一种抗H2S与CO2联合作用下的缓蚀剂转让专利

申请号 : CN200610105097.8

文献号 : CN100591803C

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相似专利:

发明人 : 贺华镭

申请人 : 中国石油集团川庆钻探工程有限公司

摘要 :

本发明涉及化工领域,特别是一种抑制油气田开采、集输过程伴生的H2S与CO2对开采设备腐蚀的一种抗H2S与CO2联合作用下的缓蚀剂,其特征是:缓蚀剂按重量百分比计其组分至少包括:异丙醇10~30%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1~0.5%、烷基醇聚氧乙烯醚0.1~1.0%。它适用于油田中较高温度和较高压力的油/水井中,其抗腐蚀、用量少、成本低、效率高。

权利要求 :

1、一种抗H2S与CO2联合作用下的缓蚀剂,其特征是:缓蚀剂按 重量百分比计其组份包括:异丙醇10~30%、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1~ 0.5%、烷基醇聚氧乙烯醚0.1~1.0%。

2、根据权利要求1所述的一种抗H2S与CO2联合作用下的缓蚀 剂,其特征是:所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑 啉季胺化合物50~80%,炔氧甲基季铵盐5~10%,异辛醇聚氧乙烯 醚磷酸酯1~10%,异丙醇10~30%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.1~0.5%, 烷基醇聚氧乙烯醚0.1~1.0%。

3、根据权利要求1所述的一种抗H2S与CO2联合作用下的缓蚀 剂,其特征是:所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑 啉季胺化合物50~80%,炔氧甲基季铵盐5~20%,异丙醇10~30%, 脂肪醇聚氧乙烯醚0.1~0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚0.1~1.0%。

4、根据权利要求1所述的一种抗H2S与CO2联合作用下的缓蚀 剂,其特征是:所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑 啉季胺化合物60~80%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯5~15%,异丙醇 10~30%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.1~0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚0.1~ 1.0%。

5、根据权利要求1所述的一种抗H2S与CO2联合作用下的缓蚀 剂,其特征是:所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:炔氧 甲基季铵盐40~60%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯20~30%,异丙醇 15~30%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.1~0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚0.1~ 1.0%。

6、根据权利要求2所述的一种抗H2S与CO2联合作用下的缓蚀 剂,其特征是:所述的炔氧甲基季胺盐反应方程式如下:RNH2+2HCHO+2R′OH→RN(CH2OR′)2+2H2O

RN(CH2OR′)2+R″X→[RNR″(CH2OR′)2]+·X-

其中R和R″为烷基、芳烃基和环烷基,R′为甲基,X是卤素。

说明书 :

