煙氣介質(zhì)防腐緩蝕劑的評價(jià).pdf

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1、jij≥j?’il，蟄i磐。≯囂j澎器豢黲霉蠢≥“煙氣介質(zhì)防腐緩蝕劑的評價(jià)李長青(中油遼河工程有限公司，遼寧盤錦124010)摘要：有效的控制系統(tǒng)腐蝕介質(zhì)的pH值，是實(shí)現(xiàn)煙氣采油工藝有效實(shí)施“工藝防腐”的重要保障，因此，有效評價(jià)緩蝕劑的緩蝕效果及優(yōu)化緩蝕劑注入量對保障設(shè)備長周期運(yùn)行及企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益具有重要意義。關(guān)鍵詞：煙道氣：緩蝕劑；防腐煙道氣采油工藝過程中，由于酸性氣體溶解于冷凝水介質(zhì)中，形成典型的CO：一H。O及少量雜質(zhì)構(gòu)建的酸性腐蝕體系，其對冷卻系統(tǒng)及其他輸氣設(shè)備構(gòu)成了嚴(yán)重腐蝕威脅。1實(shí)驗(yàn)方法該實(shí)驗(yàn)中，主要選用10樣碳鋼作為測試材料。該實(shí)驗(yàn)選取pH為1和2的

2、鹽酸作為腐蝕介質(zhì)，有機(jī)胺類作為評價(jià)對象。首先，取用一定量的緩蝕劑投加到相應(yīng)的酸介質(zhì)中，考察緩蝕劑的加入量對介質(zhì)中酸的中和能力。同時，也考察了緩蝕劑的引入對介質(zhì)電導(dǎo)率的影響。最后，基于該緩蝕劑為油溶性的中和緩蝕劑，系統(tǒng)對比了該緩蝕劑與氫氧化鉀堿中和后的介質(zhì)防腐蝕效果。2測試方法選用DDB一303A電導(dǎo)率儀測試了不同緩蝕劑含量的介質(zhì)電導(dǎo)率。選用PXSJ-216離子計(jì)測試了介質(zhì)的pH值。選用CS300電化學(xué)工作站，在測試過程中，測試材料為工作電極，飽和甘汞電極為參比電極，鉑電極作為輔助電極，在穩(wěn)定的開路電位下_+lOmV的電位范圍內(nèi)進(jìn)行循環(huán)伏安掃描。同時，采用CHl6

3、60D電化學(xué)工作站測試了樣品在開路電位下的交流阻抗性能以進(jìn)一步考察其作用機(jī)理，測試的頻率范圍為100kHz-10mHz，施加的振幅為5mV。3結(jié)果與討論不同pH值溶液中添加不同量緩蝕劑后介質(zhì)pH的變化曲線。從實(shí)驗(yàn)可以看出，在pH為0．82的鹽酸介質(zhì)中，引入胺類緩蝕劑后，pH值首先緩慢增加，當(dāng)pH升高至2．5后，隨著緩蝕劑的增加，pH由2．5迅速增加至6。隨后，隨著緩蝕劑的添加，pH值又呈現(xiàn)緩慢增加的趨勢。相比之下，對于pH為2．23的鹽酸介質(zhì)，當(dāng)其中引入緩蝕劑后，介質(zhì)的pH依然呈現(xiàn)明顯的S型特征，其變化趨勢與pH為0．82的介質(zhì)相似，結(jié)果表明該緩蝕劑具有一定的中

4、和作用，其中和能力約為每克緩蝕劑大約中和6．422mM氫離子。緩蝕劑的加入量對介質(zhì)pH的影響，從實(shí)驗(yàn)中可以看出當(dāng)介質(zhì)的初始pH值為0．82時，隨著緩蝕劑的加入，介質(zhì)pH逐漸增加，但是介質(zhì)的電導(dǎo)率呈現(xiàn)下降的趨勢，而且在初始階段介質(zhì)的電導(dǎo)率緩慢下降，隨后電導(dǎo)率迅速下降，接著進(jìn)入緩慢下降階段，其主要由于所引入的緩蝕劑逐漸中和了部分氫離子，在初始階段由于介質(zhì)中氫離子濃度較高，引入少量的緩蝕劑很難引發(fā)電導(dǎo)率的變化，在介質(zhì)pH逐漸升高的初始階段，引入的緩蝕劑對介質(zhì)的電導(dǎo)率的影響越發(fā)明顯，在后續(xù)pH進(jìn)一步升高的階段，緩蝕劑對介質(zhì)電導(dǎo)率的影響變得不明顯。對于pH為2．23的介質(zhì)

