咪唑啉缓蚀剂是近30年发展起来的一类性能优异的缓蚀剂,广泛应用于石油、天然气生产中的防腐。本文以油酸、二乙烯三胺和四种季铵化试剂(硫酸二甲酯、硫酸二乙酯,氯化苄,丙烯酸甲酯)为原料,系统研究了合成原料有机酸和有机胺的配比、中间体不同合成时间、环化温度、咪唑啉季铵化时反应物配比、季铵化试剂种类等因素对咪唑啉季铵盐缓蚀性能的影响。
通过比较缓蚀性能的优劣选择了反应的条件。第一步咪唑啉的合成:油酸和二乙烯三胺摩尔比为1:1.2,以二甲苯为携水剂,反应温度控制在160℃酰化反应1.5小时,然后升温至220℃环化反应,反应时间6.5小时。第二步咪唑啉的季铵化:选出最优季铵化试剂为硫酸二甲酯,硫酸二甲酯与第一步制得的咪唑啉摩尔比为1:1,温度为50℃,反应2.5小时制得最终咪唑啉季铵盐产物。
合成的目标产物的结构用红外光谱进行了鉴定,咪唑啉季铵盐的特征峰均出现,证明达到预期目的。
用静态失重法测定了合成的咪唑啉季铵盐在矿化度为34g/L的复合盐水中的缓蚀性能。咪唑啉季铵盐的用量在1000ppm时,缓蚀率达到了82.23%,实验结果表明该合成缓蚀剂的缓蚀性能优良,但抗温性不好。
为了进一步提高缓蚀性能,将合成的咪唑啉季铵盐缓蚀剂与四种物质分别进行单因素复配,评价其缓蚀性能。实验结果表明当合成缓蚀剂用量为500ppm,无水亚硫酸钠的用量是其加量的30%时腐蚀速率能控制在0.011mm/a,缓蚀率达到92.23%,两者之间有明显的协同作用。
此外,将咪唑啉季铵盐与其他表面活性剂进行正交复配试验,得到了复配的配比为:咪唑啉季铵盐500ppm,十二烷基硫酸钠 300ppm,碘化钾 1500ppm,十二烷基苯磺酸钠300ppm,缓蚀率最高达到77.27%。
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