油田注水缓蚀剂的合成及性能评价

毋．静彝繇
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Ｐ（亚硝酸钠）／（ｇ．Ｌ－１）
圈３质量浓度对缓蚀剂性能的影响
由图３可知，加入除氧剂亚硫酸钠后，试片的 腐蚀速率明显降低，缓蚀率增加。这是因为氧是油 田水对钢铁腐蚀的主要因素之一，加人除氧剂能直 接除氧以减缓试片的腐蚀。当加入亚硫酸钠质量 浓度为１ ｇ／Ｌ时，缓蚀效果最好，可达到９４．３％， 比单独使用缓蚀剂的缓蚀率提高了１７．５％，说明 二者有良好的协同效应。 ２．４．２与磷酸二氢锌的复配
但由于乙二胺含有４个活泼氢，所以反应产物 比较复杂。后续反应依次取代氢离子生成双苄基、 三苄基和四苄基乙二胺。
反应过程中会不断产生氯化氢，所以需要加入 过量的强碱来中和氯化氢。而中和产生的氯化钠 不溶于有机相，使反应平衡向有利于生成产物的方 向进行。 １．３缓蚀剂的合成
取２ ｔｏｏｌ的乙二胺放人三口烧瓶中，加入 １．３ ｍｏｌ的氢氧化钠，置于一定温度的恒温水浴中，
研究
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｛综 ｝ ｋ＋—＋—＋—＋—扣合＋—＋一
石 油 化工腐蚀与 防护 Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ＆Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ２ ０ ０ ９，２ ６（６） ·２ ４·
油田注水缓蚀剂的合成及性能评价
韩晓兰 马喜平 曹文全
（西南石油大学化学化工学院，四川成都６１０５００）
图４质量浓度对缓蚀剂性能的影响
３结论 （１）根据分子结构特点设计出苄基乙二胺缓
蚀剂，利用氯化苄和乙二胺进行合成。对缓蚀剂的 一般性能评价结果表明，其水溶性较好；有一定的 抗温性，在５０℃下吸附性较好。
（２）合成的缓蚀剂与亚硫酸钠、磷酸二氢锌进 行复配，由腐蚀数据可知，其与亚硫酸钠和磷酸二 氢锌有良好的协同效应。与亚硫酸钠复配缓蚀率 可达到９４．３％，与磷酸二氢锌复配缓蚀率可达到
将合成的缓蚀剂（质量浓度为８００ ｒａｇ／Ｌ）与不 同加量的磷酸二氢锌复配进行腐蚀挂片试验，腐蚀 时间为７２ ｈ，结果如图４所示。
由图４可知，加入磷酸二氢锌质量浓度为 ５ ｇ／Ｌ时，缓蚀率可达到９２．４％，比单独使用缓蚀 剂的缓蚀率高出１５％，说明二者具有较好的协同 效应。但当磷酸二氢锌的加量增加时，腐蚀速率逐 渐增加，原因是磷酸二氢锌是酸式盐，过高的浓度
油田注水缓蚀剂，国内外目前采用较多的是有 机胺类，包括单胺系、二胺系、酰胺类、酰胺羧酸类 以及眯唑啉类、季铵盐类等。该文主要研究了一种
水溶性的二胺系缓蚀剂，并用静态失重法对其缓蚀 性能作出评价¨７ｌ。并选用亚硫酸钠、磷酸二氢锌 为复配剂考察了二者的复配对缓蚀剂性能的影响。
１实验部分 １．１实验用品 １．１．１实验药品
摘要：通过浸泡用腐蚀失重法测试了所制备的苄基乙二胺在盐水中对碳钢的缓蚀效果。试验结
果表明，该缓蚀剂在５０℃以下的盐水溶液中对碳钢具有较好的缓蚀效果。与一定比例的亚硫酸钠和 磷酸二氢锌复配时可达到很好的缓蚀效果。
关键词：缓蚀剂合成腐蚀速率复配体
中图分类号：ＴＣ，１７４．４２
文献标识码：Ａ
文章编号：１００ｒ７－０１５Ｘ｛２００９）０６－００２４一０４
Ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｂｙ Ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｎｉｃ
Ｉｎｄｅｘｓ．Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ，１９８９，４５（１２）：９７８—９８０ ６朱镭，于萍，张小霓，等．新型缓蚀荆的合成及其在高温碱性条
件下缓蚀性能的研究［Ｊ］．腐蚀科学与防护技术，２００５，１７（４）：
表２缓蚀剂水溶性评价
经过目测实验，缓蚀剂溶液呈均相且不透明， 所以本缓蚀剂的水溶解性较好，即分散性好，属于 表中第二类。 ２．３抗温性能试验
将合成的缓蚀剂（质量浓度为８００ ｒａｇ／Ｌ）加入 不同温度的腐蚀介质中，进行腐蚀挂片试验，结果 见图２。腐蚀介质质量浓度为３０ ｇ／Ｌ。
由图２可知，随着温度的升高，缓蚀率降低，腐
①均匀腐蚀速率ｒ一，按式（１）计算：
８．７６×１０４×（，ｎ—ｍ１） ’”一
，，、 ＼１，
Ｓ１·ｔ．ｐ
式中：ｋ——均匀腐蚀速率，ｍｍ／ａ；
ｍ——试验前的试片质量，ｇ；
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ｍ，——试验后的试片质量，ｇ；
｜ｓ，——试片的总面积，ｃｍ２；
Ｒ：掣×１００％ ｐ——试件的密度，ｇ／ｅｍ３。
②缓蚀率计算：
（２） 厶嘞 式中：Ｒ——缓蚀率，％； △Ｇ０——空白试件实验前、后质量差，ｇ； ／ＸＧ。——加缓蚀剂的试件实验前、后质量 差，ｇ。 １．５合成缓蚀剂的一般性能评价 合成的缓蚀剂外观为黄色透明状液体，可以直 接用于配置各种质量浓度的缓蚀剂溶液。由石油
由图Ｉ可知，当缓蚀剂质量浓度达到８００ ｍｇ／Ｌ 后，缓蚀率可达到８９％，继续增加缓蚀剂缓蚀率变 化不大。 ２．２水溶解性试验
