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总体概况

 近年来,我国陆地油田有相当一部分已进入注水开采的中、后期,油井综合含水不断上升,产出水矿化度较高,同时伴有大量侵蚀性物质,受这些综合因素的影响,在油气井注水开发中,从油水井地下管柱到地面管道和储罐及各种工艺设备都会遭到腐蚀[15],造成巨大的经济损失,严重的还会造成灾难性事故和环境污染。


对于含二氧化碳及硫化氢的高矿化度偏酸性的污水,咪唑啉类缓蚀剂具有很好的缓蚀效果。咪唑啉是含有两个氮原子的五元杂环化合物。其结构如图1所示,除了主体杂环外,还有与杂环上N成键的具有不同活性基团支链R1(如酰胺官能团,胺基官能团,羟基官能团等)和烷基碳链长度不同的疏水支链R2.疏水烷基碳链可以在金属表面附近形成一层有效的疏水层。所形成的疏水层,即可以对电极表面起到一定外围屏蔽作用,也能阻碍具有腐蚀性能的反应物在腐蚀界面上的迁移。活性基团支链Rl一般为亲水性支链,不但可以显著提高缓蚀剂分子的溶解性,通常还可同金属表面的孤对电子形成配位键而产生化学吸附作用,而达到提高缓蚀性能得的作用。
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图1 咪唑啉缓蚀剂结构图

常用的合成咪唑啉的方法为:分别取一定量的脂肪酸、多胺和二甲苯放入装有温度计、回流冷凝管和分水器的三口烧瓶中,升温到140-150℃附近进行酰胺化反应,然后升温到180-250℃反应进行环化反应。反应结束后,即得到淡黄色的咪唑啉产物。根据具体使用环境,还可以用氯化苄、氯乙酸钠与咪唑啉发生反应,形成咪唑啉季铵盐。下式是合成咪唑啉的反应式。

RCOOH +H2N(CH2CH2NH)nCH2CH2NH2→ RCONH(CH2CH2NH)nCH2CH2NH2 →
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咪唑啉与及其衍生物类缓蚀剂的合成主要受到生产的水及温度的影响。
     反应温度是制备咪唑啉缓蚀剂反应中的重要因素。咪唑啉中间体的合成过程是经过两步脱水。国内对咪唑啉环化过程的反应温度段的温度高低进行了很深入地研究,但并没有达成一致认识。有研究认为在酰胺化脱水段,温度在140-160℃,反应时间在1-1.5h较为合适。在环化脱水阶段,温度应在180-250℃,最高的反应温度不应超过270℃,反应的时间应在1.5-2h较为理想。而也有研究指出环化脱水反应的温度,一般应在240-250℃,反应时间在8-16h不等。还有研究说明在含有携水剂的情况下,150oC也并不是最佳的反应温度,逐步升温的方法更合理和更有优势。