新型离子液体缓蚀剂在油田采出水中的应用研究

发布时间：2019-07-24 16:50

【摘要】：目的研究离子液体在钢铁防腐方面的缓蚀效果。方法采用静态失重和动态失重法比较4种离子液体的缓蚀速率,利用电化学测试、扫描电镜和EDS手段对N80碳钢进行表征,评价了产品的缓蚀性能。结果油田采出水中添加微量的离子液体复配型缓蚀剂后,试样表面生成以铁碳氧元素为主的保护膜,当4种缓蚀剂添加量达到150 mg/L时,N80碳钢的腐蚀速率下降趋势变化缓慢,B型缓蚀剂缓蚀效果最好,其用量为150 mg/L时腐蚀速率降低到0.0087 mm/a,自腐蚀电位由0.8112 V提高到?0.7446 V,自腐蚀电流由77.79μA下降到5.03μA,缓蚀率可达到93.5%。结论 4种复配型离子液体缓蚀剂对N80碳钢均有较好的缓蚀性能,缓蚀效果大小顺序为B㧐C㧐D㧐A,其中B的缓蚀效率最好,缓蚀率为94.1%。
【图文】：

缃庖?复配缓蚀液)中，待自腐蚀电位稳定后，以2mV/s扫描速率，相对开路电位±200mV，由阴极向阳极进行电位扫描，计算机自动完成数据记录。2.1.4表面分析采用华北理工大学分析测试中心S-4800场发射扫描电子显微镜（SEM）及Noran7X射线能谱（EDS）联用仪，进行碳钢表面形貌和膜成分分析。2.2缓蚀剂性能评价2.2.1缓蚀剂加入量对缓蚀性能影响评价考察缓蚀剂A、B、C、D分别在静态、动态及温度为60℃条件下的添加量对缓蚀性能的影响，具体实验的添加量分别为50、75、100、125、150、175、200、225、250mg/L。实验结果见图1（图中A、B、C、D为静态实验结果，A1、B1、C1、D1为动态实验结果）。图1缓蚀剂浓度与缓蚀性能的关系Fig.1Therelationshipbetweenconcentrationandinhibitingefficiency由图1可知，在静态或动态条件下，随着缓蚀剂浓度的增加，腐蚀速率均表现出下降趋势，当缓蚀剂质量浓度超过150mg/L后，腐蚀速率几乎不再变化。说明A、B、C、D这4种缓蚀剂在模拟油田采出水中对钢片均具有良好的缓蚀作用。缓蚀剂浓度较小时，起缓蚀作用的有效组分浓度较低，未能在钢铁表面形成完整的吸附膜，，难以有效阻止钢铁发生腐蚀反应，表现为试片腐蚀速度较快；当缓蚀剂达到一定浓度后，试片表面的缓蚀剂吸附量达到饱和，形成较为完整的吸附膜，即便再增加浓度，缓蚀效率提高也不大。另外，当缓蚀剂达到一定浓度后，由于缓蚀剂分子间存在位阻效应，而导致不能有更多的缓蚀剂分子有效地吸附于金属表面[9—11]，故缓蚀效果不再增加。2.2.2缓蚀剂种类对缓蚀剂性能的影响评价按照静态法和动态法实验条件，以150mg/L的加注量在60℃下分别对A、B、C、D四种缓蚀剂进行缓蚀效果考察，实验结果见表1。表1缓蚀剂类别与缓?

新型离子液体缓蚀剂在油田采出水中的应用研究

斓佬纬晌榷ǖ呐湮患惝噘哂?较好的亲和力，而在钢铁表面形成紧密的保护膜，提高了在腐蚀介质中的阳极活化能，从而降低铁的腐蚀速率[9]。此外，离子液体缓蚀剂中具有的双键结构可以和试片形成π-d键，增强了分子的吸附能力；缓蚀剂分子与水溶液中的H+结合，降低了金属表面的H+浓度，降低了电极反应活性，这些都有助于提升离子液体的缓蚀性能。2.2.3温度对缓蚀性能的影响评价将4种缓蚀剂分别在静态和动态条件下进行温度对缓蚀性能的影响实验，实验温度从40℃到90℃间隔5℃，加注量为150mg/L。所得实验结果见图2（图中A、B、C、D为静态实验结果，A1、B1、C1、D1为动态实验结果）。图2温度对腐蚀速率的影响Fig.2Effectoftemperatureoncorrosionrate由图2可知，随着测试温度的增加，试片的腐蚀速率有所升高。因为具有缓蚀作用的有效成分在试片表面会达到吸附-脱附的动态平衡[12—13]，温度升高，
【作者单位】：唐山师范学院;
【基金】：河北省教育厅项目(ZC2016083) 唐山师范学院2014平台(重点)团队支撑项目(2014D02)~~
【分类号】：TE39;TG174.42

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