文献综述 2 - 副本.doc

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1、化学工程学院2014届毕业设计（论文）文献综述文献综述题目：炼油腐蚀环境缓蚀剂的应用发展设计（论文）题目：含氮缓蚀剂在炼油除盐废水中的缓蚀性能研究学生姓名学号专业应用化学指导教师2014年3月25日炼油腐蚀环境缓蚀剂的应用发展1炼油时的腐蚀因素1.1电化学腐蚀当金属和电解质溶液接触时，金属表面是粗糙不均匀的，金属的种类、内应力、表面光洁度都可能会有很大的差别，或者由于金属的不同部位所接触电解液的种类、浓度、温度、流速等存在差别，会在金属表面会出现阴极区和阳极区，阴极和阳极通过金属本身互相闭合而形成腐蚀电池。金属电化学腐蚀就是通过阳极和阴极反应过程进行的。1

2、.2二氧化碳腐蚀CO2溶于水形成碳酸，使溶液中存在氢离子pH显酸性性，发生电化学腐蚀[1]。油气井中的二氧化碳对碳钢的腐蚀主要是局部腐蚀，严重的局部腐蚀经常使设备遭到破坏。油田中含有的Ca2+、Mg2+等金属离子可以在二氧化碳溶液中生成碳酸盐垢附着在碳钢表面。碳钢在二氧化碳水溶液中产生腐蚀后会在碳钢表面生成腐蚀产物，即少量松软且不致密的FeCO3膜。所发生的反应主要有:Fe2++CO32-=FeCO3Fe2++2HCO3-=Fe(HCO3)2Fe(HCO3)2=FeCO3+CO2+H2O腐蚀产物、结垢产物和金属表面不同的生成物膜在钢铁表面不同区域的覆盖程度

3、和均匀程度是不同的，金属不同区域之间存在实际腐蚀电位差，形成了腐蚀电偶，使得电位较负的金属区域加速腐蚀，造成局部腐蚀[2]。该研究结论在实际的油气田生产中已经得到证实。这种局部腐蚀由于阳极面积小,往往穿孔的速度快。影响二氧化碳腐蚀的主要因素是温度、CO2分压、pH值、流速、质组成、以及管材材质。其中CO2分压是控制腐蚀的主要因素之一，是衡量二氧化碳腐蚀性的一个重要参数。钢铁腐蚀速度取决于CO2分压的特征是因为pH值的降低。随着温度的升高，钢铁的腐蚀速度先是增加，然后逐渐的慢下来，然后变小。CO2分压增高，腐蚀速度最大值向较高温度一侧转移。流速对腐蚀的影响主

4、要是由于流体流动对腐蚀介质传质效果的影响及对腐蚀产物膜在金属表面附着的影响所致。1.3溶解氧腐蚀氧腐蚀是最常见的腐蚀，只要有空气和水存在就会发生这种腐蚀。在中性及弱碱性油田注水系统中，氧去极化是这类腐蚀的主要原因。电子从阳极流向阴极,使Fe失去电子,油田水中溶解氧获得电子,从而生成Fe(OH)2，Fe(OH)2脱水,被氧化生成Fe(OH)3，即Fe-2e-=Fe2+O2+2H2O+4e=4OH-Fe2++2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3生成的氢氧化铁脱水，即形成铁锈(FeOOH及Fe2O3·xH2O)，其脱水反应为

5、:Fe(OH)3→FeOOH+H2O2Fe(OH)3→Fe2O3+3H2O如果此反应氧被消耗且Fe(OH)3附在金属表面形成一层膜,会抑制腐蚀作用。但是由于油田水中的氧来自大气，空气源确保了腐蚀反应长期持续发生[3]。在酸性条件下，油田注水系统中碳钢的腐蚀过程反应原理如下:8H2O→8OH-+8H+4Fe→4Fe2++8e-8H++e-→8H+吸附4Fe2++8H2O→4Fe(OH)2+8H+吸附氧在油气田生产中还常生成氧浓差电池，其中氧浓度高的部分是阴极，浓度低的是阳极。碳钢在水与空气的界面上发生的腐蚀可归因于氧浓差腐蚀。由于在界面处水可从空气中充分得到

6、氧,而水的下层氧的浓度较低且得不到及时补充，因而产生氧的浓度差，形成氧浓差腐蚀。1.4盐类腐蚀Ca2+、Mg2+离子会增大油田采出水的矿化度，使局部腐蚀更为严重。它们也能够形成沉淀沉积在金属表面形成良好的覆盖层,能起到保护金属防腐作用；但如果覆盖层分布不均匀,覆盖部分与未覆盖部分之间又会形成浓差电池,并将产生点蚀。油田开采时带有少量油田水，经过脱水处理仍有少量水存在于原油中。这些水中含有盐类，主要是氯化钠，还有氯化镁、氯化钙以及少量的硫酸盐。这些氯化物受热水解生成腐蚀性很强的盐酸，使介质中存在大量的Cl-。腐蚀介质中的Cl-能够吸附在保护膜上并与金属设备表

7、面的阳离子生成氯化物，使金属设备产生点蚀，当介质中含有溶解氧时会加剧点蚀，在金属设备表面造成穿孔。若介质中Cl-的浓度较大，Cl-可直接穿透保护膜，加剧局部腐蚀。Cl-对碳钢和低合金钢的腐蚀最为严重。2缓蚀剂的定义在美国材料与实验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中，缓蚀剂是“一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物”、一般来说，缓蚀剂是指那些用在金属表面其防护作用的物质，加入微量或少量这类化学物质可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低直至为零。同时还能保持金属材料原来的物理机械性能不变。由于

8、它使用简便，用量小，效果好，经济，安全方便等优点，在有缓蚀剂存在的