發(fā)布時(shí)間：2017-06-23 14:06

  本文關(guān)鍵詞：巰基醇類化合物的緩蝕性能及協(xié)同機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：石油天然氣的開發(fā)過(guò)程中,二氧化碳的存在會(huì)對(duì)金屬設(shè)備造成嚴(yán)重的酸腐蝕。注入緩蝕劑是目前最有效,最經(jīng)濟(jì)的二氧化碳腐蝕控制方法之一。針對(duì)碳鋼在油氣田高礦化度采出水中的二氧化碳腐蝕,咪唑啉及其衍生物類緩蝕劑效果顯著,但用量與成本限制了其進(jìn)一步發(fā)展。巰基醇類化合物具有在金屬表面自組裝成膜的性能,將其應(yīng)用于二氧化碳腐蝕的防護(hù),并研究其與咪唑啉的協(xié)同緩蝕作用,具有重要的理論和實(shí)踐意義。本論文選取了4種不同鏈長(zhǎng)的直鏈型巰基醇類化合物作為研究對(duì)象,采用了靜態(tài)失重法、動(dòng)電位極化曲線和電化學(xué)交流阻抗譜測(cè)試,并結(jié)合掃描電子顯微鏡形貌分析(SEM)、X射線光電子能譜(XPS)表面分析等方法研究了巰基醇類化合物在飽和二氧化碳3.5%氯化鈉(NaCl)溶液中對(duì)碳鋼(Q235)腐蝕的抑制性能,并在此基礎(chǔ)上對(duì)巰基醇類化合物與咪唑啉類緩蝕劑進(jìn)行了協(xié)同緩蝕作用研究,提出了相應(yīng)的吸附模型；深入討論了其吸附過(guò)程熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)行為。通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)研究得出以下結(jié)論：1)巰基醇類化合物具有優(yōu)良地抑制碳鋼的二氧化碳腐蝕的能力。靜態(tài)失重法研究表明,在338 K時(shí),碳鋼在飽和二氧化碳3.5% NaCl鹽水溶液中的腐蝕較為嚴(yán)重；加入2×10-4 mol·L-1的直鏈型巰基醇類化合物對(duì)碳鋼的腐蝕有一定抑制作用；且隨著巰基醇類化合物分子結(jié)構(gòu)中碳鏈長(zhǎng)度的增加,其緩蝕性能逐漸增強(qiáng)；動(dòng)電位極化曲線研究表明,短鏈巰基醇類化合物如巰基乙醇(2ME)和3-巰基丙醇(3ME),主要作用于碳鋼的陰極區(qū)域,增大其陰極極化,抑制碳鋼的陰極析氫反應(yīng)；長(zhǎng)鏈巰基醇類化合物如6-巰基-1-己醇(6ME)和9-巰基-1-壬醇(9ME),不但能抑制碳鋼陽(yáng)極溶解反應(yīng),也能抑制陰極析氫反應(yīng),是以抑制陰極反應(yīng)為主的混合型緩蝕劑；2)巰基乙醇(2ME)與油酸咪唑啉(OIM)之間存在顯著的協(xié)同緩蝕作用。靜態(tài)失重法和電化學(xué)方法研究表明,在338 K時(shí)OIM-2ME緩蝕劑對(duì)碳鋼在飽和二氧化碳3.5%NaCl溶液中的腐蝕有著極好的協(xié)同抑制作用,當(dāng)添加量?jī)H為5×10-5mol·L-1時(shí)其緩蝕率可達(dá)90%以上；不同摩爾比例下的OIM-2ME緩蝕劑均有優(yōu)秀的協(xié)同緩蝕性能,且當(dāng)OIM:2ME=13時(shí)OIM與2ME之間有著最佳協(xié)同緩蝕作用；OIM-2ME是一種混合抑制型緩蝕劑能同時(shí)抑制碳鋼的陽(yáng)極溶解反應(yīng)和陰極析氫反應(yīng)；最后根據(jù)電化學(xué)交流阻抗譜(EIS)結(jié)果以及X射線光電子能譜表面分析(XPS)結(jié)果,提出了緩蝕劑雙層吸附膜模型來(lái)揭示OIM與2ME之間的協(xié)同緩蝕機(jī)理。在雙層吸附膜模型中,2ME分子優(yōu)先吸附到碳鋼表面自組裝成膜,形成內(nèi)層緩蝕劑保護(hù)膜；然后質(zhì)子化的OIM分子通過(guò)氫鍵與2ME分子鏈接,形成外層緩蝕劑保護(hù)膜。3)論文研究結(jié)果揭示了巰基乙醇(2ME)與油酸咪唑啉(OIM)的吸附過(guò)程熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)行為。靜態(tài)失重法和電化學(xué)研究表明,OIM-2ME勺緩蝕性能隨著緩蝕劑濃度的增加而提高。濃度的提高促進(jìn)了緩蝕劑分子在碳鋼表面的有效吸附,增大了其在碳鋼表面的覆蓋率,更好的隔絕了腐蝕介質(zhì),抑制了碳鋼的腐蝕；OIM-2ME具有良好的溫度適應(yīng)性,在308 K至353 K溫度范圍內(nèi)均具有良好的緩蝕性能；吸附過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究表明,緩蝕劑的加入提高了腐蝕反應(yīng)能壘,增大了其腐蝕活化能,阻礙了碳鋼的腐蝕；吸附過(guò)程熱力學(xué)研究表明,OIM、2ME以及OIM-2ME在碳鋼上的吸附均為自發(fā)吸附過(guò)程,且其標(biāo)準(zhǔn)吸附自由能ΔG0ads表明其吸附為化學(xué)吸附。OIM、2ME以及OIM-2ME遵循郎格繆爾(Langmuir)吸附。
【關(guān)鍵詞】：二氧化碳腐蝕 巰基醇類化合物 油酸咪唑啉 協(xié)同作用 熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG174.42
