丙炔醇改性硫脲基咪唑啉在CO2/H2S共存体系中对X65钢的腐蚀抑制作用

目的 提高硫脲咪唑啉类缓蚀剂在CO2/H2S共存体系中的缓蚀效果,并揭示缓蚀机理.方法 利用丙炔醇对硫脲基咪唑啉(TAI)进行改性得到双炔丙基甲氧基硫脲基咪唑啉(DPFTAI),通过动态失重试验、极化曲线测试、交流阻抗测试分析其腐蚀性能.采用Material Studio 7.0软件模拟计算其分子轨道能量、Fukui指数、表面相互作用力和吸附状态、缓蚀剂分子与侵蚀性离子间的相互作用情况等,验证DPFTAI的缓蚀效果.结果 在不含H2S的条件下,TAI和DPFTAI的缓蚀效率均高于93％,当含有2000 mg/L H2S后,DPFTAI的缓蚀效率仍高达91.96％,且比TAI高出18.22％.模拟计算表明,DPFTAI有3个吸附中心,分别为其咪唑啉环上的2个N原子和DPFTAI分子侧链上的S原子,其与铁表面的相互作用能为29.66 kcal/mol,而TAI只有一个吸附中心,为其分子上的S原子,其与铁表面的相互作用能为22.46 kcal/mol;DPFTAI周围的HS–浓度明显大于TAI周围的HS–浓度.上述结果说明在CO2/H2S腐蚀体系中,DPFTAI在钢材表面的吸附效果明显优于TAI,因此缓蚀效果更好.结论 通过丙炔醇对TAI进行改性后,缓蚀剂DPFTAI抗CO2/H2S的腐蚀性能明显提高.吸附能力的提升是DPFTAI腐蚀抑制性能提高的主要原因.     

利用FFV预测缓蚀剂在不同体系中的协同效应

目的 研究一种分析缓蚀组分间协同效应的新方法。方法 使用Material Studio 7.0软件中的Amorphous Cell模块进行对象构建,在不同体系中利用Discover模块进行优化和运算,以水分子为探针进行FFV值测试,模拟计算得到FFV,再利用其变化率,来预测缓蚀组分间的协同效应,并通过传统方法验证该方法的正确性。结果 FFV模拟结果表明,在CO2体系中,MTIAS与AB2N具有协同效应,当二者按照摩尔比3∶2复配时的FFV最小,FFV的变化值D值最大,协同效应最好,缓蚀效率最高,而MTIAS与CPQA没有明显协同效应。在CO2/H2S体系中,MTIAS与CPQA按照摩尔比4∶1复配时的FFV最小,D值最大,协同效应最好,缓蚀效率最高;而当按照摩尔比1:4复配时,却出现了明显的拮抗效应,此时MTIAS与AB2N没有明显协同效应。失重法、极化曲线的测试结果与上述结果吻合。结论 通过缓蚀剂膜层的FFV预测缓蚀组分间的协同效应,是一种快速有效的研究方法。