CN111270244A - 一种油田用9-取代吖啶类碳钢缓蚀剂 - Google Patents

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李惠静
张维维
吴彦超
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    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/14—Nitrogen-containing compounds
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Abstract

本发明涉及了一种油田用9‑取代吖啶类碳钢缓蚀剂。所述缓蚀剂9‑取代吖啶可用于防止碳钢及其制品在酸洗过程中金属或酸液消耗，并用失重法，电化学阻抗法和表面分析法对其抗腐蚀性能进行了测试。所述缓蚀剂涉及的原料简单易得、价格低廉属于有机缓蚀剂,与传统的铬酸盐、重铬酸盐等无机缓蚀剂相比,低毒无害,符合环境友好缓蚀剂的发展趋势且持续作用能力强,能够长时间保持较高的缓蚀性能,具有用量低、缓蚀效果好的特点,具有广阔的市场应用前景。

Description

一种油田用9-取代吖啶类碳钢缓蚀剂
技术领域
本发明涉及缓蚀剂领域，具体涉及一种油田用9-取代吖啶类碳钢缓蚀剂。
背景技术
在石油和天然气工业中，碳钢广泛应用于管道、油管、套管以及储存和其他设施的建造。然而，在采油过程中，由于压力、温度、成分等的变化，设备表面往往会出现结垢和腐蚀问题。特别是在增产工艺中，通常会向管道中引入盐酸（15-28%），在高温下溶解地层岩石，以扩大流动路径和清除水垢（Zhang,J.,et al.Ind. Eng. Chem. Res.2015, 54,5197;Obot,I. B.,et al.J. Mol. Liq.2019, 277, 749）。当暴露在腐蚀性酸液中时，管道和其他金属结构在部件完整性、管道破裂等方面受到严重损害，这将极大地影响石油生产的效率并给行业带来其他风险。此外，腐蚀或故障可能需要更换或维护设备，这可能导致工厂关闭、停工时间和对公司利益的不良损害。
缓蚀剂具有高效、易操作、价格低廉等优点，是抑制酸性介质腐蚀的一种经济实用的方法。报道的酸性介质中抗碳钢腐蚀的缓蚀剂通常是极性有机杂环化合物，具有较大的电负性原子（即N、O、S和P），共轭双键含有多个吸附中心，更容易在金属基体上形成防护层（Zhang,W. W.,et al.New J. Chem.2019, 43, 413;Chaitra, T. K.,et al.J. Mol. Liq.2015, 211, 1026; Olasunkanmi, L. O., et al.J. Phys. Chem. C2015, 119,16004）。为了缩小缓蚀试验与实际钢保护之间的差距，人们开发了各种缓蚀剂。
然而，它们中的一些是有毒的、昂贵的或过于苛刻的合成物，不能被忽视，这使得开发环境友好和高效的碳钢缓蚀剂成为一个优先考虑的问题。吖啶衍生物作为氮杂环有机化合物，具有毒性低、合成简单、配位性能好、抗菌活性独特等优点，被人们广泛地认为是一种很有前途的环保缓蚀剂。在此本发明涉及了三种9-取代吖啶化合物作为绿色有效的油田用碳钢缓蚀剂。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种油田用9-取代吖啶类碳钢缓蚀剂，解决现有缓蚀剂存在毒性大、难降解、水溶性差、成本高、工艺复杂、易对环境造成二次污染等问题。所述9-取代吖啶化合物结构如图1。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
（1）通过氧化环己酮和2-氨基苯基酮合成9-取代吖啶化合物，其中分子氧是唯一的氧化剂。
（2）称取5~30mg步骤（1）得到缓蚀剂充分溶解于酸洗溶液中定容至100mL即可制得测试溶液。
（3）在室温下，在步骤（2）制备好的腐蚀溶液中的进行失重挂片、极化曲线、表面分析实验，评价其缓蚀性能。
进一步，所述缓蚀剂为9-羧基吖啶（CA）、9-甲基吖啶（MA）、9-氨基吖啶（AA）。
进一步，所述酸洗溶液为15% HCl。
进一步，所述温度为30℃，由恒温水浴锅控制。
与现有技术相比，本发明具有以下积极有益效果
（1）本发明的9-取代吖啶化合物的原料简单易得，工艺流程简单，绿色环保，成本低，易于实现工业化生产。而且制备的缓蚀剂具有较好的环境友好性，增大了其应用范围，为制备绿色环保可持续发展的缓蚀剂提供了新的思路。
（2）本发明用于碳钢及其产品的清洗，可有效抑制金属基体在酸中的有害腐蚀以酸液的过度消耗，与目前常用的缓蚀剂比较，具有用量低、效率高、持续作用能力强的突出优点，可反复使用。
附图说明
图1为9-取代吖啶化合物的结构图。
图2是实施例1中失重法得到的腐蚀速率和缓蚀效率图。
图3是实施例2中碳钢在15%HCl溶液中不加和加入缓蚀剂的电化学阻抗谱。
图4是实施例3中碳钢在15%HCl溶液中浸泡前后的SECM图像。
具体实施方式
本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。同时下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
失重测定方法：用15% HCl分别配制浓度为50 mg/L、100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L的清洗溶液。在30℃条件下对碳钢进行清洗，浸没3 h即可，而后进行挂片失重实验。根据公式：S = (K0−K1)/K0计算缓蚀效率，其中K0为不加缓蚀剂的腐蚀率，K1为加缓蚀剂的腐蚀率。
图2是实施例1得到的失重法的腐蚀速率和缓蚀效率图。
实施例2
电化学阻抗测定方法：以包封了环氧树脂且一端裸露面积为0.5cm2碳钢棒为工作电极，饱和甘汞电极作为参比电极，尺寸为1.0 cm×1.0 cm的铂片电极为对电极，采用CHI760e电化学工作站以传统三电极体系的方式测量碳钢工作电极在15% HCl中含不同浓度缓蚀剂的电化学阻抗谱，评价其缓蚀性能。
图3是实施例2得到的碳钢在15%HCl溶液中不加和加入缓蚀剂的电化学阻抗谱。
实施例3
表面分析法（SECM）：用扫描电化学显微镜（SECM）观察碳钢试样在15%HCl溶液中不含和含有300 mg/L吖啶缓蚀剂浸泡24 h后的表面形貌，依据表面峰粗糙和电流大小评价其缓蚀性能。
图4是实施例3得到的碳钢在15%HCl溶液中浸泡前后的SECM图像。
图1~图4可以突出本发明的特点。

