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第八章 油气工业中缓蚀剂的应用
缓蚀剂(corrosioninhibitor)是一种在很低的浓度下,能扼制金属在腐蚀性介质中的阻碍经过的物资。好意思国石油开发公司于1885年,曾建议选用油井酸化手艺增产原油的构思,并于1895年在一批油井中履行了盐酸酸化采油手艺。可是,在坐蓐现实中,由于盐酸溶液对油井的严重腐蚀,这项酸化采油增产手艺被动住手使用,最终未能竣事工业化。直到20世纪30年代,酸化缓蚀剂问世,油井酸化采油增产手艺才得以应用和发展。20世纪初,缓蚀剂的有用组分缓缓从自然植物类转向矿物原料加工产物(如煤焦油),从而使缓蚀剂的品种和性能有了进一步的扩大和改善。20世纪30年代中期,东谈主工合成制取有机缓蚀剂有用组分得回见效,被合计是缓蚀剂科学手艺的一次重要转念。
在多样金属腐蚀守护时势中,使用缓蚀剂是工艺方便、资本便宜、适合性强的一种时势,它已粗俗应用于石油和自然气的开采真金不怕火制、机械、化工、动力等行业,并具有精良的效率和较高的经济效益。但缓蚀剂只适用于腐蚀介质有限量的相对闭塞系统,像海洋平台和船埠桩腿的海水腐蚀及桥梁的大气腐蚀等就不恰当选用缓蚀剂保护,但比年来也针对海水和大气腐蚀发展了在涂层里面添加缓蚀剂以擢升耐蚀智商的手艺。
在油气坐蓐拓荒中,需要针对内腐蚀风险部位,制订缓蚀剂的使用要害,包括怎样采纳缓蚀剂、怎样使缓蚀剂达到最好效率等。
5.1缓蚀剂的分类
缓蚀剂的种类茂密,缓蚀机理复杂,莫得一种长入的时势能将其合理分类并反应其分子结构和作用机理之间的商量。为了商量和使用方便,常从多种角度对缓蚀剂进行分类。
(1)按化学组要素类
按往往对物资化学构成的辨认,缓蚀剂可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两大类。在本体应用中,缓蚀剂经常不是单一组分,而是多组分的复配,以充分旁边“协同效应”加多缓蚀效率。
无机化合物是早期常选用的缓蚀剂,如亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、砷化物、氰化铵等,多不令东谈主酣畅,因其存在着一些流毒(毒性、在酸性介质中缓蚀效率低等),当今已为有机化合物所代替。举例:铬酸盐料理时铬酸氧化物的千里积经常形成堵塞;砷化物的毒性大并有引起氢脆的危急。
有机化合物用作缓蚀剂的颠倒多,并连接在发展,常用的有:链状有机胺过甚繁衍物、咪唑啉过甚繁衍物、季铵盐类、松香胺繁衍物、炔醇类等。
(2)按电化学机理分类
按缓蚀剂对电极经过的影响,可把缓蚀剂分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和搀和型缓蚀剂三类。
阳极型缓蚀剂即阳极扼制型缓蚀剂,它能阻滞阳极经过,能加多阳极极化,使腐蚀电位正移。阳极型缓蚀剂往往是缓蚀剂的阴离子移向金属阳极使金属钝化。阳极型缓蚀剂如果用量不及,不成充分神事阳极名义时,会形成小阳极大阴极的腐蚀电板,反而会加重金属的点蚀,因此阳极型缓蚀剂又有“危急性缓蚀剂”之称。
