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原油与高压CO2共存条件下咪唑啉缓蚀剂的作用行为研究

2019-12-31 02:57:36 hualin

在变压器油挖出和运输车整个过程中,变压器油途径要面临着CO2、重质原油、水多相像流体一样的腐化不锈钢。之中,CO2常见会出现于燃气发掘中,它有的是种典范的腐化不锈钢气休,容解在氢氧化钠溶液或液膜中对材质发生无机生物上腐化不锈钢[1-3]。低温干燥的CO2并会发生腐化不锈钢,可是在湿润学习工作环境中,CO2可易溶于水呈强酸,对合金材质材质发生可怕的腐化不锈钢[4-6]。CO2腐化不锈钢是发生燃气途径腐化不锈钢的基本情况相对而言,会介绍比较大的经济性重大损失和可怕的社会的严重后果[7,8]。动用缓蚀阻垢剂是减媛或调节合金材质材质腐化不锈钢最灵活机动、有效果的的办法相对而言。缓蚀阻垢剂是说 增长小量、少量就能耐火板合金材质材质被腐化不锈钢的生物上食材,其根据数学、生物上溶解在合金材质材质表层建成膜框架,丢开合金材质与腐化不锈钢导电介质的遇到,转而减媛合金材质的腐化不锈钢,就已经 常见应用领域在燃气途径及CO2tvt体育 中[9]。CO2腐化不锈钢学习工作环境中的缓蚀阻垢剂总类花样繁多,之中咪唑啉类缓蚀阻垢剂兼具优质产品的缓蚀特性,且毒素低、易化学降解,在燃气发掘调节CO2腐化不锈钢中动用相对而言最广泛[10-13]。


在石油重工业制作中,气固两相流一般说来是油和水混杂相,石油的分类和量不错反应不锈钢的浸蚀的攻击行为举动𓄧[14]。石油不错出现油包水乳霜状液,能能够地把水圈闭开来,以防润白湿和浸蚀不锈钢外外壁层;而当含发电量遭受波动后,又或许出现水包油乳状液,会致使混泥土外外壁层被润白湿[15,16]。就石油对不锈钢资料CO2浸蚀的反应,有探究[17,18]发现,石油含有有地方水可溶的外外壁层吸附性物加入水相后,在千万地步上转换了水相的生物特性,反应了合金钢板外外壁层保护好性浸蚀副产物膜的出现,于是对合金钢板的浸蚀的攻击行为举动所产生反应。Castillo等[19]表示,一少部分的石油不错大大减少不锈钢的浸蚀速度,但会遭受轮廓浸蚀。不过,就石油对阻垢剂的意义的攻击行为举动反应层面的探究却鲜有媒体报道,国外外就算是领域规定更是整形论文中,对阻垢剂采取评判时,均轻视了有机溶剂中石油或许致使的反应。中心句以仿真饱和点CO2石油采冒水为浸蚀有机溶剂,采取新动态失重挂片、高温度髙压电生物测试方法、外外壁层研究探讨分析等的方法,探究石油与髙压CO2相融状况下咪唑啉阻垢剂对合金钢板的缓蚀的意义。


1 研究的方法

失重工作与电催化检验均在动态展示、压力情况下实现。所选材质为N80钢,其具体催化酚类化合物 (的高质总分,%) 为:C 0.3407,Si 0.2923,Mn 1.3898,P 0.0152,S 0.0132,Cr 0.45,Ni 0.0282,Mo 0.3,Fe裕量。CO2分压为2.5 MPa,温湿度为 (80±2) ℃,材质流动速度为1 m/s。材质为模拟网某油井的过剩CO2采留水,各阴阳离子含量组合而成 (的高质含量,mg/L) 为:Ca2+ 551,Mg2+ 190,K+/Na+ 12474,CO32- 180,HCO3- 2330,Cl- 19178,SO42- 16。工作填入用的阻垢剂为油酸咪唑啉[20],增添含量为100 mg/L。当考察调研黄金对阻垢剂的ꦜ危害时,选用长庆油井保证的黄金,增添黄金的的高质含量为5%。选用的黄金具体酚类化合物为:过剩烃38.28%,芳烃29.46%,轻胶质5.74%,中胶质2.36%,胶质沥青路砂质0.17%,重胶质沥青路砂质0.54%和他未查出酚类化合物[21]。


失重挂片调查时段为72 h,调查前将试片用二甲苯除油,无水工业乙醇洗掉,凉风风干,倒进变干器内24 h后测重,并✅日志调查数据源。


腐烛数率可按着式计算:

