喹啉-氯甲基萘季铵盐的合成及性能评价
酸化作业是油田储层改造的重要措施。在高温下,高浓度的酸对金属设备的腐蚀很大,需要在酸液中加入缓蚀剂[1]。常用的缓蚀剂有曼尼希碱类、季铵盐类、吡啶类、脂肪胺衍生物等[2]。
笔者用含电子基团及刚性集团的喹啉和氯甲基萘作单体,通过季铵化反应,合成了季铵盐化合物:N-亚甲基萘氯化喹啉(XJHS-1)[3-7],并采用失重法对其缓蚀性能进行了评价。
1 实验部分
1.1 仪器和原料
SZCL-2型数显智能控温磁力搅拌器,金坛市金祥龙电子有限公司;DK-S26恒温水浴锅,常州朗越仪器制造有限公司;AL204万分之一天平,梅特勒托利多。
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喹啉,工业级,杭州储源化工有限公司;氯甲基萘,工业级,临川化工有限公司;异丙醇,工业级,齐鲁石化生产;甲醇,工业级,中国石油克拉玛依石化公司甲醇厂;OP-10,工业级,邢台蓝星助剂厂;甲基丁炔醇,分析纯,西亚试剂;石油醚,分析纯,西安化学试剂厂;浓盐酸,分析纯,天津致远化学试剂有限公司;N80钢片,市售,山东阳信县晟鑫科技有限公司。
1.2 XJHS-1的合成
1)反应机理:
2)制备方法:
在异丙醇加量40%,喹啉、氯甲基萘的物质的量比为1∶1,反应温度为95 ℃的条件下,考察反应时间对产品分散性能的影响,试验结果见表4。
1.3 缓释性能的测定
用XJHS-1制备成酸化缓蚀剂,按照SYT 5405—1996规定的方法测定腐蚀速率。
2 结果与讨论
2.1 XJHS-1合成条件的确定
2.1.2 异丙醇加量
异丙醇加量为反应原料总质量的40%,在反应温度95 ℃、反应时间6 h的条件下,考察喹啉与氯甲基萘的物质的量比对产品分散性能的影响,试验结果见表1。
表1 物质的量比对产品分散性能的影响
喹啉与氯甲基萘的物质的量比分散性能095∶1有沉淀1∶1均匀液体1∶105有沉淀
由表1可知,只有在喹啉与氯甲基萘等物质的量比的条件下,才能得到均匀的产物。究其原因,在于原料单体均疏水,任一过量均会从季铵盐产物中沉淀出来。故选择原料等物质的量比反应。
2.1.1 喹啉与氯甲基萘物质的量比
中低温缓蚀剂配方A:18 g(XJHS-1)+20 g甲醇+2 g(OP-10)+60 g H2O
2.1.4 反应时间
表2 异丙醇加量对产物分散性能的影响
异丙醇加量/%分散性能10分层20分层30少量沉淀40均匀液体50均匀液体
由表2可知,异丙醇加量占总物料的质量分数为40%时,产物的分散性能达到最优。因此选择异丙醇加量为40%。
2.1.3 反应温度
在异丙醇加量40%,喹啉与氯甲基萘的物质的量比为1∶1,反应时间6 h的条件下,考察反应温度对产品分散性能的影响,结果见表3。
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表3 反应温度对产物分散性能的影响
反应温度/℃分散性能85分层90分层95均匀液体100均匀液体105均匀液体
由表3可以看出,温度较低时,反应不充分,产率较低,固产物分层;反应温度以95 ℃为变化的起点,95 ℃后制备的产品都很均匀。因此,选择合成反应温度以95 ℃为宜。
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在装有冷凝管、磁力搅拌器的三口烧瓶中,称取一定量的异丙醇、喹啉、氯甲基萘,开启搅拌,升温至预定温度,反应一段时间后得到深红色的黏稠液体,即为XJHS-1。
表4 反应时间对产物分散性能的影响
反应时间/h分散性能3分层4分层5少量沉淀6均匀液体7均匀液体
由2.1.1~2.1.4得出XJHS-1的合成条件为:异丙醇加量为40%,喹啉与氯甲基萘的物质的量比为1∶1,反应温度为95 ℃,反应时间为6 h。
近年来流行病学和遗传学的研究显示, 生物钟节律是广泛存在于生物体中重要的内源性调节机制,其对糖、脂肪等代谢的调控是调节能量代谢的重要途径,同时也使能量代谢变化呈现出重要的特征——节律性以来适应生理功能的需要[11]。更重要的是,时钟基因震荡节律的异常与糖代谢以及心血管疾病密切相关[12-13]。有研究发现,生物钟昼夜节律紊乱可导致糖代谢障碍、胰岛素抵抗和代谢综合征等[14],同时生物钟节律紊乱也可能是糖尿病产生和进展的重要促发因素[15]。如前所述,积极探索糖尿病对心肌时钟基因Bmal1/Per2的影响及具体形式可能为防治糖尿病心肌病提供新的治疗方向。
2.1.5 合成条件的确定
由表4可知,反应时间达到6 h后,产品的分散性能很好。故选择反应时间为6 h。
2.2 性能测定
2.2.1 缓蚀剂的制备
在喹啉与氯甲基萘的物质的量比为1∶1,反应时间6 h,反应温度为95 ℃的条件下,考察异丙醇加量对产品分散性能的影响,结果见表2。
高温缓蚀剂配方B:40 g(XJHS-1)+50 g甲酰胺+10 g甲基丁炔醇
1985年联邦能源管理委员会(FERC)发布第436号法令,引入市场竞争机制,给予天然气的最终用户和生产商更多的选择机会。1993年美国通过立法,解除了天然气井口管制条令,放开天然气价格,力求市场竞争,以鼓励生产和消费天然气。目前美国天然气市场主体多元化,市场竞争激烈,上中下游及交易市场完全自由竞争(见图3)。
2.2.2 缓蚀性能的测定
祝国寺提供的一份材料详细列出了上述公益慈善活动。李世坤表示,这些捐赠帮扶是“寺院资金并不充裕”的情况下完成的。祝国寺的慈善活动,最近被编入中国佛教协会为庆祝成立六十周年编著的《中国佛协慈善大典》。
按照SYT 5405—1996规定方法配制20%的浓盐酸,在不同温度下分别测定配方A和配方B在酸液中对N80钢片的腐蚀速率,测试结果见表5。
表5 腐蚀速率测定结果
缓蚀剂类型加量/%测试温度/℃腐蚀速率/(g·m-2·h-1)一级行业标准A1902773~5B2120256020~30B3150451050~60
由表5可知,用XJHS-1制备的酸化缓蚀剂配方A和B均具有良好的缓蚀效果,可满足不同温度下的工况要求。
3 结论
1)确立XJHS-1的合成条件为:异丙醇加量为40%,喹啉与氯甲基萘的物质的量比为1∶1,反应温度为95 ℃,反应时间为6 h。
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2)由XJHS-1制备的酸化缓蚀剂在规定的加量下可以将20%浓盐酸在150 ℃下对N80钢片的腐蚀速率控制在50 g/(m2·h),达到一级行业标准的要求。
参考文献
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