月桂基咪唑啉与2-氨基噻唑对碳钢的协同缓蚀作用

 采用失重法研究了1-(2-氨乙基)-2-月桂基-咪唑啉缓蚀剂（IM-11）与2-氨基噻唑(AT)复配对Q235钢在CO₂饱和的5%NaCl 腐蚀溶液中的协同缓蚀和吸附作用,并计算了它们的协同作用参数,Q235钢在它们存在下的腐蚀热力学、动力学参数。结果表明,IM-11和 AT 对碳钢均有一定的缓蚀作用,但其缓蚀率分别只有85%和70%,二者复配后缓蚀率大幅度提高,最佳值达到97.63%。IM-11 和 AT 二者对 Q235钢存在缓蚀协同作用。此外随着温度的升高,IM-11+AT 复配物的缓蚀性能下降。IM-11 及 IM-11+AT复配物缓蚀剂在碳钢表面的吸附均为自发的放热过程,且遵从 Langmuir 吸附等温式。     

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采用电化学方法模拟某含H₂S和CO₂的高温高压气井腐蚀环境,研究了咪唑啉衍生物对N80油管钢的缓蚀机理和缓蚀行为。结果表明：该咪唑啉衍生物能与介质中的硫化物共同与铁原子配位，产生稳定的吸附膜,属于阳极型缓蚀剂，其缓蚀机理为“负催化效应”，在较强的阳极极化条件下的脱附行为服从金属基底原子离子化溶解对缓蚀剂的冲击脱附模型，对裸钢或已经发生了腐蚀的油管钢都能起到较好的防护作用，能抑制H₂S导致的局部腐蚀。     

用于集输管线的0.5Cr 钢在模拟塔里木油田环境中的H2S/CO2 腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和四点弯曲实验,参照NACE 0177-2005标准研究了用于集输管线的0.5Cr 钢在模拟塔里木油田腐蚀环境中的H₂S/CO₂腐蚀行为。结果表明,0.5Cr 钢在CO₂腐蚀环境中具有极高的均匀腐蚀速率,H₂S腐蚀性气体的存在显著降低了材料的均匀腐蚀速率。在CO₂分压为2MPa、H₂S分压为0.5MPa 时,腐蚀速率仅为0.1523 mm/a,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力。在H₂S和CO₂共存的环境条件下,0.5Cr 钢表面的腐蚀产物为FeS,未出现CO₂腐蚀产物成分FeCO₃。在该模拟条件下,H₂S的腐蚀占主导作用。同时模拟油田工况条件的抗H₂S应力腐蚀开裂实验表明,0.5Cr 钢具有良好的抗H₂S应力腐蚀开裂能力。     

川东北地区富含H2S天然气烃类与CO2碳同位素特征及其成因

虽然近年来对川东北地区富含H₂S天然气的地球化学特征、成因及来源开展了广泛研究并积累了丰富的地质、地球化学资料,但由于该地区特殊的地质环境和复杂的天然气形成演化条件,天然气成因与来源问题一直备受关注并存有争议。川东北地区天然气中H₂S含量与烃类组分组成、甲烷、乙烷和CO₂碳同位素组成之间的关系表明,飞仙关组—长兴组富含H₂S的天然气主要是原油在硫酸盐催化下裂解的产物,可能主要来源于下志留统烃源岩;高含H₂S天然气中富集重碳同位素CO₂的生成,与天然气中H₂S含量的降低有关,是H₂S溶蚀储层碳酸盐岩的结果。     

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根据国内某高含硫气田集输管线内高含H₂S（8%～16%）、CO₂（5%～10%）的高压腐蚀环境，分析了可能存在的腐蚀影响因素，并采用静态高温高压釜研究了H₂S、CO₂、温度、Cl-以及元素硫等不同腐蚀影响因素对20#钢的作用规律。结果表明，在试验研究的范围内，20#钢的腐蚀比较严重，腐蚀速率在0.348～2.559 mm/a之间，但温度、水中Cl-含量以及元素硫是影响20#钢腐蚀程度的主要因素：水中Cl-含量越高，20#钢的腐蚀速率越大；温度为40 ℃时20#钢的腐蚀速率相对较大；元素硫的存在会加速20#钢的失重腐蚀和点蚀，最大点蚀深度为4.867 mm/a。通过室内研究，建议现场采取适当的措施清除集输管线内沉积的元素硫，而且最好不要让集输管线的温度停留在40 ℃左右，以减轻对管线的腐蚀；此外，还要加强对高Cl-含量地层水汇集的集输管线的防腐蚀工作。     