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題的研究背景9-12
• 1.1.1 碳鋼在二氧化碳介質(zhì)中的腐蝕9-11
• 1.1.2 碳鋼在氯離子介質(zhì)中的腐蝕11-12
• 1.2 石油化工設(shè)備的防腐蝕措施12-14
• 1.2.1 提高材料自身腐蝕抗性12
• 1.2.2 腐蝕介質(zhì)處理12-13
• 1.2.3 金屬和非金屬鍍層13
• 1.2.4 電化學(xué)保護(hù)13-14
• 1.3 緩蝕劑14-16
• 1.3.1 緩蝕劑的定義14
• 1.3.2 緩蝕劑的緩蝕機(jī)理14-15
• 1.3.3 緩蝕劑的協(xié)同作用15-16
• 1.4 巰基化合物作為緩蝕劑的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5 研究?jī)?nèi)容18
• 1.6 創(chuàng)新點(diǎn)18-19
• 第2章 實(shí)驗(yàn)儀器與方法19-25
• 2.1 實(shí)驗(yàn)儀器19
• 2.2 實(shí)驗(yàn)試劑與材料19-20
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑19-20
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)材料20
• 2.3 腐蝕介質(zhì)體系20
• 2.4 分析與測(cè)試方法20-25
• 2.4.1 靜態(tài)失重法20-21
• 2.4.2 動(dòng)電位極化曲線法21-22
• 2.4.3 電化學(xué)交流阻抗譜22
• 2.4.4 掃描電子顯微鏡形貌分析22-23
• 2.4.5 碳鋼表面成分分析-X射線光電子能譜23-25
• 第3章 巰基醇類化合物的緩蝕性能研究25-34
• 3.1 引言25
• 3.2 巰基醇類化合物25-26
• 3.3 巰基醇類化合物的緩蝕性能研究26-32
• 3.3.1 不同鏈長(zhǎng)巰基醇類化合物對(duì)碳鋼腐蝕速率的影響26-27
• 3.3.2 不同鏈長(zhǎng)巰基醇類化合物對(duì)碳鋼腐蝕電流密度的影響27-29
• 3.3.3 不同鏈長(zhǎng)巰基醇類化合物對(duì)碳鋼阻抗行為的影響29-31
• 3.3.4 碳鋼表面微觀形貌分析31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-34
• 第4章 巰基乙醇與油酸咪唑啉的協(xié)同緩蝕機(jī)理研究34-51
• 4.1 引言34
• 4.2 協(xié)同作用研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)34-35
• 4.3 巰基乙醇與油酸咪唑啉之間的協(xié)同緩蝕機(jī)理研究35-50
• 4.3.1 巰基乙醇與油酸咪唑啉的協(xié)同作用35-36
• 4.3.2 摩爾比例對(duì)OIM-2ME協(xié)同作用的影響36
• 4.3.3 協(xié)同緩蝕劑OIM-2ME對(duì)碳鋼腐蝕電流密度的影響36-38
• 4.3.4 協(xié)同緩蝕劑OIM-2ME對(duì)碳鋼阻抗行為的影響38-42
• 4.3.5 時(shí)間對(duì)OIM-2ME阻抗行為的影響42-44
• 4.3.6 時(shí)間對(duì)OIM、2ME阻抗行為的影響44-45
• 4.3.7 碳鋼表面成分分析-X射線光電子能譜45-48
• 4.3.8 油酸咪唑啉(OIM)與巰基乙醇(2ME)的協(xié)同機(jī)理研究48-50
• 4.4 本章小結(jié)50-51
• 第5章 巰基乙醇與油酸咪唑啉的吸附過(guò)程熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究51-66
• 5.1 引言51-52
• 5.2 協(xié)同緩蝕劑濃度和環(huán)境溫度對(duì)碳鋼腐蝕電流密度的影響52-55
• 5.2.1 協(xié)同緩蝕劑濃度對(duì)碳鋼腐蝕電流密度的影響52-53
• 5.2.2 環(huán)境溫度對(duì)碳鋼腐蝕電流密度的影響53-55
• 5.3 協(xié)同緩蝕劑濃度和環(huán)境溫度對(duì)碳鋼阻抗行為的影響55-59
• 5.3.1 協(xié)同緩蝕劑濃度對(duì)碳鋼阻抗行為的影響55-56
• 5.3.2 環(huán)境溫度對(duì)碳鋼阻抗行為的影響56-57
• 5.3.3 電化學(xué)交流阻抗的等效電路擬合57-59
• 5.4 協(xié)同緩蝕劑濃度對(duì)碳鋼腐蝕速率的影響59-61
• 5.5 緩蝕劑OIM、2ME、OIM-2ME的吸附過(guò)程動(dòng)力學(xué)計(jì)算61-62
• 5.6 緩蝕劑OIM、2ME、OIM-2ME的吸附過(guò)程熱力學(xué)計(jì)算62-65
• 5.7 本章小結(jié)65-66
• 第6章 結(jié)論66-68
• 6.1 本論文主要結(jié)論66-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果74

