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在油气井酸化过程中,特别是在高温深井和超深井进行浓盐酸及大酸量酸化过程中,首要的任务是解决高温酸化液对油井套管设备腐蚀的防护问题,使用缓蚀剂是一个既方便易行又投资少见效快的方法。 咪唑啉类缓蚀剂是近30年发展起来的一类性能优异的酸化缓蚀剂,是一种广泛应用于石油、天然气生产中的有机缓蚀剂,是当前缓蚀剂的研究热点。论文中系统研究了合成原料有机羧酸中的疏水基团、有机胺、有机酸和有机胺的配比、咪唑啉季铵化时反应物配比、溶剂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苯甲酸、三乙烯四胺、氯化苄为原料合成了一种含三个苯环的咪唑啉季铵盐。 反应的最佳条件:第一步咪唑啉的合成。苯甲酸与三乙烯四胺配比(摩尔比)为2:1,催化剂为0.2%~0.5%的H3BO3,溶剂为15%~25%的二甲苯。反应温度控制在140~160℃左右酰化反应,接着升温至220℃左右环化反应,反应时间约为4h。第二步咪唑啉的季铵化。氯化苄与第一步制得咪唑啉配比(摩尔比)约为1.2:1,反应温度为80~100℃,反应时间为3~5h。 合成的目标产物的结构用红外光谱进行了鉴定,三苯环咪唑啉季铵盐的特征峰均出现,证明达到预期目的。 论文中用静态失重法测定了合成的三苯环咪唑啉季铵盐的缓蚀性能。药剂用量在1.0~2.0%时,缓蚀率能达到99%以上,实验结果表明该合成缓蚀剂的缓蚀性能优良。为了进一步提高缓蚀性能,本论文还研究了合成产品与I-的复配,实验结果表明合成缓蚀剂用量为0.8%,I-的用量为3×10-3mol/1时腐蚀速率能控制在2g/m2h左右,缓蚀率可达到99.5%。 论文中借助稳态极化曲线法和交流阻抗法对缓蚀机理进行了初步研究,结果表明该合成缓蚀剂是以阴极型为主的复合型缓蚀剂。