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CO_2对碳钢的腐蚀及双相缓蚀剂的研制

龙彪

   本文针对大庆深层气田开采、运输中出现的气液双相腐蚀情况,在实验室内展开研究并开发出针对CO_2腐蚀体系的气液双相缓蚀剂。 首先研究了碳钢在CO_2体系中各种因素对腐蚀的影响。研究发现,与液相比较,气相中的腐蚀速率极大值在更高的温度出现。随着压力的升高液相腐蚀速率增加幅度比气相要大。随着Cl~-的增加,气相中腐蚀速率略微下降,液相中腐蚀速率大幅上升,呈现相反的趋势。随着流速上升,对气液相腐蚀均有促进作用。研究还发现,气液相腐蚀速率随着试验时间变长呈现出略为降低的趋势,Fe~(2+)对液相腐蚀起到了一定的抑制作用。 根据量子化学原理,对咪唑啉缓蚀剂进行分子设计,在咪唑啉的吸附活性点N原子上引入不同的功能基团。采用有机酸和胺类成功合成了一系列咪唑啉类衍生物,并通过红外光谱分析证实。将合成的咪唑啉衍生物季铵化,并用四苯硼钠沉淀法测定了有效物的含量。然后用失重法分别考察了温度、浓度和分子结构对缓蚀剂缓蚀效率的影响。结果表明,随着浓度的增加,缓蚀率趋向极大值。温度的变化对碳钢在加有缓蚀剂时腐蚀速率几乎没有影响,说明咪唑啉类缓蚀剂具有良好的耐温性。分子结构对缓蚀剂分子的缓蚀效率有着明显的影响,功能基团中苯环、双键和烷基链的存在均能提高缓蚀效率。 针对气液双相腐蚀的特点开展了缓蚀剂的复配研究。通过正交试验获得复配缓蚀剂MLV-1对抑制碳钢在CO_2的气液双相的腐蚀有优良的效果。并通过极化曲线、交流阻抗等方法研究了该缓蚀剂的缓蚀机理。结果表明该复配缓蚀剂缓蚀性能优于缓蚀剂单剂,其属于混合型缓蚀剂。……   
[关键词]:腐蚀与防腐化学;缓蚀剂;咪唑啉;CO_2腐蚀;碳钢
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:大庆石油学院2007年