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式中:V为𒅌氧化传输速度,mm/a;m0和m分辨为氧化前后的试片重量,g;S为试片外ܫ壁积,m2;ρ为试片强度,g/cm3;t为氧化日子,h。


光电催化反应测试软件方法英文分为三工业安全体系,在Gamry 3000光电催化反应事情站努力行,以N🌜80钢工业为事情工业,Ag/AgCl工业与Pt工业各用做参比工业和手游辅助工业。的工作的的事情大小为0.20 cm2,每天测试软件方法英文慢慢前,事情工业用400#,800#和1200#砂纸按顺序打磨抛光至雾面,接着用二甲苯消毒,寒风晾干。动电势差极化直线的测试软件电势差比率:-200~+250 mV (对应于引路电势差EOCP),测试软件概率为0.5 mV/s,光电催化反应电位差谱测试软件方法英文的概率比率为105~5×10-3 Hz,施用的奖励数据信息幅临界值±5 mV。


凭借Contact Angle System OCA20相处角法测试仪完成座滴法衡量稀硫酸在不锈钢面上的相处角,凭借Quanta 200 型打印电镜 (SEM) 留意制样面上tvt体育 蚀形貌。


2 效果与探讨

2.1 动态图片生锈失重


在动图供低于求CO2采有水出模拟系统液中,N80钢的灼伤波特率为10.26 mm/a;假如美重质美国美国际原油后,N80钢的灼伤波特率为10.16 mm/a,并还没能发生了严重变,是因为美重质美国美国际原油多个增加对N80钢的CO2灼伤还没能有明显印象。多个假如100 mg/L咪唑啉脱硫剂后,N80钢的灼伤波特率大幅度回落为0.299 mm/a,只不过其灼伤波特率依旧更大,未超过这个互联网行业要求 (太小于0.076 mm/a)。可是,当时候增加美重质美国美国际原油与咪唑啉脱硫剂时,N80钢的灼伤波特率影响至0.072 mm/a,超过了这个互联网行业要求。这是因为,美重质美国美国际原油和咪唑啉脱硫剂彼此兼有较好的协同管理用途,美重质美国美国际原油可能有明显强化咪唑啉脱🐠硫剂对碳钢板的缓蚀用途。


筛选中一致产品品质浓度值的重油,使用动态化失重法深入分析重油与咪唑啉脱硫剂并存时对碳素钢🐈的缓蚀用。当重油与咪唑啉脱硫剂并存时,碳素钢的生锈时延削减为0.083 mm/a,表面重油与咪唑啉脱硫剂直接也具备有积极的携手用。


柴油𝓀车为烃类搅拌物,而国际美原油的大部分材质也为烃类物。出现实验设计然而证明,烃类物还可以与咪唑啉脱硫剂情况协同工作缓蚀效果,效果机能已经为:咪唑啉脱硫剂的导电性亲水基气体吸附剂在金属制材质漆层,而国际美原油与咪唑啉非导电性疏水基情况气体吸附剂,产生较为紧密的缓蚀膜,共同的防止灼伤媒质与金属制材质基体的碰到。


为了进一步了解CO2分压和温度对原油与咪唑啉缓蚀剂之间的协同作用的影响,进行了不同CO2分压和不同温度下N80钢的动态失重实验,结果分别列于表1和2中。可知,当CO2压强和介质温度发生变化时,原油与咪唑啉缓蚀剂之间依然存在很好的协同效应。

表1 在各种不同CO2分压下N80钢的失重研究毕竟 (80 ℃)

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表2 在有差异平均温度下N80钢的失重实践结杲 (2.5 MPa)

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2.2 低温高电压电耐腐蚀各种测试


电电学公测用到自动设计的的温度过高各类高压电电学公测提升装置[2𒁏2],待电级短路电势差稳定性后进行电电学电势差差谱及动电势差检测极化拟合曲线美公测。在当中,动电势差检测ܫ极化拟合曲线美报告单见图1。

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图1 在有所不同前提条件下N80钢的极化弧线 (80 ℃, 2.5 MPa)


就能够看到,比较白页状态,互相含有重质美国石油后,金属电极的极化道德行为都没有时有发生同质性变更;互相参与脱硫剂后,极化弧度美向功率量变小导向中转移;在🀅参与脱硫剂的互相,再参与重质美国石油后,极化弧度美切实一个脚印向功率量变小导向中转移,互相脱硫剂脱附电极电位同质性扩大,意味着重质美国石油强化了脱硫剂的吸收ꦜ,使其不容易脱附。极化弧度美的曲线拟合结论见表3。就能够看到,互相含有重质美国石油对碳素钢的防蚀化阻止并不同质性;互相参与咪唑啉对碳素钢防蚀化兼具明星的阻止用;在含有咪唑啉脱硫剂的基本知识上再参与重质美国石油,碳素钢的防蚀化功率量容重同质性降底,咪唑啉对碳素钢的缓蚀用得见切实一个脚印强化。


