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高温高压H₂S/C_O2环境缓蚀剂的研究

作　者: 董猛
导　师: 刘烈炜
学　校: 华中科技大学
专　业: 物理化学
关键词: 高温高压 H2S/CO2缓蚀剂喹啉季铵盐吡啶季铵盐 SEM/XPS SSC
分类号: TG174.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

高含硫、酸性气田井下的腐蚀环境十分苛刻,国内外对此类油气田的开发经验尚不丰富,一般通过采用高镍基合金钢来进行防腐。但是高合金钢价格高昂,大大提高了油气田的开发成本。而高温缓蚀剂加碳素钢是一种有效、价廉的防腐手段,能否开发出在高温高酸性气田井下有高效作用的缓蚀剂对我国高温高酸性气田的开发至关重要。本文针对高温高压H₂S/CO₂及高矿化度的恶劣腐蚀环境,合成多种缓蚀剂主体,并设计多种不同H₂S/CO₂腐蚀环境,对曼尼希碱、咪唑啉、吡啶和喹啉季铵盐等多种缓蚀剂主体及其相关配体进行筛选评价,得到以喹啉季铵盐为主体复配缓蚀剂GWS-5。通过高温高压H₂S/CO₂动态腐蚀失重评价其缓蚀效果,硫化氢应力腐蚀试验（SSC）测试其抗硫化氢应力腐蚀开裂性能,并利用扫描电镜（SEM）、X光电子能谱（XPS）等分析方法研究了GWS-5缓蚀剂的缓蚀机理。主要研究结果如下:本课题研制的GWS系列缓蚀剂对碳素钢在高温高压H₂S/CO₂条件下具有优良的缓蚀性能,其中以GWS-5喹啉季铵盐型缓蚀剂效果最佳。在金属表面形成吸附膜与腐蚀产物共同阻滞腐蚀介质的传递,抑制点蚀的发生,降低腐蚀速率。当T=150℃、P_H₂S=1.5Mpa、P_CO₂=1.5Mpa、转速为300r/min时,在GWS-5用量为0.15%的情况下,缓蚀效率可达97%,且GWS-5对N80钢具有良好的抑制硫化氢应力腐蚀的作用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-26
  1.1 引言  8-9
  1.2 CO_2、H_2S 的腐蚀机制  9-16
  1.3 缓蚀剂概述  16-25
  1.4 本文的研究内容  25-26
2 实验部分  26-35
  2.1 实验仪器与药品  26-27
  2.2 不同缓蚀剂主体的合成  27-29
  2.3 缓蚀剂筛选评价  29-35
3 结果与讨论  35-52
  3.1 不同H_2S/CO_2环境下缓蚀剂的腐蚀失重评价  35-42
  3.2 试片表面形貌分析  42-44
  3.3 试片表面腐蚀产物膜成分分析  44-47
  3.4 SSC 试验结果  47-51
  3.5 小结  51-52
4 结论  52-54
致谢  54-55
参考文献  55-62
附录攻读学位期间发表的论文  62

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