利电力大学 西安热工研究所 北京化工学院
承德石油专科学校 武汉石油化工厂
华中科技大学
湖北省鄂州电厂
D L Y[ 19]
IM C-1[ 17] IS-136[ 32]
IM [ 5] KS-98[ 33]
表明具有长链 C8-C20的部分 C 对咪唑啉的缓蚀性能 至关重要 , 而 Ram achandran 等[ 27] 认为 C 部分没有 作用 。
根据有机缓蚀剂的缓蚀机理[ 9] , 咪唑啉是由以 负电性 O 、S 、N 等原子为中心的极性基和以 C 、H 为 中心的非极性基所组成 。 前者吸附于金属表面 , 后 者位于离开金属的方向 。当金属吸附了这类化合物 时 , 可使表面能量状态稳定化 , 又由于非极性基排列 在金属表面形成疏水薄膜 , 可以抵抗电荷的移动 , 从 而使得腐蚀反应受到抑制 。
咪唑啉类缓蚀剂对碳钢等金属在盐酸介质中有
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 。咪唑啉缓蚀剂的突出优点是 : 当金属与酸性介质接触时 , 可以在金属表面形成单 分子吸附膜 , 以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 , 降低其电位来达到缓蚀 的目的[ 2] 。
咪唑啉类 咪唑啉衍生物
咪唑啉衍生物 联氨