二氧化碳腐蚀体系缓蚀剂缓蚀机理及缓蚀协同效应的研究

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许

2、学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。作者签名：导师签名：日期：型左：么；碧日期：丝f兰：垒：2学位论文数据集IIIIIIIIIIllillllJIIImlllllllllllllIY2139499中图分类号TE3学科分类号430．20论文编号100102012005l密级公开学位授予单位代码10010学位授予单位名称北京化

3、工大学作者姓名陈国浩学号2009080051获学位专业名称材料科学与工程获学位专业代码080502课题来源自选课题研究方向油田化学论文题目二氧化碳腐蚀体系缓蚀剂的缓蚀机理及缓蚀协同效应研究co：腐蚀，缓蚀剂，咪唑啉衍生物，缓蚀机理，缓蚀协同效应机理，量关键词子化学计算论文答辩日期2012-年5月31日论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师赵景茂研究员北京化工大学油气田用缓蚀剂的研究评阅人1a评阅人2b评阅人3C评阅人4吕战鹏教授上海大学材料的腐蚀与防护评阅人5郑家粲教授华中科技大学

4、缓蚀剂理论与应用徽员纵何业东教授北京科技大学材料的腐蚀与防护答辩委员l何业东教授北京科技大学材料的腐蚀与防护答辩委员2刘建华教授北京航空航天大学材料的腐蚀与防护答辩委员3陈长风教授中国石油大学材料的腐蚀与防护答辩委员4王峰教授北京化工大学应用电化学答辩委员5左禹教授北京化工大学材料的腐蚀与防护注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在Ⅸ中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745—9)((学科分类与代码》中查询。四．论文编号由单位代码和年份及学

5、号的后四位组成。摘要二氧化碳腐蚀体系缓蚀剂的缓蚀机理及缓蚀协同效应研究C02腐蚀是油气田生产过程中最为常见的一种腐蚀形式，它严重的威胁了石油化工行业的安全生产，往往会造成巨大的经济损失，甚至危及到人身安全。有鉴于此，如何有效的抑制C02腐蚀一直是研究热点。在诸多抑制C02腐蚀的措施中，添加缓蚀剂是一种简单有效，成本低廉的手段，被广泛的应用于各大油气田实际生产中。然而，目前有关缓蚀剂的机理研究相对较少，特别是缓蚀协同效应机理的研究相当匮乏。为了对缓蚀剂的缓蚀机理进行深入的研究，本论文合成了一系列缓蚀剂，利用红外光谱对它们

6、的结构进行了表征。利用失重法、极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、零电荷电位测试等电化学技术，配合X射线光电子能谱(xvs)、量子化学计算等手段，对缓蚀剂的缓蚀机理及缓蚀协同效应机理进行了深入的研究。主要工作如下：1、利用极化曲线和EIS电化学测试技术，系统的研究了C02腐蚀体系中咪唑啉衍生物(OIMQ)、硫脲(TU)和两者复配使用的复配缓蚀剂的电化学行为。结果表明：OIMQ和TU之间具有良好的缓蚀协同效应，当使用浓度为lOmg／L时，两者的最佳配比为5rag／L+5mg／L。分析两者的电化学行为可以发现，OIMQ是一种

7、抑制阳极为主的混合型缓蚀剂，通过对阳极过程的负催化作用而起到缓蚀作用；北京化工大学博士学位论文TU是一种混合型缓蚀剂，作用机理为几何覆盖效应；当两者复配使用后，缓蚀剂表现出的作用机理为几何覆盖效应，极化曲线上出现了吸附／脱附平台区；EIS图谱上出现了Warburg阻抗，表明在碳钢表面形成了一种双层缓蚀剂的膜层结构，验证了之前的XPS试验结果。即硫脲分子主要存在于缓蚀剂膜的底部，而咪唑啉主要存在于缓蚀剂膜的上部。2、研究发现在C02体系中，眯唑啉类缓蚀齐U(OIMA)和苯甲酸钠(SB)之间存在协同效应，此结论在国内外均未

8、见相关报道。应用静态失重法、动电位极化曲线和EIS电化学测试技术研究了二者之间的缓蚀协同效应机理，并提出了吸附模型。结果表明，OIMA能够有效地抑制Q235钢在C02饱和盐水溶液中的腐蚀，而SB基本上对Q235钢在C02饱和盐水溶液中的腐蚀没有缓蚀作用。但是当两者复配使用时，有明显的缓蚀协同作用。通过EIS和零电荷电位测试技术，辅