阴极型缓蚀剂即阴极扼制型缓蚀剂,它能阻滞阴极经过,使阴极经过降速,使腐蚀电位负移。阴极型缓蚀剂往往是阳离子移向阴极名义,并形成化学的或电化学的千里淀保护膜。这类缓蚀剂在用量不实时并不会加快腐蚀,故阴极型缓蚀剂又有“安全缓蚀剂”之称。
搀和型缓蚀剂即搀和扼制型缓蚀剂,它能对阴极经过和阳极经过同期起扼制作用。这时腐蚀电位变化不大,但腐蚀电流却可减小许多。
(3)按物理化学机理分类
按缓蚀剂对金属名义的物理化学作用,可将缓蚀剂分为氧化膜型缓蚀剂、千里淀膜型缓蚀剂和吸附膜型缓蚀剂三类。
把柄E-pH图,许多金属泄露在中性介质(包括大气)中时,其名义皆将心事氧化物被膜。这些被膜经常是不细腻的,将引起局部腐蚀。氧化膜型缓蚀剂径直或蜿蜒氧化金属,在其名义形成金属氧化物薄膜,从而修补正本的被膜,辞谢腐蚀反应的进行。这种缓蚀剂极易促进腐蚀金属的阳极钝化,因此也称为钝化型缓蚀剂,或径直称为钝化剂。氧化膜型缓蚀剂一般对可钝化金属(铁族过渡性金属)具有精良保护作用,而对不钝化金属如铜、锌等金属莫得显耀效率,在可溶化氧化膜的酸中也莫得用率。氧化膜较薄(0.003~0.02
千里淀膜型缓蚀剂自己并无氧化性,但能与金属的腐蚀产物(Fe2+、Fe3+)或和阴极反应的产物(一般是OH-)生成千里淀,在金属名义形成防腐蚀的千里淀膜,也能有用地修补氧化物膜的症结。千里淀膜的厚度比一般钝化膜厚(约为几十至一百纳米),其细腻性和黏着力也较钝化膜差。此外,千里淀膜厚度会连接加多,有可能引起结垢的反作用,往往要和去垢剂合并使用才会有较好的效率。
氧化型和千里淀型两类缓蚀剂也常合称被膜型缓蚀剂,文件中也有东谈主称为“相间型”缓蚀剂(interphaseinhibitor),它们在金属名义上形成三维的新相(有一定厚度的名义膜)。它们在中性介质中很有用,但在酸性介质中效率很差。在酸性介质中,氧化物不成判辨存在,金属的名义大部分是泄露的。此时氧化性物资的加入非但不成起缓蚀作用,反将因额外的阴极反应而加快腐蚀。此时千里淀型缓蚀剂也将因千里淀的溶度加多和金属名义连接逸出氢气而不起作用。
吸附膜型缓蚀剂并不使腐蚀金属名义上形成三维的新相,而仅仅形成一层运动的或不运动的原子或分子吸附层。这类缓蚀剂文件上也称为“界面型”缓蚀剂(interfaceinhibitor),它们能吸附在金属名义,改动金属名义的性质,从而在意腐蚀,产生缓蚀作用。把柄吸附机理不同,可进一步分为物理吸附型和化学吸附型两类。化学吸附时粒子一定要被吸附在简略成键的吸附中心上,而物理吸附则莫得这种限制,可吸附在名义的任何位置上,是以物理吸附的掩蔽率要比化学吸附的掩蔽率大得多。物理吸附与化学吸附不错相伴发生,常需要同期谈判两种吸附在通盘吸附经过中的作用。为了能形成精良的吸附膜,金属必须有洁净的(即活性的)名义,是以在酸性介质中经常比在中性介质中更多地选用这类缓蚀剂。吸附膜型缓蚀剂分子中有极性基团,能在金属名义吸附成膜,并由其分子中的疏水基团来遏止水和去极化剂达到金属名义,保护金属。在酸和非水溶液中,缓蚀剂在金属名义形成的膜极薄,一般仅仅单分子层或几个分子的厚度。
