中和缓蚀剂的性能评价及应用研究

中和缓蚀剂可以有效防止或减缓炼油装置腐蚀的发生,主要成分有3种,分别起到不同的作用.以某炼油厂现场加注的中和缓蚀剂为例,针对缓蚀剂3种作用特点对其溶解分散性能、中和性能、静态和动态缓蚀性能进行了评价.现场所用缓蚀剂的动、静态缓蚀率较好,可有效控制强酸性环境下的腐蚀,对控制露点腐蚀作用明显,但其中和能力一般,提升酸性环境pH值能力弱,需配合中和剂使用可起到更好的缓蚀效果.另外缓蚀剂注入处应选择专用分散喷头和自动加注系统,提升缓蚀剂的缓蚀效果.     

炼油厂湿硫化氢腐蚀介质缓蚀剂的研究

研究了一种可用于炼油装置的湿硫化氢防护的咪唑啉类缓蚀剂,并对其缓蚀效果作了评价。在有机酸和有机胺摩尔比为1:(1.1～1.5),140～240℃,分散剂A存在条件下,合成出了理想的湿硫化氢的缓蚀剂。当缓蚀剂用量为20 mg/L时,缓蚀率为95%,为炼油装置的湿硫化氢的腐蚀防护提供参考。     

缓蚀剂在炼油化工装置的实际应用

本文介绍了缓蚀剂在不同腐蚀试片的缓蚀率的变化数据。试验结果表明,该剂在酸性水为腐蚀介质的体系中,缓蚀率达到97%以上;并描述了缓蚀剂在炼油化工防腐蚀工作当中得到的实际应用情况。     

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文章评价了目前各类缓蚀剂在石油和天然气的钻采及输油气管道工程中所发挥的重要作用，简述了近年来绿色缓蚀剂的发展趋势，介绍了以多元醇和多聚磷酸为主要原料合成新型多元磷酸酯酸洗缓蚀剂的方法，及经过大量实验得出的合成新型多元磷酸酯缓蚀剂的最佳条件。针对输油气管道的作业环境，文章介绍了采用挂片实验对新型缓蚀剂在强酸性条件下的缓蚀效果进行评价的方法。文章还根据多元磷酸酯的缓蚀机理讨论了协同效应对其缓蚀效果的影响，并总结了多元磷酸酯酸洗缓蚀剂的优势，提出了改进其缓蚀效果的设想。     

咪唑啉膦酰胺盐酸盐在油田水中的缓蚀性能研究

采用静态挂片失重法和电化学方法,研究了合成的环烷基咪唑啉膦酰胺盐酸盐(NIPH)在模拟油田水中对A3钢的缓蚀作用,并探讨了其缓蚀机理.实验结果表明:(1)NIPH在矿化度31.2 g/L的模拟油田水中对A3钢具有较好的缓蚀效果,其缓蚀效果受溶液pH值影响较大.在显酸性的模拟油田水中,NIPH的缓蚀率远高于原模拟油田水中的缓蚀率;当溶液pH为5左右时,NIPH的缓蚀效果最好,且此时水中基本无沉积物,在80℃、24 h条件下,投加量为30 mg/L时,缓蚀率可达到92.43%,A3钢腐蚀率仅为0.0249 mm/a,远好于我国石油天然气行业标准对污水腐蚀率的要求.(2)NIPH缓蚀剂具有较宽的适用温度范围(30～95℃),50℃左右时缓蚀效果最好.温度较低时,NIPH缓蚀剂以物理吸附为主;温度较高时则以配位键化学吸附为主;80℃时吉布斯吸附自由能ΔG0为38.2 kJ/mol.按电化学机理,NIPH属于阴极型为主的缓蚀剂.图1表5参8.     

