AM-C42咪唑啉型缓蚀剂研究

AM—C42咪唑啉型缓蚀剂研究129AM—C42咪唑啉型缓蚀剂研究朱成义（胜利油田腐蚀与防护研究所，山东东营，257073）摘要：本文介绍了用棉子油下脚料制备AM—C42咪唑啉型缓蚀剂（以下简称缓蚀剂）的合成机理、合成方法及室内和现场试验过程。通过与其它缓蚀剂的对比，证明该药具有缓蚀效果好，价格便宜等优点。主题词：腐蚀，缓蚀剂，复合配方，乳化倾向1前言油田开发进入高含水期后，油水分离后的大量采出水需要进行水质稳定处理后回注地层。投加缓蚀剂是重要的水质稳定处理方法之一。缓蚀剂AM—C42是我所和德州工业科学研究所合作，利用黄河三角洲地区棉子油加工后的大量下脚料为原料合成的一种缓蚀剂。该缓蚀剂目前已应用到我油田东辛、胜采、现河、孤东等采油厂的十余座污水处理站，取得了良好的效果，年使用量已达2000多吨。2缓蚀剂的合成缓蚀剂AM—C42的化学结构式可表示如下：N—CH‖∣R—CCHR1＼∕│Q—N—（C2H4NH）n(C2H4Y)m(CH2CHCOOH)pCl式中：R—C13～C17直链烃基；R1—CH3、H；Y—NH、O；Q—CH2COOM；M—Na+、K+、NH4；n—0～3；m—0～1；第十三届全国缓蚀剂学术讨论会论文集130p—0～2。主要原料有棉油脂肪酸（或其甲脂）、多乙烯多胺（或羟烷基多乙烯多胺）、α—β不饱和脂肪酸甲脂、卤代脂肪酸盐等为主要原料，经缩合、加成、皂化、季胺化、酸化等化学反应制得。其过程表示如下：-H2O棉油脂肪酸（或其甲脂）+多乙烯多胺（或羟烷基多乙烯多胺）-→α—β不饱和脂肪酸甲脂NaOHClCH2HOONa咪唑啉衍生物———————→加成产物——→皂化产物——→△△HCl季胺化产物—→产品产品为橙黄色粘稠液体，20℃的密度为1.005g/cm3～1.020g/cm3,pH值4.0～6.0，凝固点低于-15℃，可以与水按任意比例互溶，有效成分含量为15%～20%。缓蚀剂AM—C42的缓蚀基理是:利用分子中氮原子上的孤对电子对金属的亲和性,使缓蚀剂分子在金属设备表面形成一层致密的吸附膜型保护膜,以隔绝腐蚀介质(油田采出水)与金属的接触,从而起到缓蚀作用。3缓蚀剂性能室内评价3.1单药缓蚀性能室内试验:缓蚀性能室内试验采用动轮模拟腐蚀试验法.试验温度60℃,时间48h,转速28r/min.动轮试验共六组,五组药剂和一组空白,每次每组四支试棒做平行试验,根据达到平行度要求(平行试验的试棒间质量损失差≤0.4mg)的试棒的算术平均值计算出该药的缓蚀率。表1列出了用东辛采油厂永安污水处理站污水进行的四次试验结果和累计缓蚀率。表1单药缓蚀性能室内试验结果药剂名称AM—C42DAEM2QA-2CT2-7A加药浓度38mg/l25mg/l25mg/l20mg/l18mg/l累计缓蚀率167.6%140.5%101.4%53.2%97.3%备注试验以25mg/l的M2缓蚀剂为标准，进行等价试验表中，DAE为美国NL公司生产的缓蚀剂，M2、QA-2、CT2-7A为当时油田正在使用的三种效果较好、用量较大的缓蚀剂。由表1可知，在等价条件下，五种缓蚀剂单药四次累计缓蚀率以AM—C42最高。AM—C42咪唑啉型缓蚀剂研究1313.2复合配方缓蚀性能室内试验:在AM—C42缓蚀剂单药室内试验效果较好的基础上，对该药与杀菌剂HQ113（50mg/l）、防垢剂HEDP（2mg/l））和脱氧剂Na2SO310mg/l）组成的复合配方进行试验，以确定该药的配伍性。复合配方试验是在原单药试验的方法中，增加现场使用的其它水处理剂，验证该药与其它药剂的协同效应是正还是负，以确定该药能否与其它水处理剂一起使用。表2列出了用永安污水处理站污水试验的结果。表中共进行五组药剂的复配试验，从四次试验累计缓蚀率看，以AM—C42缓蚀剂的复合配方效果最好。表2复合配方缓蚀性能室内试验结果药剂名称AM—C42DAEM2QA-2CT2-7A加药浓度38mg/l25mg/l25mg/l20mg/l18mg/l累计缓蚀率258.6%235.5%238.6%224.3%235.5%通过单药和复合配方的室内试验，证明AM—C42缓蚀剂的缓蚀效果优于其它药剂10%以上，经乳化倾向和滤膜系数试验也符合注水要求。随后对该药剂在永安污水联合站进行工业试验。4缓蚀剂性能工业试验在AM—C42缓蚀剂室内试验成功以后，在我局腐蚀比较严重的东辛采油厂永安污水站进行现场工业试验。工业试验是通过在污水站进行加药与不加药的空白挂片检测，验证缓蚀剂的缓蚀性能。挂片检测的周期为7天/次。首先进行了两次空白试验，两次挂片测得的腐蚀速度平均值如下：均匀腐蚀率：0.12mm/a点腐蚀率：2.18mm/a随后进行了三个多月的加药后现场挂片检测，共取得10组检测数据，腐蚀速度平均值如下：均匀腐蚀率：0.0039mm/a点腐蚀率：0.26mm/a从以上数据看，投加AM—C42缓蚀剂后，连续三个月的检测结果显示，系统均匀腐蚀率和点腐蚀率全部达到石油天然气总公司SY/T5329-1994标准的规定（标准规定均匀腐蚀率低于0.076mm/a，点腐蚀率低于0.61mm/a）。从现场使用情况看，永安污水站由以前的平均每周穿孔4次变为加药后3年多的时间没有发生一次穿孔现象。第十三届全国缓蚀剂学术讨论会论文集1325结论油田采出水处理用AM—C42缓蚀剂在永安污水站使用后，取得了明显的缓蚀效果。加药后，系统均匀腐蚀率下降30多倍，点腐蚀率下降近10倍，使永安污水站水质的腐蚀率达到了石油天然气总公司SY/T5329-1994规定的要求。该药原料来源于棉籽油加工中的副产品，成本低，来源可靠，生产工艺简单，无毒、无刺激性气味、易溶于水，便于现场使用。其缺点是，药剂有效成分含量低，现场加要浓度大，有待于今后改进。参考资料[1]油田污水缓蚀剂AM—C42鉴定材料。