油酸咪唑啉两亲改性构建兼具缓蚀破乳双功能的新型油田化学品OIPE

针对原油集输过程中乳化液稳定性和管道腐蚀的双重挑战，中国研究团队通过环氧丙烷(PO)/环氧乙烷(EO)对油酸咪唑啉(OI)进行两亲改性，成功合成OIPE系列多功能化合物。该材料在3.5 wt% NaCl溶液中缓蚀效率(η)达39.87%，70℃下对1.0 mol·L-1盐酸缓蚀率高达99.51%，70℃破乳测试脱水率可达90.00%。研究为开发集缓蚀破乳于一体的新型油田化学品提供了创新思路。

　　

在石油开采与集输过程中，原油与地层水形成的稳定水包油(W/O)乳液会加速管道设备腐蚀，传统解决方案需分别添加破乳剂和缓蚀剂，不仅增加成本还可能导致药剂间相互干扰。渤海油田36-1平台提供的原油样本显示，天然乳化剂(树脂、沥青质等)形成的乳液可稳定存在数年，而含盐含酸环境又使碳钢管道腐蚀速率倍增。面对这一行业痛点，山东某高校联合中海油研究团队创新性地提出将油酸咪唑啉(OI)这一经典缓蚀剂进行两亲改性，通过引入环氧丙烷(PO)和环氧乙烷(EO)链段，开发出兼具双重功能的OIPE系列化合物。

研究采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(¹H NMR)进行结构表征，通过浊点测定、表面张力分析等技术评估理化性质。腐蚀测试使用失重法，破乳实验以脱水率为指标。样本队列包括模拟海水(3.5 wt% NaCl)和不同浓度盐酸溶液。

材料表征
FTIR谱图中2971 cm^-1和2864 cm^-1处的特征峰证实了-CH₃/-CH₂-的存在，1645 cm^-1处的-C=C-峰与1303 cm^-1处的-C-N-峰验证了OI结构的保留。新增的3469 cm^-1 -OH峰及1105 cm^-1处醚键吸收峰，证实PO/EO成功接枝。

缓蚀性能
在模拟海水中，OIPE室温缓蚀效率(η)达39.87%。酸性环境中表现更为突出：70℃下对3.65 wt%(1.0 mol·L^-1)、10 wt%和15 wt%盐酸的η值分别达99.51%、93.64%和87.07%。分子动力学模拟显示，咪唑环平面吸附在碳钢表面，长链烃基形成疏水屏障。

破乳机制
70℃破乳测试中，100 mg·L^-1剂量下脱水率达90.00%。研究发现PO/EO链段能强烈吸附于油水界面，通过降低界面张力(最低37.70 mN·m^-1)破坏原有界面膜，促使水滴聚并。

结论与展望
该研究通过精准分子设计，使OIPE同时具备OI的缓蚀特性和PO/EO的界面活性。相较于商业产品SP169破乳剂和常规缓蚀剂，OIPE展现出"一剂双效"的独特优势。未来可进一步优化PO/EO比例，开发适用于不同矿化度环境的系列产品。论文发表于《Journal of Molecular Liquids》，为油田化学品多功能化提供了新范式。