(4)按物理情状分类
按缓蚀剂的物理情状,可将缓蚀剂分为油溶性缓蚀剂、水溶性缓蚀剂和缓相缓蚀剂。油溶性缓蚀剂即水溶性较差、油溶性较好的一类缓蚀剂,基本上是由有机缓蚀剂构成的。其作用机理一般合计是:由于存在着极性基,这类缓蚀剂分子被吸附于金属名义,从而在金属和油的界面上遏止了腐蚀介质。水溶性缓蚀剂即水溶性较好、油溶性较差的一类缓蚀剂。一般说来,无机类和有机类,两者均可用作水溶性缓蚀剂。气相缓蚀剂(volatilecorrosioninhibitor或vaporrustinhibitor)是在常温下能蒸发成气体的缓蚀剂。因此,如果是固体,就必须有升华性;如果是液体,必须具有大于一定数值的蒸气分压。东谈主们把柄是否具有这种秉性可使之与其他水溶性缓蚀剂相区分。
5.2油气工业常用缓蚀剂
油气田使用的缓蚀剂,特别是在含CO2的油气田等腐蚀环境中,主要为“界面型”缓蚀剂,它们自己或它们的反应产物吸附在金属名义上,形成一层运动的或不运动的吸附层和保护性膜层,阻滞腐蚀经过的阴极、阳极或同期阻滞阴阳极反应,从而产生缓蚀作用。
CO2腐蚀缓蚀剂的早期商量主要针对金属在水相环境中的腐蚀,其种类较多,包括酰胺、咪唑啉、季铵盐、杂环化合物等,已被粗俗应用于石油、石化范围,阐发着极为遑急的作用。跟着商量的深入及工业手艺的发展,管谈顶部腐蚀问题越来越引起东谈主们的怜爱,多样蒸气相、气相缓蚀剂也应时而生。底下留心先容几类缓蚀效率较好的缓蚀剂以及该范围的商量进展。
5.2.1咪唑啉过甚繁衍物类
在宽绰CO2缓蚀剂中咪唑啉过甚繁衍物用量最大,约占缓蚀剂总用量的90%傍边。咪唑啉过甚繁衍物于1949岁首度在好意思国得回专利,1963年最早报谈了咪唑啉看成一种缓蚀剂应用于油田。咪唑啉具有无刺激性气息、毒性低、热判辨性好、生物易降解等特色,简略有用扼制CO2环境下金属的全面腐蚀和局部腐蚀,当今已被见效地用于多个含CO2的油气田。
对于咪唑啉在钢铁名义的缓蚀机理商量,国表里学者照旧开展了大皆责任,从早期吸附类型的判别、吸附模子的拓荒到近期官能团的作用机理、缓蚀剂膜厚度、成膜判辨性、咪唑啉水解性等皆取得了一定的成立。
咪唑啉季铵盐是通过季铵化改性料理将咪唑啉环上氮原子化合价变成五价形成的,由于季铵盐分子中N+对金属名义的吸附作用更热烈,是以咪唑啉季铵盐的缓蚀性能远比咪唑啉要好。季铵阳离子能被带负电荷的金属名义所吸附,对阳离子放电反应产生极大的影响,其成列在金属名义就像使金属名义带正电荷相似,使氢离子难于围聚金属名义,不仅加强了终结作用,况兼遏止了电荷的转动,使阴极反应速度责怪;季铵盐上阴离子对阳离子型缓蚀剂的静电吸附也有较大影响。常用的季铵化试剂主要有氯乙酸钠、苄基氯等。大皆商量标明,咪唑啉季铵盐不错有用扼制油气工业中的CO2腐蚀。
5.2.2气相缓蚀剂
