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酸化作业是提高油、气井采收率的一项重要措施。在油气井酸化过程中,酸液能对油气井设备和管线产生严重的腐蚀,大大缩短油气井设备和管线的使用寿命。酸化缓蚀剂的问世使得酸化技术得以广泛应用。目前常用的酸化缓蚀剂的缓蚀性能均不够理想,不能有效地控制酸液的腐蚀,并且酸化缓蚀剂在酸液中的溶解分散性不佳,随着腐蚀的进行溶解分散性逐渐变差,最终会在酸液中形成沉淀。本论文针对这些问题,提出对单曼尼希碱进行改进,合成一种新型双曼尼希碱作为酸化缓蚀剂的主剂,复配后制得一种高效、溶解分散性能优良的新型酸化缓蚀剂。
曼尼希碱缓蚀剂是近几十年发展起来一类性能优良的酸化缓蚀剂。现用的曼尼希碱缓蚀剂多采用单曼尼希碱作主剂。论文针对其分子结构的特点提出在胺、醛、酮发生一次曼尼希反应生成单曼尼希碱之后加入醛、酮使其继续反应生成双曼尼希碱。通过正交试验对反应条件进行优化,得到双曼尼希碱的最佳合成工艺条件:反应时间12h~14h,胺、酮、醛的物质的量之比为:1∶2∶4~1∶4∶8,反应温度40℃~90℃,反应体系pH值2~4。以此合成了一系列双曼尼希碱。用静态失重法测试了双曼尼希碱缓蚀剂在不同酸液中的缓蚀性能,并考察了影响其缓蚀性能的因素。试验结果表明,双曼尼希碱在酸液中具有良好的缓蚀性能和溶解分散性。
利用对双曼尼希碱分子结构的红外谱图分析、静态失重法、Langrnuir吸附理论、电化学极化曲线法、电镜扫描法、电子能谱法等多种手段对合成的一系列双曼尼希碱的作用机理进行了初步探讨。双曼尼希碱缓蚀剂对腐蚀电池的阴极、阳极过程均具有抑制作用,属于混合型缓蚀剂。