一种深层天然气田抗CO_2腐蚀缓蚀剂的研究

【摘要】： 针对大庆徐家围子深层天然气田开发、运输过程中出现的CO_2腐蚀行为,本文研制了一种复配成膜型气相缓蚀剂,并对其缓蚀性能进行研究。 基于分子间复配原则、缓蚀剂结构与效能关系,选择ATMP和MOR为主剂、Tu、Ur和OP-10为辅剂,并根据P-tol可与水蒸汽一起挥发可增大气相气压的特性,应用到缓蚀剂的研究中。经正交实验,研制出90℃下、1000mg/L Cl~-溶液中抗CO_2腐蚀的复配缓蚀剂GT-2,最佳组合配方为;ATMP用量为50mg/L,MOR为120mg/L,Tu为300mg/L,Ur为1400mg/L,OP-10为300mg/L,P-tol为300mg/L。失重实验结果表明,SS41钢的缓蚀率为84.96%,有着较好的缓蚀效果。添加缓蚀剂的1000mg/L Cl~-溶液中,SS41钢的极化曲线测试结果表明,腐蚀电位正移,极化电流降低,对阴极和阳极过程都有抑制作用,属于混合型缓蚀剂。在恒电位-1.0V时,碳钢的保护膜层仍稳定存在。 添加GT-2的1000mg/L Cl~-溶液中,SS41钢在气相缓蚀能力实验后,采用扫描电子显微镜和傅立叶变换光谱对碳钢表面腐蚀产物及吸附膜进行分析。SEM观察发现碳钢表面没有腐蚀迹象,吸附膜致密完整。FTIR分析表明,添加GT-2后碳钢表面形成铁和缓蚀剂分子的络合物膜层。同时实验验证了GT-2中各组分具有协同效应。 【关键词】：气田CO_2腐蚀 复配气相缓蚀剂 缓蚀性能 协同效应
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TG174.42
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 引言9-11
• 第1章 绪论11-27
• 1.1 CO_2腐蚀11-12
• 1.2 CO_2气相腐蚀的产生12-13
• 1.3 腐蚀类型13-14
• 1.4 CO_2腐蚀机理14-19
• 1.4.1 阳极反应14-15
• 1.4.2 阴极反应15-16
• 1.4.3 CO_2碳腐蚀的影响因素16-19
• 1.5 油气田CO_2缓蚀剂的研究进展19-25
• 1.6 本论文研究的目的和内容25-27
• 第2章 缓蚀剂性能的研究方法27-32
• 2.1 缓蚀物质的选择27
• 2.2 实验材料及设备27-28
• 2.2.1 实验材料27
• 2.2.2 实验药品27-28
• 2.2.3 实验设备28
• 2.3 实验方法28-32
• 2.3.1 失重法28-30
• 2.3.2 气相缓蚀能力试验及表面分析技术30
• 2.3.3 电化学测试30-32
• 第3章 静态条件下SS41钢抗CO_2腐蚀缓蚀剂的研究32-52
• 3.1 实验方法32-33
• 3.1.1 实验条件及材料32
• 3.1.2 失重实验32-33
• 3.1.3 气相缓蚀能力试验及表面分析技术33
• 3.1.4 电化学测试33
• 3.2 实验结果33-47
• 3.2.1 极值浓度33-35
• 3.2.2 正交实验35-37
• 3.2.3 缓蚀剂的缓蚀性能37-45
• 3.2.4 温度对缓蚀率的影响45-46
• 3.2.5 腐蚀时间对缓蚀率的影响46-47
• 3.3 缓蚀剂的协同效应47-50
• 3.4 本章小结50-52
• 第4章 动态条件下SS41钢抗CO_2腐蚀缓蚀剂的研究52-73
• 4.1 实验方法52-53
• 4.1.1 实验条件及材料52
• 4.1.2 失重实验52-53
• 4.1.3 气相缓蚀能力试验及表面分析技术53
• 4.1.4 电化学测试53
• 4.2 实验结果53-70
• 4.2.1 极值浓度53-56
• 4.2.2 正交实验结果56-58
• 4.2.3 缓蚀剂的缓蚀性能58-66
• 4.2.4 温度对缓蚀率的影响66-67
• 4.2.5 挂片时间对缓蚀率的影响67-68
• 4.2.6 Cl~-浓度对缓蚀率的影响68-69
• 4.2.7 Ca~(2+)浓度对缓蚀率的影响69-70
• 4.3 P-tol的协同效应70-71
• 4.4 本章小结71-73
• 第5章 结论73-75
• 参考文献75-80
• 攻读学位期间公开发表论文80-81
• 致谢81-82
• 研究生履历82

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