CO2-C2H6吞吐提高致密油藏采收率实验研究

注CO₂已经成为致密油藏提高采收率的重要手段之一，相较于纯CO₂，部分烃类气体对原油的降黏及混相能力更强。为此，通过高温高压PVT实验研究了CO₂及复合气体（CO₂-C₂H₆）-原油的饱和压力及黏度的变化特征，并利用高温高压岩心吞吐实验揭示了不同气体介质、吞吐压力及吞吐轮次下原油动用程度。研究结果表明：复合气体中C₂H₆增强了气液两相混相能力，提高了CO₂降黏及溶解能力，原油流动性显著增加。复合气体中随着C₂H₆摩尔分数的增加，原油饱和压力由14.24 MPa 增至18.02 MPa，提高了26.54%；原油黏度由23.68 mPa·s 降至8.76 mPa·s。不同吞吐压力下复合气体（CO₂-C₂H₆）的采收率提高效果均强于纯CO2的，且吞吐压力在最小混相压力附近采收率提高程度高于其他吞吐压力。复合气体（CO₂-C₂H₆）对孔隙半径为0.000 1～0.001 和0.01～1 μm孔隙中的原油动用程度强于纯CO₂的。     

临氢条件下NiMoS/γ-Al2O3催化辛烯-1与H2S的反应

 在高压反应釜中临氢条件下研究了NiMoS/γ-Al₂O₃催化辛烯-1与H₂S的反应,考察了反应温度、H₂S含量和烯烃体积分数对反应产物的影响,对反应产物进行GC-MS分析,探讨了辛烯-1与H₂S的反应机理。结果表明,辛烯-1与H₂S反应主要生成硫醇类和硫醚类化合物,辛烯-1本身还会发生加氢饱和反应和双键迁移异构化反应。随着反应温度升高,反应产物中的硫醇硫和总硫的量均逐渐减少,同时促进了辛烯-1的加氢饱和反应。反应体系中H₂S的含量越高,产物中硫醇硫和硫醚硫的含量越大;而且H₂S还会促进辛烯-1的双键迁移异构化反应,抑制辛烯-1的加氢饱和反应。随着反应体系中辛烯-1体积分数增大,产物中总硫的含量不断增大,而硫醇硫的含量先增大后减小,此外,辛烯-1的异构化产物和加氢饱和产物也会随之不断增多。     

P110S钢在高矿化度油田水环空保护液中的腐蚀风险评价

采用高矿化度油田水作为环空保护液基液易增加油套管钢腐蚀开裂的风险,因此,需对P110S钢在油田水环空保护液中的腐蚀风险进行评估。在对油田水和P110S钢的化学组分进行分析的基础上,用高温高压釜模拟现场工况,开展温度为200 ℃、CO₂分压为10 MPa、H₂S分压为2 MPa条件下的失重腐蚀和四点弯曲实验,并用SEM与EDS分析腐蚀产物形貌和成分,最后对试样进行截面分析。结果表明:P110S钢在高温高酸性工况下未发生应力腐蚀失效,腐蚀速率为0.098 5 mm/a,试样表面存在严重的点蚀和局部腐蚀;截面分析显示试样表面腐蚀产物膜厚度为63 μm,金属基体腐蚀严重,P110S油套管钢在此工况下面临较大的腐蚀失效风险。为了抑制管材的腐蚀,建议使用淡水或矿化度较低的井场水作为环空保护液基液。      