技术领域

本发明涉及化工领域,特别是一种抑制油气田开采、集输过程 伴生的H2S与CO2对开采设备腐蚀的一种抗H2S与CO2联合作用下的缓 蚀剂。

背景技术

石油开采所伴随的巨大腐蚀问题日益引起关注,油水井管柱、 泵、阀、地面管网无一不受到腐蚀介质和周围环境的影响,油井中 除腐蚀性的Cl-、SO42-、S2-、OH-及成垢的Ca2+、Mg2+、Ba2+、H+外,还 常常伴生有大量的H2S气体和分压很高的CO2气体,我国陆上油田大 都进入开采中后期,腐蚀环境急剧恶化,H2S含量上升、CO2分压逐 年增高。
H2S不仅对钢材有很强的腐蚀性,造成局部壁厚减薄和穿孔,而 且H2S本身还是一种很强的渗氢介质,导致氢脆和金属材料突发性的 硫化物应力开裂,直接威胁人身安全。CO2是一种破坏力极强的全面 腐蚀与局部腐蚀并重的腐蚀类型,作为油田伴生气、三次采油的注 入气或天然气的组分之一广泛存在于油气之中,其腐蚀与现场的温 度及压力相关,所造成的油套管和输送管线的失效后果相当严重。
现有技术中,油田抑制CO2与H2S对管路及设备腐蚀的防护措施, 主要采取更换材质和加注缓蚀剂等方法。但由于含铬不锈钢价格昂 贵且不耐Cl-腐蚀,更换碳钢不仅不能从根本上解决腐蚀问题,而且 增加了修复成本。因此加注缓蚀剂被作为首选方法而广泛应用于油 气开采过程中。
目前油田使用效果最好的抗H2S腐蚀的缓蚀剂为吡啶、喹啉衍 生物,但由于存在挥发,随油气采出而流失,不适合油井开采作业。 有机胺对于抑制H2S的腐蚀和防止由硫化物引起的氢脆较有效,且酸 性介质中同Cl-有缓蚀协同作用,但高温时易脱附;使用效果较好的 抗CO2腐蚀的缓蚀剂为咪唑啉衍生物或与噻唑衍生物复配后的产物, 其作用机理为金属表面或吸附或成膜,它不仅抑制CO2腐蚀还有一定 的阻垢作用,但对抑制H2S腐蚀作用不甚明显;总之,现有缓蚀剂或 对CO2腐蚀起作用(ZL00109687.7),或对H2S腐蚀起作用 (ZL200410021473.6),而对H2S与CO2联合作用的腐蚀环境收效甚 微,不能从根本上解决CO2分压很高且伴生有大量的H2S气体的低pH 值、高矿化度、高氯离子并存环境的腐蚀。
传统的间歇式加药方式需给药多次,不仅使用不便,而且油井 中的药剂浓度起伏很大,导致“峰谷”现象。药剂浓度处于低谷时, 不仅难以发挥作用,还可能由于剂量不足,导致后果严重的阳极腐 蚀。加药后药剂浓度上升至波峰,有可能引发浓差电池腐蚀。控制 药剂释放速度,减少或避免“峰谷”波动,使药剂平稳、持续发挥 作用也是本发明的另一目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗H2S与CO2联合作用下的缓蚀剂,它 适用于较高温度和较高压力的油井中,其抗腐蚀、用量少、成本低、 效率高。
本发明的技术方案是:一种抗H2S与CO2联合作用下的缓蚀剂, 其特征是:缓蚀剂按重量百分比计其组份至少包括:异丙醇10~30%、 脂肪醇聚氧乙烯醚0.1~0.5%、烷基醇聚氧乙烯醚0.1~1.0%。
所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑啉季胺化合 物50~80%,炔氧甲基季铵盐5~10%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯1~ 10%,异丙醇10~30%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.1~0.5%,烷基醇聚氧 乙烯醚0.1~1.0%。
所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑啉季胺化合 物50~80%,炔氧甲基季铵盐5~20%,异丙醇10~30%,脂肪醇聚氧 乙烯醚0.1~0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚0.1~1.0%。
所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑啉季胺化合 物60~80%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯5~15%,异丙醇10~30%,脂 肪醇聚氧乙烯醚0.1~0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚0.1~1.0%。
所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:炔氧甲基季铵盐 40~60%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯20~30%,异丙醇15~30%,脂 肪醇聚氧乙烯醚0.1~0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚0.1~1.0%。
所述的咪唑啉季胺化合物是通过石油化工中廉价的环烷酸与二 乙烯三胺通过如下反应获得:
2RCOOH+H2N(CH2CH2NH)nCH2CH2NH2




