《H2S/CO2體系緩蝕劑的協同效應及協同機制》是依託北京化工大學，由趙景茂擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：H2S/CO2體系緩蝕劑的協同效應及協同機制
- 依託單位：北京化工大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙景茂
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
緩蝕劑的協同效應是指一種緩蝕劑的性能由於其它物質（或緩蝕劑）的加入而得到增強的現象。利用協同效應，可以有效提高緩蝕性能，減少緩蝕劑用量，因此協同效應研究一直是緩蝕劑理論研究中的熱點問題。本項目針對我國高酸性氣田地面輸氣過程中迫切需要解決的H2S/CO2腐蝕與緩蝕劑保護中的關鍵科學問題，使用動態失重法、動電位極化法、電化學阻抗譜等技術，研究H2S/CO2體系中咪唑啉衍生物、含氮雜環化合物與其它物質之間的緩蝕協同效應。結合AFM、XPS、SERS和ECSTM等表面分析手段，研究緩蝕劑協同體系在碳鋼表面上的吸附行為，藉此搞清影響緩蝕劑協同效應的因素以及從原子分子層次解釋協同效應產生的機制。本研究不僅可以豐富和發展緩蝕劑理論，還可指導高酸性氣田高效緩蝕劑的開發，因此具有十分重要的理論意義和實用價值。
結題摘要
在油氣田經常遇見CO2和CO2/H2S引起的碳鋼腐蝕，控制不好，不僅會造成大量的經濟損失，還嚴重威脅著人們的生命安全。在油氣田加注緩蝕劑是一種操作簡單、經濟有效的腐蝕防護方法。通常加入的緩蝕劑都不是單一的組分，而是多種組分的復配。研究緩蝕劑的協同效應具有重要的意義。主要研究內容和成果如下： 1. 研究發現，有些緩蝕劑具有針對性。對9種緩蝕劑分別在CO2以及H2S/CO2共存體系中的緩蝕性能的研究表明，H2S的存在可顯著提高咪唑啉季銨鹽（IAS）、吡啶季銨鹽（BPC）、十二烷基三甲基溴化銨（DTAB）、十四烷基三甲基溴化銨（TTAB）、十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）和十八胺（OCT）的緩蝕性能，同時嚴重惡化硫脲（TU）、L-半胱氨酸（CYS）和十二烷基磺酸鈉（SDS）的緩蝕作用。其主要原因是IAS、BPC、OCT、DTAB、TTAB和CTAB等緩蝕劑均可在溶液中發生電離或質子化，形成的陽離子與帶負電荷的碳鋼表面間的靜電引力會促進緩蝕劑在碳鋼表面的吸附，而其它幾種則由於不能形成陽離子而緩蝕效果下降。 2. 使用分子動力學對緩蝕劑這種行為進行了研究。結果表明，HS-離子可以顯著富集在IAS、BPC、TTAB等緩蝕劑陽離子周圍，導致緩蝕劑在該體系中緩蝕性能的提高。 3. 研究了OCT和IAS分別與DTAB、TTAB、CTAB三種陽離子表面活性劑的協同效應。結果表明，OCT與TTAB及IAS與DTAB間存在較好的緩蝕協同效應。 4. 研究了喹啉季銨鹽（QB）與雙子表面活性劑（12-3OH-12）的緩蝕協同性能。發現QB與較低濃度12-3OH-12之間存在協同緩蝕效應，最高緩蝕效率可達96.1%；與較高濃度12-3OH-12則具有拮抗效應。對這一現象使用競爭吸附和聯合吸附理論進行了解釋。 5. 針對雙組份協同體系，使用自由體積分數（FFV）研究了最佳的復配比例。隨著複合緩蝕劑成分間質量濃度的變化，緩蝕劑膜具有不同的FFV，而FFV的變化規律與協同效應參數S值間存在很好的相關性。這一結果可有助於緩蝕劑協同效應的預測及最佳復配比例的確定。 通過本課題的研究，發表SCI論文4篇，其中3篇發表在Corrosion Science上。