参照ＧＢ／Ｔ６３２４．１《液体有机化工产品水混溶 性试验》以水或自来水为溶剂，将缓蚀剂配成体积 分数为１０％的溶液，观察缓蚀剂溶液的分散情况， 作为评价缓蚀剂水溶性的依据。
以试验所观察的现象未评价缓蚀剂的水溶性， 见表２。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｍｉｌｅ ｗｅｉｇｈｔ—ｌｏｓｓ ｍｅｔｈｏｄ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｔｅｓｔ ｔｈｅ Ｃ０１ＴＯＳｉＯｎ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅｎｚｙｌ ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ ｆｏｒ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｅｅｌ ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｓａｌｔ ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ，ｉｎ ａｑｕｅｏｕｓ ｓａｌｔ ｓｏｌｕｉｌｏｎ ｂｅｌｏｗ ５０℃，ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ｈａｄ ｇｏｏｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｃａｒｂｏｎ ｓｔｅｅｌ．Ｗｉｔｈ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ ｏｆ ｓｏｄｉｕｍ ｓｎｌｆｉｔｅ ａｎｄ ｚｉｎｃ ｄｌｈｙｄｒｏｇｅｎ ｐｈｏｓｐｈａｔｅ，ａ ｖｅｒｙ ｇｏｏｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃａｌｌ ｂｅ ａｃｈｉｅｖｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ，ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｒａｔｅ，ｃｏｍｐｌｅｘ
天然气行业标准ＳＹ／Ｔ５２７３—２０００（（油田采出水用 缓蚀剂性能评价方法》来研究其水溶性、抗温和复 配性等。
２结果与讨论 ２．１缓蚀剂的缓蚀性能评价
静态挂片实验结果可以反映平均腐蚀速率，用 静态挂片失重法评价了在模拟盐水加入不同质量 浓度缓蚀剂的腐蚀情况，结果见图１。
图１ 缓蚀剂质量浓度对缓蚀剂性能的影响
２４７—２５１
７申明周．ＥＲＩ一１缓蚀剂的合成及性能评价［Ｊ］．石油化工腐蚀
与防护，２００２，１９（３）：４２—４５ ８张越，孙淑巧，张文林．苄基乙二胺及其盐的合成［Ｊ］．河北科
技大学学报，２００２，２３（２）：８８—９０
万方数据
第６期
韩晓兰等．油田注水缓蚀剂的合成及性能评价
·２７·
Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ｆｏｒ ｏｎ Ｆｉｅｌｄ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｗａｔｅｒ ａｎｄ
第６期
韩晓兰等．油田注水缓蚀剂的合成及性能评价
·２５·
１．４缓蚀剂缓蚀性能评价
（１）腐蚀介质组成：腐蚀介质为模拟盐水见
表１。
表１模拟盐水组成
ｇ／Ｌ
（２）静态挂片实验：试片处理参照石油天然气 行业标准ＳＹ／Ｔ ５２７３—２０００（油田采出水用缓蚀剂 性能评价方法》。在腐蚀介质中加入缓蚀剂产品， 放人普通钢片，在３０℃下放置７２ ｈ，计算腐蚀速 率和缓蚀率。
９２．４％。
参考文献
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工腐蚀与防护，２００１，１８（３）：３０一３５
３
ｂｙ唰ｃ Ｗａｎｇ Ｄ Ｈ，Ｃａｎ Ｆ Ｘ，Ｚｏｕ Ｊ Ｙ．Ａ Ｎｅｗ Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ
在石油天然气勘探开发过程中，油田开采面临 的环境越来越恶劣，诸多油井的产量不断下降，但 所采出原油的含水量却逐步增加，大部分油井含水 率已高达９０％以上。
随着油田的开采，原油中含水量不断增加，原 油脱水产生的油田污水量日益增大，污水的处理和 排放成为一个大问题。因此，无论从经济角度还是 从水资源与环境保护角度看，把油田污水作为注水 水源都是一举两得之事。在大量含油污水的处理 及回注过程中，需加入大量缓蚀剂来减缓其中溶解 氧、硫化氢、二氧化碳以及氯化物盐类等腐蚀性物 质对金属设备及管线的严重腐蚀，以保证油田正常 生产和经济效益的提高。
乙二胺、氯化苄、亚硫酸钠、磷酸二氢锌、氯化 镁、氯化钠、氢氧化钠、硫酸钠、碳酸氢钠、盐酸、丙 酮和无水乙醇等均为分析纯。 １．１．２实验仪器
三口烧瓶、滴液漏斗、冷凝管、电热恒温水浴 锅、增力电动搅拌机、上皿电子天平、电热保温干燥 箱和调温电热套等。 １．２反应机理
以乙二胺和氯化苄为原料合成苄基乙二胺：
（上接第ｌＯ页）
Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ ｆｏｒ Ｃ０。／Ｈ，Ｓ Ｍｅｄｉａ
