天然棕榈酸改性缓蚀剂的制备及其抗CO2腐蚀的性能研究

论文摘要

本课题以天然乌桕脂中提取出来的重要化工原料棕榈酸为主要原料,通过酰氯化法、酰胺化法两步合成法对其进行改性制备了两种环境友好的缓蚀剂,即棕榈双酰胺和棕榈酰基硫脲。通过单因素实验和正交试验法确定了合成目标产物的最佳工艺条件,并通过红外光谱（IR）测试,熔点测试以及热重/差热（TG/DTA）分析对目标产物进行了表征。实验结果表明:合成反应中间体棕榈酰氯的最优化实验条件:原料棕榈酸与二氯亚砜的投料摩尔比为1∶1.5,反应温度为70℃,反应时间为4 h,在该条件下中间体棕榈酰氯的产率为96.8%;合成目标产物棕榈双酰胺的最优化实验条件:投料摩尔比（棕榈酰氯/无水乙二胺）为3.5∶1.0,反应温度为90℃,反应时间为1 h,该条件下棕榈双酰胺的产率达97.6%,该产品熔点为140℃～144℃,在160℃前表现出良好的热稳定性;合成目标产物棕榈酰基硫脲的最优化实验条件:投料摩尔比（棕榈酰氯/硫脲）为3.0∶1.0,反应温度为80℃,反应时间为1 h,该条件下棕榈酰基硫脲的产率达94.2%,该产品熔点为182℃～186℃,在148℃前表现出良好的热稳定性。利用传统的高温高压静态腐蚀失重法,再结合现代的电化学方法（开路电位、线性极化电阻、Tafel极化曲线、交流阻抗谱）和电镜扫描等方法对两种目标产物在含饱和CO2模拟油田采出液中对油气田管线钢X65碳钢的缓蚀性能及缓蚀机理进行了研究和探讨,实验结果表明:棕榈双酰胺和棕榈酰基硫脲在含饱和CO2模拟油田采出液中对油气田管线钢X65碳钢均具有良好的缓蚀效果,在棕榈双酰胺添加浓度为0.20 g·L-1时,缓蚀效率达82%以上;棕榈酰基硫脲添加浓度为0.25 g·L-1时,缓蚀效率达84%以上;并且两种缓蚀剂同属于以阳极抑制型为主的阳极型缓蚀剂,通过覆盖效应产生缓蚀作用;两种缓蚀剂经复配后,缓蚀效率比使用单一缓蚀剂时要低,说明两种缓蚀剂具有拮抗（负协同）效应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 本课题的研究背景
• 2腐蚀概述'>1.2 CO₂腐蚀概述
• 2腐蚀机理研究'>1.2.1 CO₂腐蚀机理研究
• 2腐蚀的影响因素'>1.2.2 CO₂腐蚀的影响因素
• 2腐蚀的控制与防护方法'>1.2.3 CO₂腐蚀的控制与防护方法
• 1.3 缓蚀剂概述
• 1.3.1 缓蚀剂的定义及分类
• 1.3.2 缓蚀剂缓蚀理论的研究
• 1.3.3 评价缓蚀剂缓蚀性能的研究方法
• 1.4 脂肪酸改性产物的国内外研究现状
• 1.4.1 脂肪酰胺类合成产物的研究进展
• 1.4.2 硫脲衍生物类合成产物的研究进展
• 1.5 本课题的研究目的和意义
• 1.5.1 课题的研究目的
• 1.5.2 课题研究的意义
• 1.6 本课题的研究内容
• 第二章 天然棕榈酸改性缓蚀剂的合成与表征
• 2.1 棕榈双酰胺的合成与表征
• 2.1.1 实验药品和主要实验仪器
• 2.1.2 实验装置
• 2.1.3 反应原理
• 2.1.4 棕榈双酰胺的合成
• 2.1.5 产品表征
• 2.1.6 结果与讨论
• 2.2 棕榈酰基硫脲的合成与表征
• 2.2.1 实验药品和主要实验仪器
• 2.2.2 实验装置
• 2.2.3 反应原理
• 2.2.4 棕榈酰基硫脲的合成
• 2.2.5 产物表征
• 2.2.6 结果与讨论
• 2.3 本章小结
• 2腐蚀的缓蚀性能研究'>第三章 天然棕榈酸改性缓蚀剂抗 CO₂腐蚀的缓蚀性能研究
• 2腐蚀的缓蚀性能研究'>3.1 棕榈双酰胺抗CO₂腐蚀的缓蚀性能研究
• 3.1.1 腐蚀失重法测试
• 3.1.2 电化学测试
• 3.1.3 扫描电镜测试
• 3.1.4 结果与讨论
• 2腐蚀的缓蚀性能研究'>3.2 棕榈酰基硫脲抗CO₂腐蚀的缓蚀性能研究
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.2 结果与讨论
• 2腐蚀的缓蚀协同效应研究'>3.3 复配缓蚀剂抗CO₂腐蚀的缓蚀协同效应研究
• 3.3.1 实验部分
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论
• 4.1 本论文主要结论
• 4.2 本论文创新点
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 在学期间发表的学术论文及研究成果