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文章通过对长焰煤、气煤、焦煤和无烟煤分别吸附CH₄、N₂和CO₂单组分气体的研究,探讨了不同煤级煤吸附3种单组分气体的特征以及相互间的差异性,发现CO₂/CH₄和CH₄/N₂值随煤级和平衡压力的变化而变化,并非简单的2倍关系。之后评价了几种常用吸附模型模拟煤吸附不同气体的效果,所选模型包括Langmuir方程、BET方程、D—A方程和D—R方程,优选出了更适合于描述煤吸附气体行为的吸附模型。研究结果表明,n=1时的D—A方程更适合于描述煤吸附CH4行为,Frendulich方程和Henry方程则适合于描述低煤级煤吸附N₂行为,而所选用的模型都不能合理解释无烟煤吸附CO₂的等温线在高压时出现的上翘现象。研究成果在煤层气的资源评价、产能预测、注气提高煤层气采收率技术以及CO₂在煤层中的封存技术等领域具有一定的科学意义。     

Optimal activated carbon for separation of CO2 from (H2 + CO2) gas mixture

Seven types of activated carbon were used to investigate the effect of their structure on separation of CO₂ from (H₂ + CO₂) gas mixture by the adsorption method at ambient temperature and higher pressures. The results showed that the limiting factors for separation of CO₂ from 53.6 mol% H₂ + 46.4 mol% CO₂ mixture and from 85.1 mol% H₂ + 14.9 mol% CO₂ mixture were different at 20 C and about 2 MPa. The best separation result could be achieved when the pore diameter of the activated carbon ranged from 0.77 to 1.20 nm, and the median particle size was about 2.07 lm for 53.6 mol% H₂ ? 46.4 mol% CO₂ mixture and 1.41 lm for 85.1 mol% H₂ + 14.9 mol% CO₂ mixture. The effect of specific area and pore diameter of activated carbon on separation CO₂ from 53.6 mol% H₂ ? 46.4 mol% CO₂ mixture was more significant than that from 85.1 mol% H₂ ? 14.9 mol% CO₂ mixture. CO₂ in the gas phase can be decreased from 46.4 mol% to 2.3 mol%–4.3 mol% with a two-stage separation process.     

新型双苯并咪唑润滑油添加剂的合成及其多效性能研究

以邻苯二胺、溴代叔丁烷和硫代二乙酸为原料,合成新型润滑油添加剂1,3-二(1-叔丁基-2-苯并咪唑)-2-硫代丙烷(tBu-BIMS),采用MS,FTIR,1H NMR等方法对产物进行了分析和表征;并通过挂片失重实验和四球摩擦实验考察了其作为润滑油添加剂对Q235钢的缓蚀性能和抗磨减摩效果。实验结果表明,在硫含量为0.2 mg/g的石油醚溶液中,tBu-BIMS对Q235钢具有良好的缓蚀性能,当tBu-BIMS添加量为5×10-5 mol/L时,缓蚀率达到90%以上;将tBu-BIMS作为以菜籽油为基础油的润滑油添加剂,可明显减小菜籽油的摩擦系数和钢球的磨斑直径,当菜籽油中tBu-BIMS质量分数为0.75%时,钢球的磨斑直径减小了30.88%。     

新型咪唑啉缓蚀剂的合成及性能评价

实验以氯化苄、环氧氯丙烷为季铵化试剂,合成新型咪唑咻缓蚀剂.经IR、1H NMR对合成产物结构进行了表征.以静态失重法和极化曲线法研究了缓蚀剂的缓蚀性能.实验结果表明:该咪唑啉型缓蚀剂在8%HCl介质中对Q235钢具有较强的缓蚀能力,缓蚀效率可达97.3%.经比较添加缓蚀剂前后Q235钢的极化曲线可见,添加缓蚀剂后自腐...     

Q235钢板表面堆焊不锈钢改性处理

为了提高Q235钢表面的耐蚀性和硬度等性能,采用TIG堆焊技术对Q235钢进行表面堆焊不锈钢试验,在30个试样中选取堆焊效果较好的4个试样,分析了其组织的宏观和微观形貌,选择15#试样堆焊层进行了腐蚀试验,并与Q235钢板的硬度进行了比较分析。试验结果表明,通过在Q235钢板表面堆焊不锈钢进行表面处理,其表面硬度有明显的提高,堆焊后Q235钢板表面堆焊层的耐蚀性比Q235钢母材的耐蚀性强。     