电化学阻抗测试结果见图2。可以看出,介质中单独添加原油时,容抗弧未发生显著变化,单独添加缓蚀剂后,容抗弧显著增大;原油和缓蚀剂同时添加时,容抗弧进一步增大。空白及单独添加原油时,阻抗谱中有感抗存在,感抗弧与腐蚀产物的生成与溶解有关;添加缓蚀剂及同时添加缓蚀剂与原油时,感抗消失,表明活化溶解被有效抑制。

表3 从图1中的极化折线换算获得的电电学主要参数 (80 ℃, 2.5 MPa)

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据电物理化学电位🐈差谱的的特点,用于图3a图甲中的等效电路设计设计对一片空白及独立移除石油的电位差谱确定拟合曲线曲线,用于图3b对独立移除阻垢剂及一并移除阻垢剂与石油的电位差谱确定拟合曲线曲线。等效电路设计设计中,Rs为溶剂热敏功率🐟阻值功率,RL是感抗相当于的热敏功率阻值功率,Rct与Rf区别为电势信息传递热敏功率阻值功率与膜层热敏功率阻值功率,CPEct与CPEf区别为与双电层电解滤波电容和膜电解滤波电容有关的的常相位角开关元件,L为电感。


电普通机械电阻值谱的曲线拟合然而见表4。能否能够,不同于一片空白情况,注入脱硫剂后,Rct可观不断增强,一同程序界面滤波电容很大减少,体现了机会下有有些脱硫剂原子ꦐ式加入了水原子式物理吸附在五金外表面。在移除脱硫剂的依据上再注入美国际原油后,Rct与Rf进步骤扩大,机会是这是由于咪唑啉与美国际原油各自演变成的缓蚀膜更紧密、覆盖住更完整详细。

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图2 在各不相同必备条件下N80钢的电检查是否抗阻谱 (80 ℃, 2.5 MPa)

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图3 电无机化学电位差谱等效三极管模式化


2.3 润湿性公测


通过接触角测试考察咪唑啉缓蚀剂及原油对水在碳钢表面润湿性的影响,图4为N80钢在不同介质中浸泡后,水滴在碳钢表面的形貌图。通过软件分析得知,在空白溶液以及单独添加原油、单独添加咪唑啉缓蚀剂、同时添加咪唑啉和原油的模拟液中浸泡后,水的接触角分别为69.5o,72.5o,82.5o和96o。从测试结果可以得知,当原油与咪唑啉缓蚀剂同时存在时,碳钢的表面疏水性得到显著增强。

表4 N80钢的电电学抗阻谱曲线拟合后果

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图4 在的不同生活条件下N80钢外面露珠的形貌图


2.4 腐化形貌看


动൲态的失重挂片科学实验结束之后,将试片从展开高压釜中存入,用冷气烘干,再换SEM展开微形貌分折,见图5。可看见,空白页稀硫酸的状态下,合金钢外表的灼伤物品松疏、多孔,未建立低密度的确保膜 (图5a);而在用重新加如黄金的稀硫酸中时,灼伤物品稍显系统、低密度,是但依然松疏 (图5b);在用重新增添咪唑啉脱硫剂的的状态下,合金钢外表就没有♊考察到非常明显的灼伤物品 (图5c);而在另外增添咪唑啉脱硫剂和黄金的的状态下,N80钢外表会有上粉色的的透明膜,整合极化身材曲线分折,这层粉色的的透明膜将会为黄金与脱硫剂之间降解在合金钢外表建立的 (图5d)。

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图5 在与众不同條件下N80钢的结垢形貌 (80 ℃, 2.5 MPa)


3 报告

(1) 在耐高温、髙压、动态信息过剩CO2水液体中,一个人“增多黄金对N80碳素钢的CO2防灼伤没了明显的的能够仰制造用;而一个人“增多咪唑啉阻垢剂却能加到明显的能够仰制造用,但在加盟量为1⛦00 mg/L时,N80碳素𒐪钢已然还具有较高的防灼伤时延。


(2) 美𒁃国重质原油与咪唑啉缓蚀阻垢剂相互兼备较好的信息化效应,加入到美国重质原油后,电级串入电极电极电位与缓蚀阻垢剂脱附电极电极电位提升,高碳钢板的疏水效果激发,缓蚀膜遍布更完整的,令高碳钢板的被腐蚀强度强势拉低。



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