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 楊占南;楊小生;朱海燕;郝小江;;2-胺基-1-芳基-1-烷醇類化合物的新合成法及其乙酰膽堿酯酶抑制活性[J];貴州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年01期

2 季萍;霍偉;;氣相色譜法測(cè)定工作場(chǎng)所空氣中醇類化合物[J];預(yù)防醫(yī)學(xué)論壇;2007年09期

3 秦正龍;高禮久;夏紅軍;;路徑數(shù)用于醇類化合物的定量構(gòu)效關(guān)系研究[J];徐州師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年02期

4 劉振中，，陳恒昌，宗永立，劉玉坤;1－芳氧基－3－［2－（4－芳甲酰基－1－哌嗪基）乙胺基］－2－丙醇類化合物的合成（續(xù)）[J];鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1996年01期

5 李蕾,孫予罕;二氧化碳與烴和醇類化合物的催化氧化反應(yīng)[J];煤炭轉(zhuǎn)化;1998年04期

6 李永宏;毛海舫;何錫敏;歐文華;潘仙華;;一種新的萜基環(huán)己醇類化合物的合成及香氣表征[J];精細(xì)化工;2009年03期

7 胡兵;;醇類化合物的生產(chǎn)[J];乙醛醋酸化工;2014年02期

8 周慶云;范賓;王婷;;氨基醇類化合物的危險(xiǎn)性分類[J];職業(yè)衛(wèi)生與應(yīng)急救援;2008年02期

9 田紅玉,孫寶國(guó),劉玉平,黃明泉;熱反應(yīng)香精中關(guān)鍵香成分硫醇類化合物的穩(wěn)定性[J];食品科學(xué);2004年10期

10 黃明泉;孫寶國(guó);田紅玉;劉玉平;;1-烷硫基-2-丁硫醇類化合物的合成與香氣研究[J];精細(xì)化工;2007年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 王建強(qiáng);吳尚;燕鵬華;劉杰;梁麗霞;張輝;潘鋒鋒;雷自強(qiáng);;FeCl_3·6H_2O催化Oxone~汶氧化醇類化合物的性能研究[A];全國(guó)第十四屆大環(huán)化學(xué)暨第六屆超分子化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)論文專輯[C];2008年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 周曉建;手性四氫喹啉醇類化合物和6-H菲啶類化合物的合成研究[D];遵義醫(yī)學(xué)院;2016年

2 劉倩;吡啶乙醇類化合物與羰基釕的反應(yīng)[D];河北師范大學(xué);2016年

3 劉裕雙;巰基醇類化合物的緩蝕性能及協(xié)同機(jī)理研究[D];西南石油大學(xué);2016年

4 高涵瑩;卡枯醇類化合物的合成及抑菌活性研究（Ⅲ）[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

5 張卓佳;白藜蘆醇類化合物及其衍生物的合成方法研究[D];湖南大學(xué);2008年

6 楊振平;唑醇類化合物的合成研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2009年

7 劉青;電石與甲醇、乙醇、異丙醇反應(yīng)的研究[D];北京化工大學(xué);2012年

8 郭立春;南京紫金山5個(gè)樹種揮發(fā)性有機(jī)物的組份研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：巰基醇類化合物的緩蝕性能及協(xié)同機(jī)理研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：475255