加氢装置高压空冷器阻垢缓蚀剂的研究

加氢装置反应流出物空冷器腐蚀失效的原因主要是NH4HS的形成、析出和沉积,其机理包括NH4HS水溶液垢下腐蚀和冲蚀。阻垢缓蚀剂一方面具有阻垢功能,阻止铵盐低温析出,形成一种新的化合物能够全部溶解在液相水中,避免NH4HS沉积造成垢下腐蚀;另一方面具有缓蚀作用,在空冷器表面能够形成致密、稳定的保护膜,一定程度地避免管束受NH4HS溶液冲蚀。在实验室条件下,考察了阻垢缓蚀剂的阻垢和缓蚀的效果;在中试装置上,采用挂片质量损失法考察了阻垢缓蚀剂对空冷器的缓蚀效果。实验结果表明研制的阻垢缓蚀剂同时具有阻垢和缓蚀功能,能有效抑制NH4HS析出结垢,当加剂量为50μg/g,缓蚀率达到98.6%。     

一种油田用咪唑啉缓蚀剂缓蚀效果评价

为了评价某区块油田在用的一种咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能,对J55钢在模拟工况环境中进行了腐蚀速率测试试验。通过失重法计算均匀腐蚀速率,采用EDS、XRD、SEM技术分析其腐蚀产物组分和微观形貌,用金相显微镜测量点蚀坑深度并计算点蚀速率。结果显示,该区块以CO2腐蚀为主,腐蚀产物含有FeCO3;在添加不同浓度咪唑啉衍生物类缓蚀剂时,试样表面均以均匀腐蚀为主,但表面有不同程度的点蚀坑。失重法计算结果表明,在模拟工况腐蚀条件下,该缓蚀剂对J55钢具有良好的缓蚀效果,缓蚀率随着缓蚀剂浓度增大而提高;当缓蚀剂浓度为120 mg/L时缓蚀率最高,J55钢的均匀腐蚀速率仅为0.028 1 mm/a,试样表面未见明显点蚀,该浓度下咪唑啉缓蚀剂具有最佳的缓蚀效果。     

缓蚀剂工艺防护措施优化及工业应用

某公司汽油加氢装置脱碳五塔塔顶系统设备及管道腐蚀严重,腐蚀机理为湿硫化氢腐蚀。原缓蚀剂性能较差,不合适的注剂量和注剂点位置是导致塔顶注缓蚀剂工艺防腐蚀效果不理想的主要影响因素。文章对塔顶缓蚀剂性能进行评价的结果表明：缓蚀剂最大缓蚀率仅为52.54%,防腐蚀效果较差,不适用于脱碳五塔顶部位的腐蚀环境。后公司针对缓蚀剂性能、注剂量、注剂点位置等影响因素对塔顶工艺防腐蚀措施进行了优化,应用结果表明：塔顶湿硫化氢腐蚀形势得到有效控制,冷凝水的pH值上升至7.0～9.0,铁离子含量平均值降至3.3 mg/L,塔顶腐蚀系统的设备及管道的腐蚀均属轻微程度。     

加工高硫原油蒸馏装置塔顶缓蚀剂的研究

从缓蚀剂作用机理出发,研究开发了在金属表面具有较强吸附作用和占位优势的缓蚀剂.采用华中科技大学开发的电化学腐蚀实验装置,对缓蚀剂进行了验证,经挂片腐蚀实验,证明在蒸馏塔顶低温部位HCl-H2S-H2O腐蚀环境下,缓蚀率大于95%;用中和剂将腐蚀介质pH值调整到7左右时,缓蚀率可达98%,可以在生产中广泛应用.     

加氢装置塔顶缓蚀剂的评价

针对某炼化企业加氢装置多处发生腐蚀问题,为了确保塔顶缓蚀剂的注入效果,对几种日常注入的6种缓蚀剂进行评价筛选。通过实验室模拟腐蚀环境,采用电化学极化曲线法测定不同种类的缓蚀剂在腐蚀介质溶液中的腐蚀电流密度,通过塔菲尔斜率推算出缓蚀率,从而评价缓蚀剂注入效果。缓蚀剂的缓蚀率排序:多硫化钠复合剂(81.62%)2号缓蚀剂(81.57%)1号缓蚀剂(53.02%)1:1缓蚀剂(21.92%)D3201缓蚀剂(13.73%)1:6.5缓蚀剂(-83.28%)。     

