咪唑啉缓蚀剂合成与性能研究

论文摘要

近年来,在石油天然气工业中由cO2引起的腐蚀越发严重,而咪唑啉类缓蚀剂以其优良性能被广泛用于抑制因C02引起的腐蚀。传统工艺生产咪唑啉类缓蚀剂具有能耗高、原料利用率低、产率低等缺点,因此开发合成咪唑啉类缓蚀剂的新工艺成为一种趋势。本文合成的咪唑啉缓蚀剂为羟基月桂酸咪唑啉,共设计了三种合成方法：低压升温反应法、甲醇反应法和微波反应法,并采用单因素和正交试验相结合的试验方法确定最佳工艺条件,采用氯乙酸钠法将羟基月桂酸咪唑啉转化为羟基月桂酸咪唑啉季铵盐以提高其化合物稳定性和水溶性,羟基月桂酸咪唑啉季铵盐简称缓蚀剂LAH。以失重法在5%氯化钠饱和C02水溶液中研究了缓蚀剂LAH缓蚀性能与缓蚀剂浓度、温度和腐蚀时间的关系,并对其成膜性、水溶性、起泡性和乳化倾向进行测试,以Tafel曲线法研究了缓蚀剂LAH与钼酸钠、丙炔醇和十六烷基三甲基溴化铵的协同作用。实验结果表明,与低压升温反应法相比,以甲醇反应法合成羟基月桂酸咪唑啉具有反应时间短、原料利用率高、产率高等优点；而微波反应法因目前技术局限不能实现缓蚀剂的大量生产。应用傅里叶红外交换光谱仪对以甲醇反应法合成的羟基月桂酸咪唑啉结构进行了表征。而失重法实验结果表明缓蚀剂LAH在5%氯化钠饱和C02水溶液中具有良好的缓蚀性能,且具有成膜性好、起泡性小、乳化倾向小等优点,Tafel曲线的结果表明,羟基月桂酸咪唑啉与钼酸钠、丙炔醇和十六烷基三甲基溴化钱复配使用时具有良好的正协同作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 2腐蚀'>1.2 CO₂腐蚀
• 2腐蚀机理'>1.2.1 CO₂腐蚀机理
• 1.2.2 影响二氧化碳腐蚀的因素
• 1.3 缓蚀剂概述
• 1.3.1 缓蚀剂的分类
• 1.3.2 缓蚀剂工作原理
• 1.3.3 影响缓蚀剂缓蚀性能的因素
• 1.4 主要研究内容
• 第2章 缓蚀剂LAH的合成
• 2.1 实验药品及仪器
• 2.1.1 主要实验药品
• 2.1.2 主要实验仪器
• 2.2 咪唑啉分子设计
• 2.3 羟基月桂酸咪唑啉的合成
• 2.3.1 低压升温反应法
• 2.3.2 甲醇反应法
• 2.3.3 微波反应法
• 2.3.4 羟基月桂酸咪唑啉含量分析
• 2.4 结果与讨论
• 2.5 羟基月桂酸咪唑啉的季铵化
• 2.6 本章小结
• 第3章 缓蚀剂LAH性能评价
• 3.1 实验药品及仪器
• 3.1.1 主要实验药品
• 3.1.2 主要实验仪器
• 3.2 缓蚀剂LAH缓蚀性能研究
• 3.2.1 实验方法
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.3 缓蚀剂LAH其他性能研究
• 3.3.1 缓蚀剂LAH成膜性测试
• 3.3.2 缓蚀剂LAH水溶性测试
• 3.3.3 缓蚀剂LAH乳化倾向性测试
• 3.3.4 缓蚀剂LAH起泡性测试
• 3.4 本章小结
• 第4章 缓蚀剂LAH的协同作用研究
• 4.1 实验药品及仪器
• 4.1.1 主要实验药品
• 4.1.2 主要实验仪器
• 4.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 不同浓度缓蚀剂LAH的TAFEL曲线
• 4.3.2 缓蚀剂LAH与钼酸钠的缓蚀协同作用
• 4.3.3 缓蚀剂LAH与丙炔醇的缓蚀协同作用
• 4.3.4 缓蚀剂LAH与十六烷基三甲基溴化铵的缓蚀协同作用
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果