跟着自然气工业的发展,传统的液相缓蚀剂已很难达到防腐蚀看法,如液相缓蚀剂经常难以扼制潮湿管线的顶部腐蚀,故此时东谈主们开发研制了新类型的缓蚀剂,即气相缓蚀剂。气相缓蚀剂分子目田度较高,特别适用于时事复杂的管谈。其流毒是坐蓐和使用经过中易被吸入体内,形成较大的伤害,使恰当今商品化气相缓蚀剂较少。
最先,钢铁用气相缓蚀剂主要为低分子量有机胺过甚盐类,如异丙胺、亚硝酸二环己胺。将咪唑啉与低分子量胺复配后用于输气管线,竣事了一定的缓蚀效率。但由于这类物资蒸发性太大,气息和毒性也大,使其应用受到极大限制。20世纪90年代后,缓蚀剂的构效商量缓缓清晰化,不错借助分子假想和分子拼装来素养气相缓蚀剂的合成,负气相缓蚀剂的开发参加了一个新阶段,多种新式高效、低毒气相缓蚀剂走入东谈主们视野。低聚型缓蚀剂是受选藏较多的一个商量标的。低聚型气相缓蚀剂不错在分子内引入不同作用的活性基团同期扼制几种因素的腐蚀,不错说是在分子内竣事了复配使用,有可能形成比分子外复配更细腻的保护膜,具有更好的协同效应。一些杂环类化合物被开发用作气相缓蚀剂,如唑类繁衍物、吗啉类繁衍物,其分子中O、N、S、P等原子看成活性吸附中心,对多种金属具有较强的吸附作用,且分子内或分子间极易形成大皆氢键增厚吸附层,形成氢离子接近金属名义的更大阻力,具有颠倒好的气相缓蚀效率。
5.2.3复配型缓蚀剂
油气开采经过中,金属管谈大多是处于多相共存的环境中,常触及液相、气相交互作用共同影响材料腐蚀程度的问题。为此开发了宽绰种类的气液双相复合型缓蚀剂,在油气工业中阐发了雄伟的作用。用于油气管谈的缓蚀剂配方,组分经常包括咪唑啉、有机酸、不同的名义活性剂和缓相缓蚀剂的复配物。有商量落幕标明气液相复合型缓蚀剂能有用减缓油田拓荒的腐蚀。以环保为基点研制针对高温高压CO2腐蚀环境,研制适用于多相腐蚀体系的缓蚀剂恰当现时油气工业发展的需求。其中以现存缓蚀剂为基础,探索不同缓蚀剂的最好复配配方,擢升缓蚀效率、扩大缓蚀剂适用范围、责怪有毒缓蚀剂的用量,最终得到高效、低毒、通用型缓蚀剂亦然这一范围商量连接餍足本体需求的一条捷径。
5.3缓蚀剂应用经过中的问题
在管谈本体入手经过中,施加缓蚀剂看成遑急的防腐蚀时势,起到了极为要害的作用。但是缓蚀剂所濒临的腐蚀工况十分复杂,缓蚀剂选用和应用不妥,可能严重影响其有用性,从而引起管谈严重的内腐蚀问题,胁迫管谈安全入手。
本体应用环境中,缓蚀剂的缓蚀效率不管受哪些条目的影响,最终取决于以下几个因素:
①吸附分子与金属或腐蚀产物膜之间的吸附力;
②在金属名义的吸附率或心事率等;
③形成的保护膜的厚度;
④保护膜的细腻度。
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为使一丝缓蚀剂充分阐发高的缓蚀作用,缓蚀剂分子的极性基与非极性基之间,应有适当的“两性平衡”,即极性基能平稳地吸附在金属名义上,非极性基能有用地心事一谈金属名义。
缓蚀剂在应用经过中,受到多样因素的影响,不同的工况环境对缓蚀剂各方面的要求也不同。缓蚀剂性质结构、金属名义情状、环境介质皆会对缓蚀性能产生很大影响,为此必须最先了了多样因素对缓蚀剂功效的影响法例,以针对不同条目的本体问题采纳最好缓蚀剂类型。