其中,n=15~19
所述的炔氧甲基季胺盐是通过如下方法获得:
RNH2+2HCHO+2R′OH→RN(CH2OR′)2+2H2O
RN(CH2OR′)2+R″X→[RNR″(CH2OR′)2]+·X-
其中R和R″为烷基、芳烃基和环烷基,R′为甲基,X是卤素。
所述的缓蚀剂的制备方法是,按照上述环烷酸与二乙烯三胺环 烷酸制备咪唑啉季胺化合物的摩尔比,将环烷酸与二乙烯三胺依次 加入到带搅拌和蒸馏装置的反应器中,在150±2℃下反应3小时, 迅速升温至220℃,并抽真空脱水2小时后滴加用NaOH充分洗涤的 苯甲酸,至pH值10~14,并在135±5℃保温3~4小时,即得咪唑 啉季胺化合物中间体;将上述产物冷却至100℃±2℃,取上述制备 的咪唑啉季胺化合物50~80%,向反应器中抽吸炔氧甲基季铵盐5~ 10%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯1~10%,异丙醇10~30%,脂肪醇聚 氧乙烯醚0.1~0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚0.1~1.0%,均匀搅拌,制 得抗H2S及CO2腐蚀的缓蚀剂。
本发明的作用机理是:其有机化合物中既含有N、O等活性原子 团,又含有大∏键,电子云易移动,可在金属表面产生化学和物理 吸附,同时还可通过沉淀和聚合等作用,在金属表面形成完整的缓 蚀剂保护膜,起到屏蔽作用,从而降低金属的腐蚀速度,不仅对CO2 腐蚀起作用,对H2S腐蚀起作用,而且对H2S与CO2联合作用的腐蚀 环境具有很好的抗蚀的能力。
本发明通过调整缓蚀剂配方中炔氧甲基季铵盐与咪唑啉季胺化 合物的比例,使之在具有高缓蚀性能的同时具有低的乳化活性,同 油田使用的破乳剂、防蜡剂等有较好的配伍性能,不影响油水分离 效率。
本发明同时考虑、异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯对于抑制H2S的腐蚀 和防止由硫化物引起的氢脆是比较有效的,且在酸性介质中同Cl- 有缓蚀协同作用,选其作为助缓蚀剂。由于服务主体中既有油包水 (原油)又有水包油(油田注水),要求所设计的缓蚀剂有好的分散 性,考虑到我国油田特别是开发二十年以上的油井含水普遍超过 50%,本发明中的缓蚀剂为水溶性缓蚀剂,选择脂肪醇聚氧乙烯醚和 烷基醇聚氧乙烯醚分别作为分散剂。考虑到苯作溶剂操作周期长、 溶剂回收率低、危险、有毒等因素,结合所选溶剂的溶解性能、助 缓蚀性能,本发明选用异丙醇作为溶剂。
本产品的缓蚀效果随温度升高而略有降低,但在温度不高于 100℃时能保持较高的缓蚀率。本发明提供的产品在低于120℃,高 含H2S与CO2的油井腐蚀环境中,使用50mg/l,均可有效控制腐蚀, 腐蚀速率降至0.076mm/a以下(部颁要求),缓蚀率达75%以上,满 足油田防腐蚀需要。
本发明的特点是:本发明旨在研究一种抗H2S与CO2联合作用的 缓蚀剂,使其能在金属管道和设备表面形成一层有效的防护层,防 止含H2S与CO2的高矿化度污水对金属表面进行侵蚀。本发明的缓蚀 剂可用于较高温度和较高压力的油井中,具有用量少、效率高的特 点。本发明的缓蚀剂产品是一种水溶油分散型的抗H2S与CO2联合作 用环境的阴极型缓蚀剂,该缓蚀剂属于缓释型、水溶油分散化学药 剂,其在金属表面以双电层成膜,易吸附、成膜厚、寿命长、不易 冲刷、无异味,不会对人体造成伤害,用量省、性价比高,可有效 降低H2S与CO2联合腐蚀,减少维修作业,降低本发明生产成本,易 被油田接受。在原油采出过程中,向H2S与CO2联合作用环境的油井 加注本发明,可有效控制腐蚀,降低生产维修成本。本发明先将药 物制成小的颗粒,分作数份,少数不包衣为速释部分,其它分别包 上厚薄不同的包衣为缓释部分。取上述颗粒以一定比例混合,这样 各种药物颗粒便像接力跑一样持续发挥作用,达到预期的效果。
在模拟油井环境中,按要求缓慢地非恒速释放,月加药频次与 剂量比普通缓蚀剂至少减少一半。该药剂可维持油井中药剂浓度达 较长的时间,不象普通药剂那样较快地下降,从而避免普通药剂频 繁加药所出现的″峰谷″现象,降低生产成本和工人的劳动强度,使 药物的安全性、有效性或适应性充分发挥,不随油气采出大量流失, 适合于开放式油井开采作业。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明做进一步说明。
为检验本缓蚀剂,本发明分别采用动、静态失重法和电化学分 析方法进行分析评价。
图1是模拟气体发生装置示意图;
图2是本发明不同温度下的极化曲线;
图3是本发明电化学阻抗谱;
图4是本发明与市售抗CO2缓蚀剂添加频次与缓蚀效果对比图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明产品的制备方法,本发明给出几个实施例, 但本发明不仅限于此实施例的范围。
本发明中咪唑啉季胺化合物是通过石油化工中廉价的环烷酸与 二乙烯三胺通过如下反应获得:
2RCOOH+H2N(CH2CH2NH)nCH2CH2NH2