Claims (3)

1.一种油田用9-取代吖啶类碳钢缓蚀剂，其特征在于采用图1所示9-取代吖啶作为油田缓蚀剂。
2.根据权利要求1所述的一种油田用9-取代吖啶类碳钢缓蚀剂，其特征在于能够抑制钢材及其制品在油田酸洗过程中金属腐蚀和酸液消耗。
3.根据权利要求2所述的一种油田用9-取代吖啶类碳钢缓蚀剂，其特征在于所述的酸溶液为15% HCl。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU95105211A (ru) * 1995-04-06 1996-12-20 Астраханский государственный технический университет Ингибитор коррозии металлов в серной и соляной кислотах
CN1920099A (zh) * 2005-09-30 2007-02-28 中国科学院海洋研究所 一种绿色清洗剂及应用
US20080308770A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-18 Laxmikant Tiwari Mono and bis-ester derivatives of pyridinium and quinolinium compounds as environmentally friendly corrosion inhibitors
CN104372362A (zh) * 2014-11-06 2015-02-25 马鞍山市鸿伟环化有限公司 一种铝碱洗缓蚀剂及其制备方法和应用
US20160177170A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-23 Lonza Inc. Corrosion Inhibitor Compositions For Acidizing Treatments
CN107973719A (zh) * 2016-10-24 2018-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种缓蚀组分的制备方法及其产品和应用

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU95105211A (ru) * 1995-04-06 1996-12-20 Астраханский государственный технический университет Ингибитор коррозии металлов в серной и соляной кислотах
CN1920099A (zh) * 2005-09-30 2007-02-28 中国科学院海洋研究所 一种绿色清洗剂及应用
US20080308770A1 (en) * 2007-06-14 2008-12-18 Laxmikant Tiwari Mono and bis-ester derivatives of pyridinium and quinolinium compounds as environmentally friendly corrosion inhibitors
CN104372362A (zh) * 2014-11-06 2015-02-25 马鞍山市鸿伟环化有限公司 一种铝碱洗缓蚀剂及其制备方法和应用
US20160177170A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-23 Lonza Inc. Corrosion Inhibitor Compositions For Acidizing Treatments
CN107973719A (zh) * 2016-10-24 2018-05-01 中国石油化工股份有限公司 一种缓蚀组分的制备方法及其产品和应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HONG JU ET AL.: "Acridine as effective corrosion inhibitor for hot dipped coatings on steels in diluted HCl solution", 《ADVANCED MATERIALS RESEARCH》 *
WEIWEI ZHANG ET AL.: "Halogen-Substituted Acridines as Highly Effective Corrosion Inhibitors for Mild Steel in Acid Medium", 《THE JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY》 *
鞠虹等: "热镀锌钢材在稀盐酸中的缓蚀和量子化学研究", 《中国有色金属学报》 *

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