浮顶储罐壁板内防腐高度与浮顶升降试验的关系

按照规范要求浮顶储罐应在刮蜡机构、一二次密封及其他附件全部安装完后才能进行浮顶升降试验。试验后由于刮蜡板和密封紧贴壁板,不仅无法对密封和刮蜡板覆盖的壁板进行喷砂和涂装作业,而且在喷涂时由于周围被一二次密封封闭,增加了涂料喷涂的不安全性。实践证明,只要采取必要的措施,升降试验前先不安装密封和刮蜡机构的重锤;在升降试验时,通过增加浮顶限位控制装置、控制放水流速、控制浮顶和壁板之间的间隙来控制浮顶的偏移;浮顶升降试验完成后,先完成罐内的壁板下部和罐底板的防腐,然后再进行一二次密封和重锤的安装是可行的,既保证了防腐质量、施工进度,又保证了施工安全。为了便于在罐内和浮顶之间狭小的空间内进行防腐作业,从设计角度提出了在满足防腐要求的前提下,壁板内侧下部的防腐层高度不宜太高,同时对10×10~4m~3以上的浮顶储罐,应增加浮顶支柱的高度,使浮顶下表面中心点到罐底板的净距为1800mm。     

新型完井液缓蚀剂HCA-3H研究与评价

在酸洗缓蚀剂和盐水缓蚀剂均无法满足象新疆油田无机盐加重酸性完井液缓蚀要求的情况下,借鉴酸洗缓蚀剂和盐水缓蚀剂的作用机理,采用常规处理剂中引入特殊基团合成处理剂的同时,充分发挥多种处理剂的协同增效作用,在成功研制出能满足90℃条件下要求的缓蚀剂HCA-3的基础上,进一步优化高温缓蚀剂再次成功地开发研制出一种多组分复配高温高效缓蚀剂HCA-3H。该缓蚀剂能使氯化钠的质量分数为30g／100mL水、pH值低于3的无机盐加重隐形酸完井液在120℃条件下,腐蚀速率小于0．076mm／a,缓蚀率达98％以上。     

喹啉与硫脲在含饱和CO_2气井采出水中的协同效应

加注缓蚀剂抑制CO_2腐蚀是天然气开发过程中的常见工艺,利用缓蚀协同效应可以有效降低缓蚀剂的用量,减少对环境的污染,提高经济效益。为此,采用静态失重法、电化学极化曲线、阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱等实验分析方法,研究了在含饱和CO_2模拟气井采出水腐蚀体系中,喹啉季铵盐(QN)与硫脲(TU)对N80碳钢的缓蚀协同效应。结果表明:①喹啉季铵盐和硫脲均能有效抑制N80碳钢的腐蚀;②喹啉季铵盐是一种以抑制阴极型为主的缓蚀剂;③硫脲对N80碳钢的阴极和阳极均具有较强的抑制作用,是一种混合型缓蚀剂;④当喹啉季铵盐与硫脲复配使用时,在较低的使用浓度下,喹啉季铵盐缓蚀剂与硫脲具有较好的缓蚀协同效应,当3 mg/L喹啉季铵盐缓蚀剂与7 mg/L硫脲复配使用时,缓蚀效果最佳,缓蚀率可达到93.59%;⑤喹啉季铵盐与硫脲相互作用在N80碳钢表面能形成稳定的吸附膜,较大程度地抑制N80碳钢的腐蚀过程。进而还对喹啉季铵盐与硫脲之间的协同作用机理进行了探讨。     

气田集输管线腐蚀及其防护

结合前人研究和气田实际腐蚀因素分析,采用高压釜模拟现场工况对乙二醇溶液中20 g钢的腐蚀行为及缓蚀进行了评价。研究结果表明:20 g钢在乙二醇溶液中属于尚耐蚀类型,其腐蚀的主要原因是氯离子的吸附引起的。由于氯离子的吸附作用,氧化膜破裂,生成的钝化膜保护性较差,使得腐蚀加剧。通过缓蚀实验表明,MY/IMC—30Q’油井集输缓蚀阻垢剂能有效地减缓腐蚀,缓蚀率达到87.56%。     

停备用设备气相防腐剂在炼化装置防腐蚀中的应用

介绍了停备用设备气相防腐剂的研发背景、物质组成、作用原理、用途用量、种类及特点,比较了几种常见防腐蚀方法的优缺点,并着重分析了设备停用及备用期间造成设备腐蚀的主要原因及两种腐蚀形式:垢下腐蚀;有氧和水分残留在金属表面引起的腐蚀。分别列举了近两年在二套催化备用设备和柴油加氢备用设备中应用停备用设备气相防腐剂的实际情况。通过两个应用实例,验证了停备用设备气相防腐剂在炼化停用及备用装置中的良好防腐蚀效果,为石化企业设备停用及备用期间的防腐蚀提供了有效的方法。     

