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酸性緩蝕劑的研究進展

    緩蝕劑的研究開始很早，至今已經有一個多世紀。20世紀30年代緩蝕劑的品種只有百余種，到80年代中期緩蝕劑的品種已經超過5000種，這種發展速度是其他添加劑所無法比擬的。從已發表的文章和專利來看，現應用較廣的緩蝕劑主要集中在醛酮胺的縮合物、咪唑啉衍生物、長鏈和雜環季銨鹽、雜多胺、丙炔醇、硫脲、有機膦、高分子聚合物、天然提取物等。
1.國外酸性緩蝕劑的研究進展
    國外酸性緩蝕劑的研究始于1845年，最早的有機緩蝕劑的研究始于1872英國的Marangoni在動植物中提取的水組分作為鐵用的酸性緩蝕劑。20世紀初緩蝕劑的研究和應用活躍起來，淀粉、煤焦油、硅酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽、鉻酸鹽、砷酸鹽、鉬酸鹽等均被發現并應用于酸性緩蝕劑。20世紀30年代，人工有機合成緩蝕劑的研制成功開啟了人們研制含N、P、S、O等雜原子有機緩蝕劑的序幕。1963年Brook M收集整理了國外30到50年代期間海外期刊和專利上的150多種緩蝕劑，其中也有大部分酸性緩蝕劑。1963年，吉野努采用有機化合物與無機化合物復配，有效地解決了鹽酸、硫酸、氨基磺酸等對低碳鋼的腐蝕問題。1973年，L. A. McDougall，T. E. Richards和I. J. R. Looney研究發現：胺/胺季銨鹽、丙炔醇、表面活性劑、甲酸衍生物可在高溫下用于15%HC1和28%HCl體系中。1988年，Grow cock F B開發了一種高溫鹽酸緩蝕劑OPP，緩蝕效率達到99%。1998年，T. Kuma等人在的SPE會議上介紹了一種含N有機化合物，在常規土酸溶液(15%HC1+3%HF)中，有良好的緩蝕效果。2007年，Lucu Bertolini等研究了糠醛和戊基1，2-雙（二甲基胺）丙酮及及雜環酮胺對鹽酸中鐵的腐蝕有良好的緩蝕作用。
2.國內酸性緩蝕劑的研究進展
    國內緩蝕劑的研究始于1953年天津鋼廠以鄰甲苯硫脲、皂角、糊精、氯化鈉為組成成分的“五四牌若丁”。1958年，中國科學院長春應用化學研究所采用苯胺與烏洛托品進行縮合反應，仿制了前蘇聯的酸洗緩蝕劑“Ⅱ-6-5”。20世紀60年代到80年，我國的緩蝕劑工作者掀起了一股酸性緩蝕劑的研究高潮，期間也合成了大量優秀的酸性緩蝕劑，見表1。
表1 20世紀60年代到80年代國內酸性緩蝕劑品種

    90年代初期，無機緩蝕劑方面，李德儀推出一批銻化合物作為高溫酸化緩蝕劑及緩蝕增效劑，可供篩選的銻化合物有Sb2O3、Sb2O3、SbCl3、K4Sb2O3等，此后更多的表面活性劑、無機鹽用于緩蝕劑的增效劑。
    進入新的21世紀，緩蝕劑的研究隨著科學進步、研究單位的增多和緩蝕劑評價技術的突破，有了更快的發展，僅以醛酮胺緩蝕劑的研究為例。2001年，王江，張衛研究了環己胺、芐胺和乙二胺與苯乙酮合成產物的Mannch堿在90℃、15%HCl中加量1%時，腐蝕速度小于3.0g·m-2·h-1。2005年，孫銘勤， 張貴才等研發的Mannich堿緩蝕劑DS-1在120℃以下地層的鹽酸酸化緩蝕，具有使用濃度低、緩蝕效率高的特點。2007年，吳大康，李克華，黃芹等，以甲醛、芳香酮和有機胺為原料經曼尼希反應合成了曼尼希堿酸化緩蝕劑，在用量為0.5%時，能控制腐蝕速率低于2g·m-2·h-1。同年，趙修太，邱廣敏等經Mannich反應合成的苯乙酮衍生物在高溫下HCl、土酸中要良好的緩蝕效果。2008年，段曉云，李朋江等采用甲醛、苯乙酮、環己胺配比為1:1:1合成的Mannich堿緩蝕劑，在復配后在用量為1.0%時，60℃下20%HCl中的緩蝕效果達到0.28g·m-2·h-1，90℃下15%HCl中的緩蝕效果達到1.4g·m-2·h-1。2010年，全紅平等以甲醛、環酮、丙酮、胺為原料，經曼尼希反應合成一種酸化緩蝕劑HSJ-3在鹽酸土酸中具有良好的緩蝕效果
（3）酸性緩蝕劑的發展方向
①無機緩蝕劑和有機酸緩蝕劑的復配?
緩蝕劑的協同效應，使不同緩蝕劑的復配和優化對緩蝕性能的提高成為可能。
②環境友好緩蝕劑的研究
在資源益短缺，環境惡化的當今世界，環境友好緩蝕劑對環境無毒無害，而且在合成制備及使用過程中也應該盡量減少對環境的影響并降低生產成本，因此環境友好緩蝕劑的研究必將是今后緩蝕劑研究的一個重要方向。
③高溫酸化緩蝕劑的研究
在油井開采的過程中溫度高、酸濃度高，具有很強的腐蝕，要克服高溫酸化液對油井設施的腐蝕非常重要。

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2014年03月22日

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