温度对新型咪唑啉抑制co2腐蚀的影响

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1、，日lm度对新型咪唑啉抑制CO2腐蚀的影响杜敏。王彬，张静，王宁(中国海洋大学化学化工学院，山东青岛266100)[摘要]关于温度对油田环境中咪唑啉缓蚀性能影响的研究较少。自制了硫脲基咪唑啉，研究对比了其在358K和298K下对CO，的缓蚀性能。采用失重法测定了该咪唑啉缓蚀剂在358K下对Q235一A铜在饱和CO，盐溶液中的缓蚀率；利用动电位极化曲线、交流阻抗法研究了Q235一A钢在饱和CO盐溶液中温度对该缓蚀剂缓蚀行为的影响，探讨了吸附膜的形成与衰减规律。结果表明：该缓蚀剂对Q235一A钢的缓蚀作用具有浓度极值，极值浓度为40mg／L

2、；2种温度下，该缓蚀剂都属于抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂，成膜速度较快，24h即可形成致密的吸附膜；低温条件下比高温时成膜更加紧实致密、稳定性好，膜寿命长。[关键词]缓蚀剂；硫脲基咪唑啉；CO2；温度；动电位极化；交流阻抗[中图分类号]TG174．42[文献标识码]A[文章编号]1001—1560(2010)09—0020—040前言基材尺寸为50．0mmX10．0mmX3．0mm，经360，600，800目耐水砂纸打磨至表面光亮均匀，蒸馏水冲在石油、天然气开采与集输过程中，CO常常引起洗，无水乙醇除油脱水并干燥后备用。生产设施的严重

3、腐蚀，造成巨大的经济损失。咪1．2缓蚀剂制备唑啉类缓蚀剂具有优良的缓蚀性能，无特殊的刺激性通过分子优化设计，将硫脲基引入咪唑啉缓蚀剂，气味，热稳定性好，毒性低，广泛应用于石油、天然气生合成了一种含有S原子的硫脲基咪唑啉缓蚀剂：1一(2-产，对含有CO：或HS的体系有明显的缓蚀效果。咪硫脲乙基)一2一烷基咪唑啉，合成路线如下：唑啉类缓蚀剂是吸附型缓蚀剂，温度对其吸附作用影(1)咪唑啉单体响较大]。目前，对咪唑啉在油田环境下缓蚀性能O受温度影响的研究很薄弱。为了进一步开发更为有效R-C-OH+H：N-CH-CH—NH-CHz-CH：-NH2

4、的缓蚀剂，探讨温度对咪唑啉缓蚀剂缓蚀机理的影响H，C—CH，CH((：H)。lI一+2H0非常重要。本试验合成了一种硫脲基咪唑啉缓蚀剂，N—H-CH一NH‘l／一在现场温度358K以及对照温度298K下，用失重法和I电化学方法(弱极化法和交流阻抗法)比较了这种咪唑(2)硫脲基咪唑啉啉缓蚀剂在不同温度下饱和CO盐溶液中的缓蚀性H．—HS能。二cH一cH一NH’c_CH2H：2+H：N一-c一-H2N一丫1试验RH2C—CH2S1．1基材处理_cH2-cH2c_NH：H，'r基材为Q235一A钢，化学成分(质量分数)：0．18％RC，0．0

5、2％Si，0．45％Mn，0．02％S，0．01％P，Fe余量。配制的缓蚀剂溶液通人99．9％CO2，时间为30min，使之饱和。[收稿日期]2010—04—051．3测试分析[基金项目]国家自然科学基金(40806030)资助项目1．3．1腐蚀失重[通信作者]杜敏，女，教授，主要研究方向为金属腐蚀与防护，电话：0532—66781637，E—mail：ssdm99@试验介质为用去离子水和分析纯化学试剂配制而OllC．edu．Cll成的含饱和CO的某油田模拟采出液：5．9471g／L越野偶秒CaC12，1．8985g／LMgC12·6H

6、20，0．6864g／LKC1，和盐溶液中缓蚀作用的浓度极值；咪唑啉缓蚀剂浓度23．2065g／LNaC1，0．4282g／LNa2SO4，0．2041g／L小于40mg／L，硫脲基咪唑啉可能平行吸附于Q235一ANa2CO3。72h的失重试验完毕，浸人50mL除锈液钢表面，随着浓度增加覆盖度增大，缓蚀率提高，超过(500mLHC1+20g六次甲基四胺+500mL蒸馏水)中40mg／L时，由于分子之间的相互排斥力增加，缓蚀剂至锈除尽，依次经自来水、蒸馏水冲洗，滤纸擦干，丙酮分子可能更倾向于垂直吸附于碳钢表面。垂直吸附的除油脱脂处理后干燥

7、24h进行称重(精度为0．1mg)，结果造成单个分子的有效覆盖面积降低，从而引起覆失重法采用静态全浸悬挂法，每组试验选用3个平行盖度下降，导致当咪唑啉缓蚀剂浓度超过极值浓度后试样。缓蚀率反而降低的现象¨。根据下式计算平均腐蚀速率表1Q235钢在CO饱和盐溶液中的腐蚀速率及=8．76(加0一W1一W2)／(A·t)(1)不同浓度咪唑啉缓蚀剂的缓蚀率式中——腐蚀速率，mm／aA——试样表面积，mt——试验时间，hW。——试样初始质量，gW——除去腐蚀产物后试样质量，g——清除腐蚀产物时试样的校正失重，g按下式计算缓蚀率J，7和阴、阳极反应作

8、用系数，：叩=(1一．，。／Jz)×100％(2)，2．2极化曲线：了dlexp[(E：一E)／b](3)J2Q235一A钢在40,~g／L缓蚀剂溶液中于298K和，=了dlexp[(E。一E)／b](4)