高效抗硫集輸緩蝕劑研制及緩蝕機理研究.pdf

1、本論文研究內(nèi)容屬于國家“十一五”規(guī)劃重大科技專項課題。針對川東普光氣田集輸系統(tǒng)惡劣的腐蝕環(huán)境：PH2S＞1.5MPa、PCO2＞1.0MPa 及平均礦化度159 000mg/l，合成了咪唑啉衍生物、曼尼希堿、吡啶季銨鹽、喹啉季銨鹽和新含氮稠雜環(huán)季銨鹽五種緩蝕劑。通過設(shè)計正交試驗，對各緩蝕劑的合成工藝進行了優(yōu)化，并篩選了與之有較好緩蝕協(xié)同作用的增效劑，復(fù)配以各種表面活性劑和溶劑制成了成品緩蝕劑；用飽和H2S/CO2 失重、高壓H2S/CO

2、2 靜態(tài)和動態(tài)失重、抗硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂、原子力顯微鏡(AFM)和環(huán)境掃描電鏡(SEM)評價了各種緩蝕劑的抗硫性能；通過X 能量衍射色散光譜(EDX)對試片表面產(chǎn)物膜的成分分析和量子化學(xué)密度泛函理論(DFT)探討了緩蝕劑的作用機制及分子結(jié)構(gòu)和抗硫性能的關(guān)系。
　　 研究結(jié)果表明，正交試驗優(yōu)化后的工藝為各緩蝕劑的最佳合成工藝。咪唑啉衍生物、曼尼希堿和季銨鹽緩蝕劑分別與苯基硫脲、丙炔醇和增效劑Y1(含S、N 化合物)有著較好的協(xié)同抗

3、硫效應(yīng)；提高緩蝕劑的水溶性，抗硫性能變?nèi)酢?br>　　 五類緩蝕劑在含硫環(huán)境中都有一定的緩蝕性能，其優(yōu)劣順序為：新含氮稠雜環(huán)季銨鹽＞喹啉季銨鹽＞吡啶季銨鹽＞咪唑啉衍生物＞曼尼希堿。高效緩蝕劑在含硫環(huán)境中的作用機制主要是有效抑制CO2/Cl-腐蝕，并促使試片表面生成致密的碳化物和硫化物保護膜。
　　 緩蝕劑的分子結(jié)構(gòu)和抗硫性能關(guān)系密切。緩蝕劑分子的極性越高、ELUMO 越小、EHOMO 越大、最低非占軌道和最高占據(jù)軌的能隙即能量