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本文针对油气田开采、运输过程中出现H2S/CO2腐蚀的情况,开发出针对H2S/CO2腐蚀的咪唑啉衍生物缓蚀剂。 以油酸、己二酸和二乙烯三胺为原料,通过设计正交实验,优化出合成的最佳反应路线和条件,合成出4种咪唑啉含硫衍生物。然后利用红外光谱对其结构进行表征,并通过失重法和极化曲线法考察4种缓蚀剂在H2S/CO2饱和溶液中的缓蚀性能,研究温度、Cl-浓度对其缓蚀性能的影响以及它们在碳钢表面的吸附模式。 研究结果表明,4种咪唑啉衍生物缓蚀剂在60℃条件下的H2S/CO2饱和溶液中对碳钢具有良好的缓蚀效果。随着温度升高,缓蚀效率逐渐增大,60℃达到最大值;加入Cl后,缓蚀性能明显降低,但是随着Cl-浓度增大,缓蚀效率又逐渐增大。另外研究发现具有单咪唑啉结构的缓蚀剂的吸附符合Langmuir单分子等温吸附规律,并计算出了缓蚀吸附过程中的吸附平衡常数和吸附热。极化曲线测试结果发现在H2S/CO2腐蚀体系中4种缓蚀剂均是以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂。 通过扫描电镜和能谱分析方法研究了4种缓蚀剂在碳钢表面的成膜性能,并对其吸附及缓蚀作用机理进行了初步探讨。结果表明,四种缓蚀剂都能在碳钢表面形成一层保护膜,阻碍腐蚀介质与金属基体的接触,抑制了金属的腐蚀。