油气工业中管谈的本体入手环境十分复杂,温度、气体压力、流体流速、介质要素、多相当因素皆会对缓蚀剂效率形成极大的影响。一般情况下,高浓度缓蚀剂形成的膜的细腻度和附着性皆优于低浓度时形成的膜,因而具有更好的抗流体冲刷智商。对于有机缓蚀剂,介质温度的影响亦然需要谈判的因素,温度太低时,缓蚀剂在水中的溶化度较小,难以在金属名义形成完竣细腻的保护膜,缓蚀效率很低,随温度的升高,介质中缓蚀剂浓度增大,缓蚀效率改善,但温渡过高,可能导致缓蚀剂热分解,富饶失去缓蚀作用。
CO2分压影响“界面型”缓蚀剂的缓蚀性能的机理尚作假足昭彰,往往随系统CO2分压的升高,缓蚀剂膜黏着力放松,缓蚀效率责怪。可能的原因是CO2溶于水后责怪了溶液pH值,削弱了缓蚀剂和金属名义之间的吸附键,另外,溶化CO2还会擢升金属名义吸附缓蚀剂的黏度,使缓蚀剂的有用性责怪。
针对管谈含CO2的同期含微量和一丝H2S的情况,H2S的存在不仅改动CO2为主的腐蚀法例,还影响缓蚀剂种类和遑急官能团的采纳。某些适于CO2环境的缓蚀剂,在微量H2S存在时,由于不添加缓蚀剂时腐蚀速度相对较低,无法体现出访佛单纯CO2环境中的缓蚀效率。而对于适于H2S环境的缓蚀剂,在仅CO2而无H2S存在时,则线路出较低的缓蚀效率,在微量H2S存在时,即使CO2分压加多,也能线路出较高的缓蚀效率。微量H2S的存在,不仅影响体系在不添加缓蚀剂时的腐蚀速度,况兼影响缓蚀剂作用机制,在筛选和评价时应赋闲采纳。
现场本体工艺特色形成的缓蚀剂所处流动环境对于其缓蚀效率的影响,空洞谈判流态、流速和壁面剪切力等参数怎样影响缓蚀剂有用性,一般情况下,流速加多将责怪缓蚀剂的缓蚀效率,但另一方面,流速过低时由于砂千里积和流态变化也会影响缓蚀剂应用效率。流速从两方面影响缓蚀剂缓蚀效率,一是流速径直影响缓蚀剂的传质经过,当流速过低时,流体与管壁的领域层厚度较大,缓蚀剂难以传输到管壁,影响缓蚀剂膜的形成,缓蚀剂必须在高于一定临界流速的条目下才有较好的缓蚀效率。二是流动产生的剪切力对缓蚀剂膜的冲击作用,可能导致膜的闹翻剥落,裁汰缓蚀剂膜寿命,以至形成缓蚀剂膜在金属名义难以形成。因而,缓蚀剂惟一在特定的流速范围内使用,能力得回最好的缓蚀效率,流速范围会因缓蚀剂不同而互异。
对于多相混输管谈,经常在投产后,输送流体的含水率显耀擢升。在缓蚀剂使用经过中,缓蚀剂加注剂量一般轻率应于管谈本体含水率,保证加注浓度恰当预期要求。由于缓蚀剂经常具有一定的油水分拨比,有用作用于水相并保护与水相战斗管壁的缓蚀剂浓度与含水率密切关联。除上述因素外,缓蚀剂与金属间的配伍性、缓蚀剂中是否加入名义活性剂或分散剂等也会影响缓蚀性能。
5.4缓蚀剂的选用原则
缓蚀剂在油田现场应用时,主要应用于以下几类坐蓐系统:油井及含水原油集输系统、凝析气井及油气水混输系统、潮湿输送系统、油田浑水料理与输送及回注系统。