其中,n=15~19
所述的炔氧甲基季胺盐是通过如下方法获得:
RNH2+2HCHO+2R′OH→RN(CH2OR′)2+2H2O
RN(CH2OR′)2+R″X→[RNR″(CH2OR′)2]+·X-
其中R和R″为烷基、芳烃基和环烷基,R′为甲基,X是卤素。
实施例1:缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑啉季胺 化合物50%,炔氧甲基季铵盐10%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯10%, 异丙醇28.5%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚1.0%。
所述的缓蚀剂的制备方法是:按照上述环烷酸与二乙烯三胺环 烷酸制备咪唑啉季胺化合物的摩尔比,将环烷酸与二乙烯三胺依次 加入到带搅拌和蒸馏装置的反应器中,在150±2℃下反应3小时, 迅速升温至220℃,并抽真空脱水2小时后滴加用NaOH充分洗涤的 苯甲酸,至pH值10~14,并在135±5℃保温3~4小时,即得咪唑 啉季胺化合物中间体;将上述产物冷却至100℃±2℃,取上述制备 的咪唑啉季胺化合物50%,向反应器中抽吸炔氧甲基季铵盐10%,异 辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯10%,异丙醇28.5%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%, 烷基醇聚氧乙烯醚1.0%,均匀搅拌,制得抗H2S及CO2腐蚀的缓蚀剂。
此配比水溶性好,针对高矿化度、含水高的递减油藏,尤适用 于H2S与CO2联合作用的油、水井及外输管线,对于硫化物引起的氢 脆效果显著。
实施例2:缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑啉季胺 化合物80%,炔氧甲基季铵盐5%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯4.8%, 异丙醇10%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.1%,烷基醇聚氧乙烯醚0.1%。
缓蚀剂的制备方法同实施例1基本相同只是用量不同。
实施例3:缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑啉季胺 化合物60%,炔氧甲基季铵盐8%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯1%,异 丙醇30%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.3%,烷基醇聚氧乙烯醚0.7%。
缓蚀剂的制备方法同实施例1基本相同只是用量不同。
实施例4:所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑 啉季胺化合物50%,炔氧甲基季铵盐20%,异丙醇29%,脂肪醇聚氧 乙烯醚0.1%,烷基醇聚氧乙烯醚0.9%。
上述缓蚀剂的制备方法是:按照上述环烷酸与二乙烯三胺环烷 酸制备咪唑啉季胺化合物的摩尔比,将环烷酸与二乙烯三胺依次加 入到带搅拌和蒸馏装置的反应器中,在150±2℃下反应3小时,迅 速升温至220℃,并抽真空脱水2小时后滴加用NaOH充分洗涤的苯 甲酸,至pH值10~14,并在135±5℃保温3~4小时,即得咪唑啉 季胺化合物中间体;将上述产物冷却至100℃±2℃,取上述制备的 咪唑啉季胺化合物50%,向反应器中抽吸炔氧甲基季铵盐20%,异丙 醇29%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.1%,烷基醇聚氧乙烯醚0.9%,均匀搅 拌,制得抗H2S及CO2腐蚀的缓蚀剂。
此配比油溶性好,针对含水较低的高产油井H2S与CO2联合腐蚀。
实施例5:缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑啉季胺 化合物80%,炔氧甲基季铵盐8.5%,异丙醇10%,脂肪醇聚氧乙烯醚 0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚1.0%。
缓蚀剂的制备方法同实施例4基本相同只是用量不同。
实施例6:缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑啉季胺 化合物64.7%,炔氧甲基季铵盐5%,异丙醇30%,脂肪醇聚氧乙烯醚 0.2%,烷基醇聚氧乙烯醚0.1%。
缓蚀剂的制备方法同实施例4基本相同只是用量不同。
