一种基于膦甲基化曼尼希碱缓蚀剂的合成与性能评价

二氧化碳驱油引起的腐蚀是石油工业中一种比较常见的腐蚀类型,缓蚀剂的研发与应用可以有效抑制金属设备的腐蚀.文章以N-乙烯叱咯烷酮、苯胺、甲醛为原料制备了曼尼希碱中间体,采用甲醛、亚磷酸对中间体改性得到一种甲基化结构的曼尼希碱.通过红外光谱、核磁共振氢谱对膦甲基化曼尼希碱进行了结构表征,通过静态失重试验、电化学方法和扫描电镜分析了其缓蚀性能及机理.实验结果表明,静态失重试验中,当膦甲基化曼尼希碱加量为600 mg/L时,腐蚀速率为0.062 mm/a,低于石油与天然气行业标准0.076 mm/a;在动电位极化曲线中发现,随着膦甲基化曼尼希碱加量的增加,极化曲线呈现向阴极偏移的趋势,且总体偏移趋势小于85 mV,表明膦甲基化曼尼希碱主要是通过抑制阴极反应为主的混合型缓蚀剂;从能谱测试结果看出,添加膦甲基化曼尼希碱缓蚀剂的钢片相比于空白钢片表面则新出现氮、硫、磷元素,印证了杂原子中的孤电子在金属表面的吸附理论,可以起到抑制或减缓腐蚀的作用.