缓蚀剂筛选前应先分析油田腐蚀近况,对腐蚀环境进行归类考究,集会适合该腐蚀环境下对应坐蓐系统的基础手艺贵寓。影响缓蚀剂性能的因素有坐蓐入手参数(如温度、压力、含水率、流速等)、腐蚀性介质(如H2S、CO2、O2、硫等)、细菌(如TGB、SRB等)、酸碱度pH值以过甚他药剂应用情况。缓蚀剂所处的流体工况特色,包括物理环境、化学环境、力学环境,是影响缓蚀剂应用效率的遑急介质环境条目。
①温度:一般情况下,温度升高由于影响缓蚀剂的判辨性和吸附智商,将责怪缓蚀效率。但同期,温度升高也可能通过形成保护性腐蚀产物膜而责怪不含缓蚀剂条目下的腐蚀速度,使缓蚀剂效率难以直不雅体现。
②CO2分压:管谈内腐蚀的主要腐蚀介质是溶于水相的CO2,CO2分压不仅导致腐蚀速度加多,也影响缓蚀剂效率和应用效率。CO2分压在一定范围内加多,使得不添加缓蚀剂时腐蚀速度显耀加多,效率精良的缓蚀剂,简略线路出更高的缓蚀效率。CO2分压加多过大,则由于体系腐蚀性增强,溶液中pH责怪等因素,独特缓蚀剂有用作用的操作窗口,缓蚀剂可能无法达到精良的缓蚀效率,责怪缓蚀效率。在局部腐蚀较为敏锐的温度区间,CO2分压加多,会促进局部腐蚀的形成,一朝体系容易形成局部腐蚀,将显耀影响缓蚀剂有用性。
③H2S含量:H2S的存在不仅改动CO2为主的腐蚀法例,还影响缓蚀剂种类和遑急官能团的采纳。微量H2S的存在,不仅影响体系在不添加缓蚀剂时的腐蚀速度,况兼影响缓蚀剂作用机制,在筛选和评价时应赋闲采纳。
④水化学特色:现场采出水水型,特别是Ca、Mg离子含量会影响缓蚀剂的溶化性和空缺溶液的腐蚀性和腐蚀产物形成难易程度,从而对缓蚀剂有用性形成影响。
⑤流速和流态:现场本体工艺特色形成的缓蚀剂所处流动环境对于其缓蚀效率的影响,空洞谈判流态、流速和壁面剪切力等参数怎样影响缓蚀剂有用性,一般情况下,流速加多将责怪缓蚀剂的缓蚀效率,但另一方面,流速过低时由于砂千里积和流态变化也会影响缓蚀剂应用效率。
缓蚀剂筛选经过中,应初选与复选相取悦、静态实验与动态实验相取悦,在尽量模拟现场工况特色和环境参量的基础上,徐徐强化腐蚀条目,对缓蚀剂缓蚀效率进行实验室评价和评级。同期,还应最先谈判对缓蚀剂各项基本理化性能或援助性能进行必要测试。举例,缓蚀剂的配伍性。如果要与其他化学药剂(如阻垢剂、脱氧剂或杀菌剂)一块使用,则应当查抄不同化学药剂的相容性。种种药剂之间若发生化学反应,则其有用性可能会放松或遭到阻碍。
有机缓蚀剂往往以液体时事提供,油田往往用批量加注的样貌对油井和集输系统进行加注,也不错用化学药品泵的样貌进走运动加注。药品往往进行稀释以便于使用。在寒寒兴隆中,药品必须进行保暖料理,往往用加乙醇的时势进行料理,但它必须与乙醇相容,因为乙醇经常会导致某些缓蚀剂从溶液中千里淀出来。
同期,经济性是缓蚀剂采纳时十分遑急的因素。采纳什么价钱的缓蚀剂,要依据测验评价所得的缓蚀效率来进行空洞预算。由于缓蚀剂需要遥远加注且存在恰当的加注浓度范围,“最经济”的缓蚀剂经常并不是最便宜的缓蚀剂。
5.5缓蚀剂的评价时势
缓蚀剂的测试评定主淌若在多样条目下,对比金属在腐蚀介质中,有无缓蚀剂时的腐蚀速度,从而细目缓蚀效率、最好添加量和最好使用条目。是以,缓蚀剂的测试商量时势本体上等于金属腐蚀的测试时势。