实施例7:所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑 啉季胺化合物60%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯15%,异丙醇24%,脂 肪醇聚氧乙烯醚0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚0.5%。
上述缓蚀剂的制备方法是:按照上述环烷酸与二乙烯三胺环烷 酸制备咪唑啉季胺化合物的摩尔比,将环烷酸与二乙烯三胺依次加 入到带搅拌和蒸馏装置的反应器中,在150±2℃下反应3小时,迅 速升温至220℃,并抽真空脱水2小时后滴加用NaOH充分洗涤的苯 甲酸,至pH值10~14,并在135±5℃保温3~4小时,即得咪唑啉 季胺化合物中间体;将上述产物冷却至100℃±2℃,取上述制备的 咪唑啉季胺化合物60%,向反应器中抽吸异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯 15%,异丙醇24%,脂肪醇聚氧乙烯醚0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚0.5%, 均匀搅拌,制得抗H2S及CO2腐蚀的缓蚀剂。
此配比对于50~120℃、高矿化度、高含CO2的油、水井井下管 串有良好的抗蚀作用。含咪唑啉季胺化合物的即实施例中的1、2、3 有很好的杀菌(SRB)作用、阻垢作用,含炔氧甲基季铵盐的有一定 的杀菌(SRB)作用。
实施例8:所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑 啉季胺化合物80%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯8.9%,异丙醇10%,脂 肪醇聚氧乙烯醚0.1%,烷基醇聚氧乙烯醚1.0%。
缓蚀剂的制备方法同实施例7基本相同只是用量不同。
实施例9:所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:咪唑 啉季胺化合物64.5%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯5%,异丙醇30%,脂 肪醇聚氧乙烯醚0.4%,烷基醇聚氧乙烯醚0.1%。
缓蚀剂的制备方法同实施例7基本相同只是用量不同。
实施例10:所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:炔氧 甲基季铵盐40%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯30%,异丙醇29%,脂肪 醇聚氧乙烯醚0.4%,烷基醇聚氧乙烯醚0.6%。
上述缓蚀剂的制备方法是:向反应器中抽吸上述重量比的炔氧 甲基季铵盐、异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯、异丙醇、脂肪醇聚氧乙烯 醚和烷基醇聚氧乙烯醚,均匀搅拌,制得抗H2S及CO2腐蚀的缓蚀剂。
此配比成本适中,用量低,对于单纯的H2S腐蚀效果显著。抗二 氧化碳与硫化氢联合作用,其中又划分为两部分,水溶性和油溶性, 水溶性主要用于水井、高含水油井及外输管线,油溶性主要用于低 含水高产油井。
实施例11:所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:炔氧 甲基季铵盐60%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯20%,异丙醇19.8%,脂 肪醇聚氧乙烯醚0.1%,烷基醇聚氧乙烯醚0.1%。
缓蚀剂的制备方法同实施例10基本相同只是用量不同。
实施例12:所述的缓蚀剂由下述重量百分比的组份组成:炔氧 甲基季铵盐55%,异辛醇聚氧乙烯醚磷酸酯28.5%,异丙醇15%,脂 肪醇聚氧乙烯醚0.5%,烷基醇聚氧乙烯醚1.0%。
缓蚀剂的制备方法同实施例10基本相同只是用量不同。
综上所述,含咪唑啉季胺化合物的即实施例中的1、2、3有很 好的杀菌(SRB)作用、阻垢作用,含炔氧甲基季铵盐的有一定的杀 菌(SRB)作用。
以下通过本发明与市售抗CO2缓蚀剂添加频次与缓蚀效果对比 对本发明做进一步说明。
实验条件:温度:25±2℃;时间:72小时;材质:J55钢;介 质组成:Na+:50mg/l、Cl-:50mg/l、CO2:50mg/l、H2S:200mg/l;缓蚀 剂:异丙醇稀释5倍,缓蚀剂添加浓度为原始添加量的百万分之一; 去膜酸液配制:V10%HCl/V7701缓蚀剂=99/1。
实验测得J55套管钢在100mg/l本缓蚀剂+200mg/l H2S+3%NaCl+ 50mg/lCO2的环境中的作用效果。
表1和表2分别给出了温度一定缓蚀剂添加浓度改变条件下和 缓蚀剂浓度改变不同温度下的缓蚀效果。
表1缓蚀剂浓度对J55套管钢腐蚀速率及缓蚀率的影响(25℃)