Ｓｈａｎｇｇｕａｎ Ｃｈａｎｇｈｕａｉ，Ｄｕ Ｘｕｄｏｎｇ，Ｚｏｕ Ｃｈｕａｎｌｉ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ ６１０５００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ Ｃ０２ ａｎｄ ｔｈｓ ｉｎ ｏｉｌ ａｎｄ ｇａｓ ｆｉｅｌｄｓ ｉｎ Ｓｉｃｈｕａｎ—Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ｒｅｇｉｏｎ，ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｆｏｒ Ｃ０２／Ｉ｛２Ｓ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｕｎｄｅｒ ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ａ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｃ０２／Ｈ２Ｓ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｈｉｔｏｍ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅｉｒ ａｐｐＨｅａｉｌｏｎｓ ｉｎ ｏｉｌ ｆｉｅｌｄｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｃｅ ｏｆ ｒｅｓｅａｒｃｈ＆ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｃｏｅｘｉｓｔｅｎｔ Ｃ０２／Ｈ２Ｓ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｒｓ ｉｓ ｈｉｇｈｌｉｇｈｔｅｄ。ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｔｒｅｎｄ ｏｆ ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｈｉｂｉｔｏｍ ａｎｄ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ啪ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．
万方数据
加冷凝管，体系处于５５℃恒温状态；在搅拌状态 下，用滴液漏斗缓慢向四口瓶中滴加１ ｍｏｌ的氯化 苄。恒温搅拌反应６ ｈ，当反应完毕后，进行常压蒸 馏，分出的乙二胺可循环利用，用烧杯装反应产 物‘８１。
收稿日期：２００９—０１—１３；修稿日期：２００９—０８—０６。 作者简介：韩晓兰，（１９８３一）女，西南石油大学油田化学工 艺专业在读硕士，师从马喜平教授，主要从事油气田防腐蚀 和油气井工作液化学方面的研究。
蚀速率增大。随着温度的升高，一方面氧分子运动 速度加快，腐蚀加剧；另外一方面，氧气在溶液中的 溶解度降低，反而使腐蚀速率变慢。随着温度升 高，缓蚀率降低。这是因为，温度升高使盐水腐蚀 速率增大，同时缓蚀剂分子的运动加快，其在钢片 表面的吸附变困难，导致缓蚀率下降。
该缓蚀剂是吸附类型的，主要缺点是耐温性较 低，水温高于５０ ｃｃ，脱附倾向就成为主要的，吸附
Ｉｎｄｕｃｅｄ
Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｉｎｈｌｂｉｔｏｒｓ ｉｎ Ｆｅ／Ｈ２Ｓ０４ Ｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．
Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｉｍｉｃａ，１９９８，４３：１４一１５
４王大喜，刘丽霞．ＩＭＣ一１新型缓蚀剂的复配测试结果及评价仁 ［Ｊ］．材料保护，２００１，３４（６）：３７—３８
５ Ｐ＿Ｇ．Ａｂｄｕｌ—Ａｈａｄ．ｓ．Ｈ．Ｆ．ＡＩ—Ｍａｄｆａｉ．Ｅｌｕｃｉｄａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
万方数据
·２６·
膜层会有被破坏的危险。
石油化工腐蚀与防护
第２６卷
必然会改变介质的酸度。所以在低剂量加入复配 物质磷酸二氢锌时，能让缓蚀剂与其达到较好的协 同效应，缓蚀效果增强。
乎
●
柔 基 繇
图２温度对缓蚀剂性能的影响
２．４缓蚀剂的复配试验 ２．４．１与亚硫酸钠的复配
将合成的缓蚀剂（质量浓度为８００ ｍｇ／Ｌ）中与 不同质量浓度的亚硫酸钠复配进行腐蚀挂片试验， 腐蚀时间为７２ ｈ，结果见图３。
Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ
Ｈａｎ Ｘｉａｏｌａｎ，Ｍａ Ｘｉｐｉｎｇ，Ｃａｏ Ｗｅｎｑｕａｎ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
（Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ ６１０５００）