Q235钢在三元复合驱溶液中电化学腐蚀研究

采用电化学综合测试系统对油田常用管线钢Q235在以碱（Alkali）、表面活性剂（Suffactant）和聚合物（Polymer）的三元复合驱（ASP）溶液中腐蚀电化学行为进行了测试.研究了不同温度和pH值对其腐蚀行为影响.用扫描电镜（SEM）对浸泡腐蚀后试件表面进行了分析.结果表明：随温度升高,Q235钢电化学阻抗谱容抗半径降低,腐蚀阻力降低,腐蚀速率加大,主要与腐蚀产物膜减薄有关.随pH值升高,腐蚀速率减小并趋于平稳,主要取决于OH-的放电电位.静态浸泡后主要发生均匀腐蚀,腐蚀产物膜疏松,无点蚀.     

羧甲基硫代丁二酸对高矿化度油田注水缓蚀阻垢性能的测定

以巯基乙酸和马来酸为原料合成了羧甲基硫代丁二酸(CMTSA)。考察了CMTSA对Ca~(2+)的螯合作用及CMTSA在高矿化度模拟水中的阻垢和缓蚀性能,并利用极化曲线和交流阻抗的测试考察了CMTSA的缓蚀机理。实验结果表明,CMTSA对Ca~(2+)具有螯合作用;在1MPa、80℃条件下,用量100mg/L的CMTSA在高矿化度模拟水中的阻垢率为90%;在常压、40℃条件下,用量100mg/L的CMTSA对Q235钢在模拟水中的缓蚀率为49.6%;缓蚀机理主要是CMTSA能在金属表面形成吸附膜。     

2205/Q235大面积双相不锈钢复合板性能分析

针对油田对集输管线用板材较高抗腐蚀性的要求,采用爆炸焊接技术,对2205双相不锈钢与碳钢Q235进行爆炸焊接,研制出了10 000 mm(长)×1 400 mm(宽)×14 mm(厚)大面积双相不锈钢复合板材,其中不锈钢层厚度为2 mm。检测结果表明:复合板材的剪切强度及其他力学性能均达到或超过标准要求;HIC试验和SSCC试验加载为72%Rt 0.5时均未出现任何裂纹;在H2S,CO2,C l-共存的气相腐蚀介质中,试样蚀速率为0.045mm/a;两种材料的复合界面SEM观察及元素分析表明,2205双相不锈钢与Q235完全实现了冶金结合。     

1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷对N80钢的缓蚀性能

以1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷为N80油管钢缓蚀剂,采用热重分析（TGA）方法考察其热稳定性,通过电化学工作站测定Tafel极化曲线,评价1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷在饱和CO2环境中的投加量与缓蚀率之间的关系,并探讨其缓蚀机理。结果表明：1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷的热稳定性良好;将其作为油管钢缓蚀剂,缓蚀率高,当缓蚀剂浓度为1 mmol/L时,缓蚀率可达87.84 %。通过Langmuir吸附等温线可以看出,该缓蚀剂通过物理化学作用在金属表面吸附成膜,从而对金属起缓蚀作用。     

NE-6阳离子沥青乳化剂对不同金属材质的缓蚀行为研究

克拉玛依石化公司成功开发了NE-6慢裂快凝型沥青乳化剂.实际应用结果表明,NE-6作为阳离子沥青乳化剂对不同金属材质具有明显的缓蚀作用;在盐酸为腐蚀介质的体系中,缓蚀率达到81%以上.文中分析了在不同的温度、时间及盐酸浓度的条件下NE-6对Q235腐蚀试片的缓蚀效果.     

Gemini表面活性剂的缓蚀性研究

通过失重法和电化学测试方法研究了在50℃时饱和H2S／CO2介质中季铵盐类12-s-12（s=2,3,4,5和6）型Gemini表面活性剂对Crl3钢的吸附缓蚀性能及其机理。结果表明：50℃时Gemini表面活性剂在饱和H2S／CO2介质中对Crl3钢具有较好的缓蚀效果,其中12—6-12型Gemini表面活性剂的缓蚀性能最佳,缓蚀率能达到90％以上。研究得出间隔基变化对表面活性剂缓蚀性能的影响规律．用电化学极化曲线法和交流阻抗谱图讨论了这种规律的作用机理。12-s-12型Gemini表面活性剂为阴极型缓蚀剂。