含硫化氢废水用缓蚀剂的研究

研究了有机膦系缓蚀剂在炼油厂含硫废水中的缓蚀性能。实验结果表明,脲基四甲叉膦酸（CRIMP）及硫脲基四甲叉膦酸在含硫废水中的缓蚀性能比同类产品好。确定了适用于含硫废水系统的最佳复合缓蚀剂配方：CTMP／KH2PO4（质量比5：1）、CTMP／PM（质量比3：1）。该复合缓蚀剂与原来使用的复合缓蚀剂相比,不仅缓蚀率高（分别为96．5％和87．3％）,而且处理后的水质状况良好,较好地解决了含硫废水对设备腐蚀的问题。     

咪唑啉类缓蚀剂腐蚀抑制作用

CO2-H2S腐蚀一直是石油工业的一个棘手问题和研究热点。CO2-H2S腐蚀引起的设备和管道腐蚀失效,造成了巨大的经济损失以及严重的社会后果,所以开展抑制CO2-H2S腐蚀的研究具有深远的经济和社会效应。而咪唑啉类缓蚀剂具有优良的缓蚀性能,随着缓蚀剂质量浓度增加,缓蚀率增加,当N-烷基苯并咪唑啉阳离子缓蚀剂质量浓度为50 mg/L时,缓蚀率达到97.15%。近年,针对CO2-H2S腐蚀问题,采用咪唑啉缓蚀剂处理的研究较多,通过金属与酸性介质接触在其表面形成单分子吸附膜,从而降低其电位达到缓蚀的目的。文中对新型咪唑啉类缓蚀剂(季铵盐、酰胺基、硫脲基、苯并和膦酰胺味唑啉类缓蚀剂)的缓蚀机理以及研究现状作了详尽的概述。     

常减压装置缓蚀剂的研制及其性能

 选用不同的有机酸和有机胺反应合成了水溶性咪唑啉季铵盐系列缓蚀剂,分析了咪唑啉中间产物及其最终产物的红外光谱. 采用静态挂片法评价了该系列缓蚀剂的缓蚀性能,并与胜华炼油厂现用缓蚀剂缓蚀效果进行对比, 筛选出缓蚀效果最好的缓蚀剂HS-2; 考察了添加不同量HS-2时的缓蚀率和腐蚀速率,确定了缓蚀剂的最佳添加量为20mg/l. 采用电化学法进一步考察了HS-2缓蚀剂的缓蚀性能, 设计并进行了模拟现场蒸馏实验. 结果表明, 缓蚀剂HS-2为混合控制型缓蚀剂,能够有效抑制H₂S-HCl-H₂O体系在露点条件下对A3碳钢的腐蚀,比现场使用的缓蚀剂性能更优.     

硫脲基咪唑啉缓蚀剂的合成及其缓蚀性能

咪唑啉类缓蚀剂因低毒、环保、高效,被广泛应用在油田防腐中.为解决咪唑啉类缓蚀剂在高温、高矿化度下成膜性差、缓蚀效果不佳的问题,以价格低廉的油酸、二乙烯三胺、二氯甲烷为原料合成咪唑啉季铵盐,再接以硫脲基合成了硫脲基咪唑啉季铵盐S-WM,在90℃下采用电化学和失重法在油田模拟水中评价S-WM的缓蚀性能.研究表明,缓蚀剂S-...     

缓蚀剂HC01缓蚀行为研究

加工高酸、高硫原油过程中,减粘顶水对塔顶冷凝系统和材质为20号钢的流出管线腐蚀严重,为了减少腐蚀过程对管线和设备的危害,有必要提出有效的防腐措施。通过失重法和电化学交流阻抗法,对11种顶水介质常用缓蚀剂进行筛选,研究了不同浓度下各缓蚀剂的缓蚀性能,针对缓蚀效果优良的咪唑啉缓蚀剂HC01最佳用量及其在20号钢表面的吸附行为进行了研究。结果表明:缓蚀剂HC01最佳浓度为145.5 mg/L,缓蚀率高达90.26%,在20号钢表面的吸附行为服从Langmuir吸附等温式,属于化学吸附。咪唑啉缓蚀剂HC01在减粘顶水介质中对20号钢的缓蚀效果明显,建议现场应用。