不同的缓蚀剂居品,应在团结实验浓度、实验周期、实验妙技、实验拓荒、实验操作主谈主员下进行,确保不同缓蚀剂实验落幕的可对比性。在室内测验筛选和缓蚀剂评级责任的基础上,对优选的缓蚀剂还应进行缓蚀剂加注最好浓度的测试和评估,并进行缓蚀剂应用的经济性评估,确保缓蚀剂在现场应用的可行性。室内筛选评价落幕后,还轻率餍足要求的缓蚀剂居品现场测验考据,评价出确凿适合现场腐蚀环境的缓蚀剂。
采纳一种实验室时势在模拟现场条目下进行实验。把柄实验落幕,可细目缓蚀剂在实验室和现场使用的量。因此,所选的实验时势必须简便易行、快速,可模拟最恶劣的腐蚀案例(比如点蚀),可在经济有用的条目下进行。缓蚀剂经过该实验测试后,可细目其在现场本体应用时的缓蚀功能。通过比较实验室测试所得与现场的均匀腐蚀、点蚀速度,旋转笼实验可模拟恶劣的腐蚀环境,产生很大很深的局部点蚀,实验安设简便。溅射、旋转圆柱电极(RCE)、旋转圆盘电极(RDE)实验可用于缓蚀剂的筛选,易细目流型流态,合理谈判了液体流动情状,必须取悦高温高压釜能力模拟现场极点残酷的腐蚀环境。转轮、密封浸泡及静态实验是排行终末的实验时势,这些实验的测试落幕与现场本体使用的落幕关联性较差,不成对应。高温高压反应釜仍是当今缓蚀剂效率评价最为常用和被粗俗接收的评价时势和拓荒。
把柄缓蚀剂动态模拟实验落幕,旁边失重法分别求取空缺和对比实验条目下试片的腐蚀速度,参考SY/T5273—2000《油田采出水用缓蚀剂性能评价时势》,筹商得回该浓度的缓蚀剂在该模拟工况下的缓蚀效率。
缓蚀剂的性能不错通过缓蚀效率η(或称缓蚀率)表征。缓蚀效率越大,缓蚀性能越好。
式中,v、v分别是有、无缓蚀剂条目下的腐蚀速度,可用失重盘算暗示,g/(m2·h),或用腐蚀深度盘算暗示,mm/a;i、i分别是用电化学时势测定的有、无缓蚀剂条目下相应的腐蚀电流密度。缓蚀效率η越大,缓蚀系数γ也就越大,选用这种缓蚀剂保护,效率就好。
如果腐蚀时有氢放出,则评定某种缓蚀剂能否在本体中应用,除需要了解它的缓蚀效率外,同期还需要测量金属的氢脆性质,因为有一类缓蚀剂缓蚀效率自然很高,但引起金属氢脆严重,不成使用。许厚情况下金属名义常产生孔蚀等局部腐蚀。此时,评定缓蚀剂的有用性,除其缓蚀效率之外,尚需测量金属名义的孔蚀密度和孔蚀深度等。
评价缓蚀剂的缓蚀性能,还需检测后来效性能即缓蚀剂浓度从其曩昔使用浓度显耀责怪后仍能保握其缓蚀作用的一种智商。这标明缓蚀剂膜从形成到被阻碍能保管的时刻。因此,对缓蚀剂除了要求其具有较高的缓蚀效率以减少缓蚀剂的用量、减少加入次数和总用量外,还但愿具有较好的后效性能。为评价后效性能,需在较长的一段时刻内进行测验。
缓蚀剂自己特色是进行缓蚀剂筛选、评估和现场应用时必须谈判的前提条目,是除了缓蚀效率之外的遑急盘算体系。基于缓蚀剂自身特色对于其缓蚀效率的影响,缓蚀剂筛选和评估经过中应分别开展如下缓蚀剂基本理化性能或缓蚀剂援助性能的测试和评估。
