高含H2S、CO2油气田缓蚀剂设计与合成.pdf

◎寸闺石浊六学博士学位论文高含油气田缓蚀剂的设计与合成材料学胡松青郭文跃教授学科专业:研究方向:作者姓名:指导教师:新能源材料与能源新材料二。一。:中图分类号:学号:
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日期:!緋年/耮日关于学位论文的独创性声明学位论文使用授权书日期:沁,辏琽月宇日日期:汐,辏谠律本人郑重声明:所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果,论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知,除文中已经加以标注和致谢外,本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果,也不包含本人或他人为获得中国石油大学6或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名:本人完全同意中国石油大学6有权使用本学位论文ǖú幌抻谄溆∷和电子版褂梅绞桨ǖú幌抻冢罕A粞宦畚模垂娑ㄏ蚬矣泄夭棵机构送交学位论文,以学术交流为目的赠送和交换学位论文,允许学位论文被查阅、借阅和复印,将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签指导教师签名:
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摘要之和∑绕。。及分子极化率赃溥蜻嗷菏醇恋幕菏葱阅苡泻艽蟮墓毕祝黾臃肿拥摹鳍和仅值、降低∑鳊。。能显著改善缓蚀剂的缓蚀效率。在研究的基础上,结合软硬剂分子结构参数值如△Ⅳ,∑绋、杓屏个烷基链长为的新缓蚀剂分子。理论预测,并采用实验方法对设计结果进行验证。通过系统的分析研究得到如下结果:采用量子化学密度泛函理论投嘣;毓榉治龇椒ǘ质煌榛溥蜻模型预测结果表明所设计的龌菏醇练肿佣季哂薪虾玫目笻、葱阅堋修正,并采用分子动力学模拟和量子化学计算相结合的方法对所设计的烷基长链以一定的倾角远离金属表面,形成一层疏水膜,阻碍腐蚀介质向金属表面迁移;腐蚀是世界石油工业中常见的腐蚀类型,对我国石油工业的发展也产生了非常大的影响。在腐蚀防护中,使用缓蚀剂是国内外腐蚀防护的一种重要手段。目前所报道的缓蚀剂中抗高浓度透吲ǘ菴腐蚀的不多,并且价格较高,针对性很强,有待进一步研究开发。本文选取油田常用的种十一烷基咪唑啉类缓蚀剂为研究对象,将应用在药物分子设计方面的定量构效关系方法移用到缓蚀剂分子设计上,通过分子动力学模拟和量子化学方法对设计出的新分子可能具有的缓蚀性能进行了生物缓蚀剂的反应活性及微观结构与其抗缓蚀效率之间的关系进行了研究,建立了缓蚀剂缓蚀性能预测的模型,结果表明,分子的反应活性区域和活性位点主要集中在咪唑啉分子的头部,咪唑环和亲水取代基上的杂原子是分子的主要活性位点,而烷基尾链对活性几乎不产生影响;电子转移参数△Ⅳ、咪唑环上非氢原子净电荷酸碱理论和分子内协同效应,通过改变取代基上的基团或原子来改变缓蚀根据前人的研究结果,对所设计的四种新型咪唑啉缓蚀剂分子的烷基链长度进行了新缓蚀剂分子进行理论筛选和评价。结果表明,当亲水官能团相同时,烷基链长为的分子较烷基链长为、的分子具有更大的吸附能。烷基链长为的四种新缓蚀剂分子、与金属界面发生吸附时,分子上的咪唑环和亲水支链优先吸附,分子在表面的吸附稳定性按、的顺序逐渐减弱。结果显示,、分子的反应活性主要分布在咪唑环和亲水支链上,具有多个反应活性位点,能在金属表面形成多中心吸附。肿泳哂凶钋康姆从钚裕珻、分子的反应活性依次减弱。
采用溶剂法对所设计的前三种分子进行了合成,并采用失重法和电化学极化曲线及果表明三种缓蚀剂都具有较好的缓蚀性能,其平均最佳缓蚀效率分别为.%、/橹ち思扑慊D夥椒ń蟹肿由液中加入的浓度达到疞时其缓蚀效率为.%,并通过两者复配的协同参交流阻抗等方法对其在疌共存的盐溶液中对钢的缓蚀性能进行了评价,结.%、.%,最佳缓蚀剂添加浓度为计的正确性。最后,,结果表明,相同条件下复配缓蚀剂的缓蚀性能较复配前有了较大的提高,在含有/菏醇罛的腐蚀溶数证明了协同效应的存在。的加入能够显著增加腐蚀反应的表观活化能,其在钢表面的吸附符合吸附等温式,吸附过程为自发的放热过程,也是熵减小的过程,吸附方式为以化学吸附为主的混合吸附。关键词:咪唑啉化合物,定量构效关系,缓蚀机理,协同效应
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