5、來說，在介質(zhì)表現(xiàn)明顯的酸性時，引入的緩蝕劑對介質(zhì)電導(dǎo)率的影響較明顯，而介質(zhì)逐漸趨近于中性時，電導(dǎo)率的變化呈現(xiàn)緩慢降低，并表現(xiàn)下降趨勢變緩。氫氧化鉀堿與中和劑的中和效果及防腐蝕性能，從實(shí)驗(yàn)中可以看出，隨著氫氧化鉀堿的引入，10號鋼的自腐蝕電位呈現(xiàn)明顯降低的趨勢，并且隨著pH趨近于中性時，自腐蝕電位趨近于恒定，該現(xiàn)象主要是由于在強(qiáng)酸性介質(zhì)中，碳鋼的腐蝕反應(yīng)主要是陽極溶解和陰極的析氫反應(yīng)，如下：Fe—+2e+Fe2+2H++2e—}H2由于介質(zhì)中引入的是堿中和劑，其能夠有效的中和介質(zhì)中的氫離子，隨著介質(zhì)中氫離子濃度的降低，碳鋼腐蝕的陰極反應(yīng)逐漸受阻，從而降低了介質(zhì)對碳

6、鋼的侵蝕作用，說明中和介質(zhì)中的氫離子是實(shí)現(xiàn)工藝防腐蝕的重要途徑。此外，從圖中還可以看出，隨著介質(zhì)中氫離子的含量的降低，介質(zhì)電導(dǎo)率呈現(xiàn)明顯變化，當(dāng)介質(zhì)pH大于3時并逐漸趨近于中性時，介質(zhì)的電導(dǎo)率隨介質(zhì)pH的變化不明顯。當(dāng)采用胺類緩蝕劑作為中和劑時，10號鋼的開路電位及介質(zhì)電導(dǎo)率隨pH的變化趨勢與KOH作為中和劑時的變化趨勢一致，說明引入的緩蝕劑具有明顯的介質(zhì)中和作用。為了進(jìn)一步考察不同中和劑的防腐蝕性能，選用交流阻抗技術(shù)研究了引入中和劑的介質(zhì)對碳鋼基材的腐蝕性能。從實(shí)驗(yàn)中可以看出，當(dāng)氫氧化鉀作為中和劑時，隨著中和劑的引入量逐漸增加，介質(zhì)的pH逐漸升高，同時10號鋼

7、的低頻腐蝕阻抗呈現(xiàn)迅速增加然后變緩的趨勢，其進(jìn)一步說明中和劑的引入可有效的提高介質(zhì)pH值，從而改善介質(zhì)的腐蝕性。相比之下，胺類緩蝕劑表現(xiàn)的低頻腐蝕阻抗模值明顯高于氫氧化鉀作為中和劑時的模值，說明胺類緩蝕劑作為油溶性的緩蝕劑，其不僅表現(xiàn)良好的中和作用，還具有明顯的緩蝕作用，也就是說該中和劑的防腐蝕性能優(yōu)于常規(guī)的堿。4結(jié)語本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)評價(jià)了注緩蝕劑的防腐蝕性能，該緩蝕劑不僅具有良好的中和作用，還具有有效的緩蝕作用，因此，注緩蝕劑能夠有效的緩解冷凝系統(tǒng)的腐蝕?？紤]到煙氣冷凝介質(zhì)pH為3左右，可判斷介質(zhì)偏酸，其對冷卻設(shè)備主要是酸腐蝕，因此，需加強(qiáng)緩蝕劑的注入優(yōu)化?？紤]到人

8、工緩蝕劑注入的延時性及精