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本文针对含硫原油储运与加工过程中设备的腐蚀情况,合成了系列的DL型缓蚀剂,研究了烷基碳链长度、不同基团对合成产物在不同腐蚀体系中缓蚀效果的影响。
在HCl-H2O体系中,DL系列合成产物随着烷基碳链长度的增加,对碳钢的腐蚀速度减小。烷基碳链长度增大,分子的疏水性增强;疏水性强则阻挡与腐蚀有关的物质的能力增强,缓蚀效果提高;当烷基碳链长度增加到一定程度时,DL系列合成产物溶解性减小,以致于不能在碳钢表面生成完整的保护膜,缓蚀效果降低。因此烷基碳原子数有最佳值。在DL1X中,当R1为C7的直链烷基时DL13缓蚀效果显著。在HCl-H2O体系中,HCl浓度为0.05~1mol/L,温度为60℃,当加入100mg/LDL13时,DL13缓蚀率在95.9﹪以上,缓蚀效果明显。在0.1mol/LHCl-H2O体系中,温度分别为40~140℃时,当加入100mg/LDL13缓蚀剂后,DL13表现出良好的缓蚀效果。
本文研究了不同基团对DLX3、DLX2系列合成产物在HCl-H2O、H2S-HCl-H2O体系中对碳钢缓蚀效果的影响,DL53分子结构中存在强供电子基团,使得三唑环上电子云密度增加,有利于缓蚀剂分子与碳钢表面铁原子空的d轨道形成配位键,从而形成牢固的吸附膜,并且DL53分子结构中三唑环与甲胺基相连的苯环呈现平行态,有可能形成电子共振动,其结果是形成离域大π键,以平面吸附构型加强了对碳钢的吸附,因此DL53在H2S-HCl-H2O体系中缓蚀效果明显优于DL13。在DL53浓度为100mg/L,H2S的浓度为20~450mg/L,温度为80℃时,缓蚀率在93.8﹪以上;当DL53的浓度为100mg/L时,缓蚀率为96.2﹪。
采用傅里叶红外光谱、核磁共振波谱分析对DL13、DL53的分子结构进行了表征。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、转靶X射线多晶衍射方法研究DL型缓蚀剂缓蚀机理。