烟气介质防腐缓蚀剂的评价.pdf

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1、jij≥j?’il，蛰i磐。≯嚣j澎器豢黪霉蠢≥“烟气介质防腐缓蚀剂的评价李长青(中油辽河工程有限公司，辽宁盘锦124010)摘要：有效的控制系统腐蚀介质的pH值，是实现烟气采油工艺有效实施“工艺防腐”的重要保障，因此，有效评价缓蚀剂的缓蚀效果及优化缓蚀剂注入量对保障设备长周期运行及企业经济效益具有重要意义。关键词：烟道气：缓蚀剂；防腐烟道气采油工艺过程中，由于酸性气体溶解于冷凝水介质中，形成典型的CO：一H。O及少量杂质构建的酸性腐蚀体系，其对冷却系统及其他输气设备构成了严重腐蚀威胁。1实验方法该实验中，主要选用10样碳钢作为测试材料。该实验选取pH为1和2的

2、盐酸作为腐蚀介质，有机胺类作为评价对象。首先，取用一定量的缓蚀剂投加到相应的酸介质中，考察缓蚀剂的加入量对介质中酸的中和能力。同时，也考察了缓蚀剂的引入对介质电导率的影响。最后，基于该缓蚀剂为油溶性的中和缓蚀剂，系统对比了该缓蚀剂与氢氧化钾碱中和后的介质防腐蚀效果。2测试方法选用DDB一303A电导率仪测试了不同缓蚀剂含量的介质电导率。选用PXSJ-216离子计测试了介质的pH值。选用CS300电化学工作站，在测试过程中，测试材料为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极作为辅助电极，在稳定的开路电位下_+lOmV的电位范围内进行循环伏安扫描。同时，采用CHl6

3、60D电化学工作站测试了样品在开路电位下的交流阻抗性能以进一步考察其作用机理，测试的频率范围为100kHz-10mHz，施加的振幅为5mV。3结果与讨论不同pH值溶液中添加不同量缓蚀剂后介质pH的变化曲线。从实验可以看出，在pH为0．82的盐酸介质中，引入胺类缓蚀剂后，pH值首先缓慢增加，当pH升高至2．5后，随着缓蚀剂的增加，pH由2．5迅速增加至6。随后，随着缓蚀剂的添加，pH值又呈现缓慢增加的趋势。相比之下，对于pH为2．23的盐酸介质，当其中引入缓蚀剂后，介质的pH依然呈现明显的S型特征，其变化趋势与pH为0．82的介质相似，结果表明该缓蚀剂具有一定的中

4、和作用，其中和能力约为每克缓蚀剂大约中和6．422mM氢离子。缓蚀剂的加入量对介质pH的影响，从实验中可以看出当介质的初始pH值为0．82时，随着缓蚀剂的加入，介质pH逐渐增加，但是介质的电导率呈现下降的趋势，而且在初始阶段介质的电导率缓慢下降，随后电导率迅速下降，接着进入缓慢下降阶段，其主要由于所引入的缓蚀剂逐渐中和了部分氢离子，在初始阶段由于介质中氢离子浓度较高，引入少量的缓蚀剂很难引发电导率的变化，在介质pH逐渐升高的初始阶段，引入的缓蚀剂对介质的电导率的影响越发明显，在后续pH进一步升高的阶段，缓蚀剂对介质电导率的影响变得不明显。对于pH为2．23的介质

5、来说，在介质表现明显的酸性时，引入的缓蚀剂对介质电导率的影响较明显，而介质逐渐趋近于中性时，电导率的变化呈现缓慢降低，并表现下降趋势变缓。氢氧化钾碱与中和剂的中和效果及防腐蚀性能，从实验中可以看出，随着氢氧化钾碱的引入，10号钢的自腐蚀电位呈现明显降低的趋势，并且随着pH趋近于中性时，自腐蚀电位趋近于恒定，该现象主要是由于在强酸性介质中，碳钢的腐蚀反应主要是阳极溶解和阴极的析氢反应，如下：Fe—+2e+Fe2+2H++2e—}H2由于介质中引入的是碱中和剂，其能够有效的中和介质中的氢离子，随着介质中氢离子浓度的降低，碳钢腐蚀的阴极反应逐渐受阻，从而降低了介质对碳

6、钢的侵蚀作用，说明中和介质中的氢离子是实现工艺防腐蚀的重要途径。此外，从图中还可以看出，随着介质中氢离子的含量的降低，介质电导率呈现明显变化，当介质pH大于3时并逐渐趋近于中性时，介质的电导率随介质pH的变化不明显。当采用胺类缓蚀剂作为中和剂时，10号钢的开路电位及介质电导率随pH的变化趋势与KOH作为中和剂时的变化趋势一致，说明引入的缓蚀剂具有明显的介质中和作用。为了进一步考察不同中和剂的防腐蚀性能，选用交流阻抗技术研究了引入中和剂的介质对碳钢基材的腐蚀性能。从实验中可以看出，当氢氧化钾作为中和剂时，随着中和剂的引入量逐渐增加，介质的pH逐渐升高，同时10号钢

7、的低频腐蚀阻抗呈现迅速增加然后变缓的趋势，其进一步说明中和剂的引入可有效的提高介质pH值，从而改善介质的腐蚀性。相比之下，胺类缓蚀剂表现的低频腐蚀阻抗模值明显高于氢氧化钾作为中和剂时的模值，说明胺类缓蚀剂作为油溶性的缓蚀剂，其不仅表现良好的中和作用，还具有明显的缓蚀作用，也就是说该中和剂的防腐蚀性能优于常规的碱。4结语本实验系统评价了注缓蚀剂的防腐蚀性能，该缓蚀剂不仅具有良好的中和作用，还具有有效的缓蚀作用，因此，注缓蚀剂能够有效的缓解冷凝系统的腐蚀。考虑到烟气冷凝介质pH为3左右，可判断介质偏酸，其对冷却设备主要是酸腐蚀，因此，需加强缓蚀剂的注入优化。考虑到人

8、工缓蚀剂注入的延时性及精