①溶化性。缓蚀剂一般溶于适当的溶剂进行存储,一般在-20~30℃存放1~30天。在存储经过中,缓蚀剂溶液不应该发生任何改动,包括千里淀、相分离或形成黏性物资或固态颗粒。
②油水分拨性。为了扼制腐蚀,必须保证缓蚀剂简略到达水相,在油相和水相工况下,缓蚀剂会在两相之间分拨和分散。这么,缓蚀剂在水相顶用于扼制腐蚀的有用浓度本体上由于分拨在油相中而责怪。为了测试缓蚀剂在两相中的分拨或分散智商,必须让缓蚀剂在两相中散播一段时刻,然后将水相分离出来,并旁边缓蚀剂实验室评价时势测试水相的腐蚀性。也不错进行缓蚀剂水溶性评价。以水为溶剂(要求无色、深切、无悬浮物及固体千里渣),将缓蚀剂配成体积分数为10%的溶液,不雅察缓蚀剂溶液的分散情况,看成评价缓蚀剂水溶性的依据。
③乳化倾向。缓蚀剂经常亦然一种名义活性剂,因此易于促进油水乳化。某些乳化情状颠倒难以分离,这在原油输送中经常是不允许的。为了细目缓蚀剂的乳化倾向,将包含缓蚀剂的水相和油相进行搅动,不雅察两相过甚界面,两比较例应参考现场油水比例,并在不同比例下进行测试。
④起泡倾向。由于缓蚀剂内包含许多名义活性的物资,它们简略导致泡沫的液态碳氢化合物产生泡沫,这种泡沫对于管谈输送是不利的,因此,起泡测验所用的缓蚀剂的浓度既能反应缓蚀剂的剂量,也能进行药剂量评价。起泡倾向通过向玻璃管中含有缓蚀剂的溶液通入气体进行测试,细目形成泡沫的高度和判辨性,并与莫得添加缓蚀剂的溶液进行对比。
⑤药剂间的配伍性。缓蚀剂在应用经过中经常与不同的化学药剂共同加注,如破乳剂、阻垢剂、杀菌剂、除氧剂等。药剂间的配伍性对于缓蚀剂有用性十分遑急。将缓蚀剂、杀菌剂、破乳剂、阻垢剂等化学料理药剂按现场使用的质料浓度相互搀和后覆按其配伍性,分别评价缓蚀剂与多样药剂单独或搀和情况下的缓蚀性能、杀菌性能、防垢性能,以细目缓蚀剂有无放松或增强各水料理剂性能的作用,各料理剂有无放松或增强缓蚀剂缓蚀性能的作用,看成评价缓蚀剂配伍性蛮横的依据。
⑥热判辨性。由于温度对缓蚀剂有用性过甚情状判辨性产生影响,因此需要通过测量明确缓蚀剂在运输、存储和荷戈经过中的热判辨性,可采纳不同时势进行测试。可旁边黏性千里积实验进行表征。缓蚀剂的热分解和溶剂蒸发,均可能形成黏性千里积物的出现。有机缓蚀剂一遇高温,即由于热振动而离解,使缓蚀效率显耀下跌,缓蚀剂的效率一般随温度飞腾而责怪,可用热天平测出各温度下失重的百分率,用以判断缓蚀剂自己的热判辨性,细目缓蚀剂合适的使用温度范围。
除了上述几种主要因素之外,还有缓蚀剂毒性和环境友好性、缓蚀剂与其他材料的兼容性等其他援助性能测试。基于这些主要缓蚀剂援助性能的测试,不错使缓蚀剂筛选和评价更为全面和科学,通过不断各项援助性能,使得缓蚀剂更利于现场应用和充分阐发其缓蚀效率。
参考文件
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SY/T5273—2000.油田采出水用缓蚀剂性能评价时势,2000.
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