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·1760· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

1.2.2 缓蚀性能测试方法 的质量比，当 m（S 1）∶m（S 2）=3∶1、2∶1、1∶1，
1.2.2.1 静态失重法 k m 分别为 1.5、1.67、2.0、2.5 时的拟三元相图如图
评价标准参照石油天然气行业标准 SY/T5405— 1、2 所示，其中，EM 表示表面活性剂 S 1 +S 2 ，S 表
1996《酸化用缓蚀剂性能实验方法及评价指标》 [19] 示助表面活性剂正丁醇。
中推荐指标进行。实验用标准腐蚀挂片由矿场 CT80 由图 1 可知，当 m(S 1 )∶m(S 2 )=1∶1 时，微乳液
连续油管加工制得。根据腐蚀挂片质量变化可计算 区的面积最大，则形成单相微乳液所需的表面活性
出腐蚀速率： 剂含量最小；同时，该配比下形成的微乳液所需的
6
10  m 表面活性剂、油水比例可在较大范围内变化。因此，
v i /%=  t i  100 （1） 最佳配比为 m（S 1 ）∶m（S 2 ）=1∶1。
i
2
式中：v i —腐蚀速率，g/（m ·h）；Δm i —腐蚀前后的 由图 2 可知，在以表面活性剂 S 1 、S 2 为乳化剂，
2
质量差，g；A i —腐蚀挂片的表面积，m ； t —腐蚀 正丁醇为助表面活性剂的四组分体系中，k m 值为
时间，h。 1.5、1.67、2.0、2.5 时均可以形成连续的单相微乳
缓蚀率按下式计算： 相区，比较不同 k m 值下微乳液相区的面积发现当 k m
v  v 值为 1.67 时，单相微乳液相区的面积最大，表明乳
 /%= 0  100 （2） 化剂与助表面活性剂质量比存在一个最佳值。因此，
v 0
式中：η—缓蚀率，%；v 0 —酸液中挂片的腐蚀速率， 确定表面活性剂与助表面活性剂的质量比为 1.67，
2
g/（m ·h）；v—含有缓蚀剂酸液中挂片的腐蚀速率， 此时体系中表面活性剂和助表面活性剂的质量最小。
2
g/（m ·h）。 2.1.2 微乳液型缓蚀剂配方选择
结合拟三元相图中相结构分界线，固定油水质
1.2.2.2 极化曲线法
量比为 1∶1，表面活性剂 S 1 、S 2 质量比为 1∶1，
采用三相电极，工作电极使用直径为 4.5 mm、
考察乳化剂（S 1 +S 2 +正丁醇）质量分数对微乳液相
厚度为 3 mm 的圆形 CT80 连续油管钢片，参比电极
态的影响，如图 3 所示。
为饱和甘汞电极，辅助电极为铂电极。将钢片置于
由图 3 可知，随着乳化剂质量分数增加，乳液
w（HCl）=20%的水溶液中，实验温度为 25 ℃，采
体系相态逐渐发生变化：当乳化剂质量分数为 10%
用电化学测试系统分别测定 HSL-1 缓蚀剂质量分数
为 0、0.5%、1.0%及 5.0%的极化曲线。极化曲线测 时，形成白色乳状液，不透明（图 3a）；当增加至
量电位扫描由阳极向阴极进行，扫描范围相对开路 15.14%（图 3b）时，乳液体系呈现两相，上部区域
电位为–400~400 mV，扫描速率为 1 mV/s。 已形成微乳液，但蓝光较弱，下部区域为水相；随
1.2.2.3 表面形貌观察 着乳化剂质量分数增加至 17.5%（图 3c），微乳液体
设定 3 组挂片腐蚀实验：（1）90 ℃条件下，未 积相应增加，水相体积随之减小；当体系中乳化剂
腐蚀 CT80 挂片；（2）90 ℃条件下，CT80 挂片在质 质量分数达到 19.78%（图 3d），整个体系由两相转
量分数为 20%的盐酸中浸泡 4 h；（3）90 ℃条件下， 化为单一均相状态，但体系蓝光仍然很弱；当乳化
CT80 挂片在质量分数为 20%盐酸〔含 w(HSL–1)= 剂质量分数超过 21.28%（图 3e、f）时，乳液体系
1.5%〕中浸泡 4 h。挂片取出后放入无水乙醇中，放 呈现出均相透明状态，泛蓝光，属于微乳液的典型
置一段时间取出，用滤纸擦干并放入恒温箱中干燥。 特征。因此，选取乳化剂的最低质量分数为 21.28%。
然后分别置入扫描电镜下，调整扫描电镜加速电压 根据系列优化实验，确定均相微乳液组分及配比见
至 30 kV，选择合适放大倍数进行扫描观察。 表 1。
1.2.2.4 乏酸腐蚀实验 缓蚀剂 HSL-1 与曼尼希碱季铵盐白油溶液的红
依据石油天然气行业标准 SY/T5405—1996 中 外光谱如图 4 所示。
乏酸制备方法 [19] ，用碳酸钙与盐酸反应制备盐酸酸 从图 4 曲线 a 可以看出，波数 1680 cm 附近出
–1
化形成的乏酸。选取一定量盐酸与相应碳酸钙反应， 现羰基特征吸收峰，1650~1450 cm 为苯环骨架振
–1
反应完成后，用 6 mol/L 的盐酸调节 pH=3.5，即可 动峰，表明分子中存在羰基，羰基与苯环共轭，吸
得到实验用乏酸溶液。 收向低频率转移；在波数 2750 cm 处附近出现 C—N
–1
–1 +
2 结果与讨论 伸缩振动特征峰，在 1374 cm 处附近出现 N —CH 2
亚甲基弯曲振动吸收峰，表明分子中存在季铵离子
–1
2.1 拟三元相图及微乳液型缓蚀剂配方选择 结构；在 690 和 740 cm 附近为苯环弯曲振动双峰，
2.1.1 拟三元相图分析 表明分子中存在苯环结构。以上分析表明油相中存
–1
改变表面活性剂的配比及表面活性剂与正丁醇 在曼尼希碱季铵盐。由曲线 b 可看出，2870 cm 附