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H_2S/CO_2体系油溶性缓蚀剂的开发

赵萃红

  硫化氢和二氧化碳在油气田的开采和集输系统中对钻井用具和输气管道产生严重的腐蚀,造成局部壁厚减薄或穿孔,甚至导致氢脆和突发性的应力腐蚀开裂,容易引起事故,造成重大的经济损失和人员伤亡,采取防腐措施势在必行,采用缓蚀剂可以有效地减缓腐蚀,油溶性缓蚀剂由于能更好地吸附于金属表面,且吸附时间相对较长,因此比水溶性缓蚀剂表现出更好的缓蚀性能。 本文对合成咪唑啉缓蚀剂的有机酸和有机胺进行了系统的筛选,用碳链长度6-18的饱和脂肪酸合成了七种咪唑啉缓蚀剂,用静态失重和电化学方法研究了有机酸碳链长度对咪唑啉缓蚀性能的影响,表明当碳链长度为10时油溶性和缓蚀效果较好。通过比较合成过程中不同催化剂和脱水剂对缓蚀剂缓蚀性能的影响,得出活性氧化铝催化时缓蚀效果最好。另外在合成并评价了一系列工业脂肪酸咪唑啉后,通过静态失重法筛选出了几种缓蚀效果较好的咪唑啉缓蚀剂。 采用动态高压釜失重试验评价了筛选出的几种缓蚀剂,并不断改进合成工艺,采用端基改性的方法合成出了一系列1#酸咪唑啉衍生物。比较1#4420120和1#4420180的缓蚀效果可知,在180℃时合成的衍生物缓蚀率高于120℃时的。经过一系列的评价比较,发现0924为缓蚀效果最好的一种,经缓蚀剂预膜后的试片在压力为3.6MPa,转速为600r/min,温度为60℃的高压釜环境中腐蚀速率仅为0.0025mm/a,它的缓蚀效果优于国外缓蚀剂CI545和ME805。秉着“腐蚀速率小且点蚀少”的原则,将油溶性缓蚀剂和水溶性缓蚀剂如喹啉、咪唑啉季铵盐以及表面活性剂等进行了复配,动态高压釜试验证明OP-15能有效地减少点蚀的发生。 采用红外光谱谱表征了合成的缓蚀剂,谱图中有咪唑啉的特征吸收峰,同时有酰胺的特征吸收峰,说明合成的产品是咪唑啉和酰胺的混合物,采用动电位极化扫描研究了咪唑啉缓蚀剂的缓蚀机理,极化曲线的特征表明,咪唑啉缓蚀剂极大地减小了腐蚀电流密度,并使自腐蚀电位向更正的方向移动,阳极区地极化曲线特征发生了明显的变化,说明咪唑啉是一种阳极型缓蚀剂。用交流阻抗研究了缓蚀剂膜寿命,同等条件下0924缓蚀剂膜的寿命达到7天。……   
[关键词]:H_2S/CO_2腐蚀;油溶性缓蚀剂;咪唑啉;失重法;吸附膜
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:北京化工大学2011年