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有机聚硫化物的合成及其缓蚀性能研究

作　者: 吴凡
导　师: 夏明桂
学　校: 武汉纺织大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 有机聚硫化物 高温缓蚀剂 缓蚀率 缓蚀机理 协同效应
分类号: TE624.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


炼油厂常减压系统温度较高,炼制高酸值原油时环烷酸对设备腐蚀情况比较严重。应对环烷酸腐蚀的方法非常多,一般都选用加注高温缓蚀剂。高温缓蚀剂的品种很多,磷系高温缓蚀剂的缓蚀效果比较好,但会引起后续加工催化剂中毒和环保问题,使用受到限制,非磷系缓蚀剂缓蚀效果差,未见工业应用的报道。本课题主要研究有机聚硫化物的合成及其缓蚀性能。以C5-C7混合烯烃和升华硫为原料,碱作催化剂,合成有机聚硫化物缓蚀剂。考察了单个变量因素对合成有机聚硫化物性能的影响规律,通过正交试验确定其佳合成工艺,并用红外光谱对合成物质进行结构表征;用旋转失重法评价有机聚硫化物的缓蚀性能,并用数码相机、显微镜及电镜观察试片腐蚀前后表面及截面形态,初步探索缓蚀机理;将有机聚硫化物与其它缓蚀剂复配,研究其协同效应。实验结果表明:原料的配比、合成温度及时间、搅拌速度和催化剂用量依次对有机聚硫化物的性能有影响。有机聚硫化物的最佳合成工艺:烯烃与升华硫的摩尔比4:1,反应温度150℃,反应时间3h,搅拌速度300r/min,催化剂用量为占烯烃质量的6%。此条件下合成的有机聚硫化物的收率能达到86.32%,硫含量可达43.24%,缓蚀率达到82.53%。有机聚硫化物的使用量、硫含量、使用时间及腐蚀介质流速对有机聚硫化物的缓蚀性能都有影响,需在一定时间内加入定量缓蚀剂保持缓蚀效果。有机聚硫化物的缓蚀作用机理表现为以硫原子为中心,在金属表面形成多层吸附成膜。有机聚硫化物分别与硫代磷酸苯酯和磺化壬基酚复配,均能体现出良好的协同效应。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-19
  1.1 金属的腐蚀  8-9
  1.2 炼油厂的金属腐蚀现状  9-12
  1.3 缓蚀剂的发展现状  12-14
  1.4 炼油厂缓蚀剂的发展现状  14-17
    1.4.1 磷系缓蚀剂  14-15
    1.4.2 非磷系缓蚀剂  15
    1.4.3 混合型缓蚀剂  15-17
  1.5 有机聚硫化物的研究现状  17-18
    1.5.1 有机聚硫化物的缓蚀性能研究  17
    1.5.2 有机聚硫化物的缓蚀机理研究  17-18
  1.6 本课题研究的目的和意义  18-19
2 实验部分  19-25
  2.1 实验仪器  19-20
  2.2 实验药品  20
  2.3 实验准备及实验方法  20-25
    2.3.1 有机聚硫化物的合成方法  20-21
    2.3.2 有机聚硫化物硫含量的测定  21
    2.3.3 电解液的配制及滴定池的安装  21-22
    2.3.4 腐蚀介质的准备  22
    2.3.5 酸值的标定  22
    2.3.6 测试试片的准备  22-23
    2.3.7 缓蚀性能测试  23-25
3 有机聚硫化物的合成  25-33
  3.1 有机聚硫化物的合成路线  25
  3.2 有机聚硫化物的合成工艺探讨  25-29
    3.2.1 反应物的摩尔比对有机聚硫化物合成的影响  25-26
    3.2.2 反应温度对有机聚硫化物合成的影响  26-27
    3.2.3 反应时间对有机聚硫化物合成的影响  27-28
    3.2.4 搅拌速度对有机聚硫化物合成的影响  28
    3.2.5 催化剂对有机聚硫化物合成的影响  28-29
  3.3 有机聚硫化物合成工艺的确定  29-31
  3.4 有机聚硫化物的表征  31
  3.5 本章小结  31-33
4 有机聚硫化物的缓蚀行为研究  33-41
  4.1 旋转失重法分析有机聚硫化物的缓蚀性能  33-37
    4.1.1 有机聚硫化物的浓度对缓蚀率的影响  33-34
    4.1.2 有机聚硫化物硫含量对缓蚀率的影响  34-35
    4.1.3 时间对缓蚀率的影响  35-36
    4.1.4 介质流速对缓蚀率的影响  36-37
  4.2 有机聚硫化物的缓蚀机理研究  37-40
    4.2.1 金属表面成膜形态分析  37-39
    4.2.2 金属截面成膜电镜分析  39-40
  4.3 本章小结  40-41
5 有机聚硫化物的缓蚀协同效应  41-44
  5.1 有机聚硫化物与复配试剂的协同效应  41-42
    5.1.1 有机聚硫化物与磷系缓蚀剂的复配  41-42
    5.1.2 有机聚硫化物与非磷系缓蚀剂的复配  42
  5.2 本章小结  42-44
6 结论  44-46
致谢  46-47
参考文献  47-51
附录  51

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中图分类: > 工业技术 > 石油、天然气工业 > 石油、天然气加工工业 > 石油炼制 > 炼油工艺过程 > 添加剂
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