实验条件:时间:168小时;材质:J55钢;介质组成:Na+:50mg/l、 Cl-:50mg/l、CO2:50mg/l、H2S:200mg/l;缓蚀剂:异丙醇稀释5倍, 缓蚀剂添加浓度为原始添加量的百万分之一;去膜酸液配制: V10%HCl/V7701缓蚀剂=99/1。
表2不同温度下J55套管钢的腐蚀速率及缓蚀率
(缓蚀剂浓度100mg/l)

动态法测定缓蚀率完全模拟井下的工况进行试验测定,测定数 据更接近实际,试验结果也更有意义。
实验条件  实验时间72h,其它条件同静态法测试。
实验仪器  恒温水浴,1000ml耐压试瓶2个,转轮试验装置 一套,A3钢试棒经处理、光洁度▽7,Φ4.5×30mm8根。
实验步骤  称取0.04g本品溶解于800g盐水中(50mg/l) 搅拌均匀,放入80℃恒温水浴中预热。当瓶中盐水温度达到80℃时, 将4根已称量过的洁净试棒放入其中,然后将瓶子挂在转轮上,调 整转轮的转动速度为28r/min,在±1℃恒温下转动72h,取出试棒, 酸洗、水洗、烘干、称重。用相同方法作空白试验,有关试验数据 及计算结果如下表3:
表3动态试验数据及计算结果

计算可得,本品在50mg/l浓度下对J55套管钢试棒的动态缓蚀 率为98.85%。
表4和表5分别显示了本发明产品还具有防垢特性和杀菌特性, 且与油田水系统配伍性良好。
表4室内防垢性能测试

表5配伍性能试验

本产品每月添加一次,年腐蚀速度在0.051~0.072mm/a之间, 较之常用抗CO2缓蚀剂具有添加频次低、用量省、耐腐蚀的效果。
下面通过模拟气体发生装置图示、本发明不同温度下的极化曲 线、本发明电化学阻抗谱及本发明与市售抗CO2缓蚀剂添加频次与缓 蚀效果对比图对本发明做进一步说明。
图1是模拟气体发生装置示意图,它为了说明模拟气体是如何 产生、如何控制。图中:1、腐蚀介质;2、加的缓蚀剂;3、恒温水 浴;4、测试体系。H2S、CO2表示从发生器(最左部分:圆低烧瓶 和滴定烧瓶组成的部分)流出的气体中含有H2S、CO2。图1中NaOH 是吸收多余H2S和CO2的。
图2是本发明不同温度下的极化曲线;图中横坐标表示“腐蚀电 流密度的对数值”,横坐标表示“腐蚀电位”。图中:1、曲线表示空 白在35℃时的曲线;2、曲线表示空白在60℃时的曲线;3、曲线表 示缓蚀剂在50mg/l(35℃)时的曲线;4、曲线表示缓蚀剂在50mg/l (60℃)时的曲线
图3是本发明电化学阻抗谱;交流阻抗技术可以快速评价膜层 的耐蚀性能,并能够获得膜层下金属的电化学信息。本实验的交流 阻抗谱是采用普林斯顿生产的263A-1电化学综合测试系统进行测 试的。实验用腐蚀介质水中离子组成:Na+:50mg/l、Cl-:50mg/l、 H2S:200mg/l。实验电极是三电极体系,实验温度25±1℃。由图看 出,未加缓蚀剂的阻抗谱基本上是一个容抗弧(黑色),而添加50mg/l 浓度缓蚀剂的阻抗谱出现了两个明显的容抗弧(红色)。反映膜层信 息的高频容抗弧出现,其大小表示膜层的介电性能与屏蔽性能,此 外低频出现且其容抗圆弧半径很大,体现金属/溶液界面反应的电荷 传递电阻很大,亦即在该浓度下的缓蚀剂溶液极化阻力很大,这也 同时说明缓蚀剂缓蚀效果明显。
图4是本发明与市售抗CO2缓蚀剂添加频次与缓蚀效果对比图。 本图说明“本发明产品比之室售产品腐蚀速率由原来的大于 0.10mm/a下降至现在的小于0.076mm/a,而加药周期由原来的15天 延长至现有的30天”。