西部某油田是典型的含CO₂凝析气田,产量高,工况环境具有高温、高压和高流速的特点,在运行过程中集输管道多处位置发生了严重的腐蚀现象。咪唑啉缓蚀剂作为一种新型、低毒、高效的水溶性缓蚀剂,能够有效地抑制金属的CO₂腐蚀,但是咪唑啉季铵盐缓蚀剂的分子结构及复配工艺对缓蚀效果的影响规律尚不明确。首先本文以四乙烯五胺、油酸、氯乙酸钠为原料合成了咪唑啉季铵盐缓蚀剂,同时根据正交实验极差分析和单因素循环实验,优化了咪唑啉中间体合成及季铵化反应过程中的工艺参数。之后运用腐蚀失重实验和量子化学计算方法研究了咪唑啉中间体的烷基链长度和亲水基链氨基乙撑数量与其缓蚀性能的关系。其次结合油气腐蚀的特点,将不同的表面活性剂、增效剂与咪唑啉季铵盐缓蚀剂进行复配,确定最佳的比例,从而达到提高缓蚀效率的目的。咪唑啉季铵盐含量50%,十二烷基酚聚氧乙烯醚含量10%,硫脲含量7%,用乙醇溶剂进行复配后缓蚀剂的缓蚀性能最好。该体系是以抑制阳极极化为主的混合型缓蚀剂,符合Langmiur等温吸附方程,并且这种复配缓蚀剂在不同工况条件下均能起到较好的缓蚀效果。最后根据集输管线现场调研情况,总结了集输管线缓蚀剂的清管及预膜工艺,确定了加注工艺及加注点,计算了连续加注用量,确定了腐蚀检测点位置及监测方法。