吐温40及其复配缓蚀剂在酸性介质中氯腐蚀的缓蚀探究

发布时间：2017-09-22 19:07

  本文关键词：吐温40及其复配缓蚀剂在酸性介质中氯腐蚀的缓蚀探究

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【摘要】：在石油化工行业,腐蚀是引起生产运输设备损坏甚至作废的主要原因之一。其中,高氯酸油中氯离子的含量较高,极易引起金属设备的局部腐蚀,造成经济上的巨大损失甚至引发安全事故。氯离子对金属腐蚀的治理对策多种多样,更换耐腐蚀材质的设备或者添加缓蚀剂等。添加造价低廉、无毒环保的缓蚀剂不但可以大大减轻金属的腐蚀程度,还可以节约成本,是高效可行的方法,也是相当具有工业价值的研究领域。吐温40是一种有机表面活性剂,它价格低廉、环保无毒,而且复配性能良好,因此在防腐领域具有巨大的潜力。本文通过失重法、腐蚀速率曲线测量、极化曲线测量、阻抗图谱测量等方法考察了在不同浓度、温度、PH值下吐温40单独使用时对316L、N80、20号钢材的缓蚀性能;吐温40又分别与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、硫酸锌和葡萄糖酸钠进行不同质量浓度的二元复配,探究二元复配缓蚀剂缓蚀性能的最优组合与其的对应浓度;再设计正交实验考察吐温40、葡萄糖酸钠和硫酸锌的三元复配对三种钢材的缓蚀性能。实验研究结果显示:腐蚀溶液的温度、PH值及缓蚀剂的浓度对吐温40的缓蚀性能都有很大影响;对于不同的钢材,吐温40存在不同的最佳缓蚀浓度;吐温40和不同类别的缓蚀剂复配都有良好的协同效应。对于三种钢材来说,吐温40与硫酸锌的复配效果都优于和CTAB、葡萄糖酸钠复配的效果。钢材种类不同时,三元复配缓蚀剂最主要的缓蚀抑制影响因素都不相同;通过添加缓蚀剂,N80钢和316L钢的耐腐蚀性能非常接近,20号钢在某些工艺条件下也可通过添加缓蚀剂代替N80钢,其耐腐蚀性能甚至好于原始的N80钢。
【关键词】：高氯酸油 吐温40 缓蚀 协同作用
【学位授予单位】：北京石油化工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.42
【目录】：

• 摘要7-9
• ABSTRACT9-22
• 第一章 绪论22-36
• 1.1 课题名称及来源22
• 1.2 课题背景及意义22
• 1.3 腐蚀概述22-23
• 1.4 原油中腐蚀介质的分析23-25
• 1.4.1 酸腐蚀23-24
• 1.4.2 氯腐蚀24-25
• 1.4.3 重金属25
• 1.5 原油化工设备的选择与使用25-27
• 1.5.1 设备腐蚀机理25
• 1.5.2 金属材质分类25-26
• 1.5.2.1 有色金属25-26
• 1.5.2.2 黑色金属26
• 1.5.3 石油化工设备的选材26-27
• 1.6 电化学腐蚀防护27
• 1.6.1 阳极保护法27
• 1.6.2 阴极保护法27
• 1.7 缓蚀剂27-33
• 1.7.1 缓蚀剂的分类28-29
• 1.7.1.1 根据化学成分分类28
• 1.7.1.2 根据对电化学腐蚀的控制部位分类28
• 1.7.1.3 根据形成保护膜类型分类28-29
• 1.7.2 缓蚀剂的缓蚀机理29-30
• 1.7.2.1 电化学观点29
• 1.7.2.2 化学观点29-30
• 1.7.3 缓蚀剂的协同效应30-31
• 1.7.4 缓蚀剂的研究方法31-33
• 1.7.4.1 失重法31
• 1.7.4.2 扫描电镜法31
• 1.7.4.3 交流阻抗法（EIS）31-32
• 1.7.4.4 极化曲线法32-33
• 1.7.4.5 腐蚀速率瞬时测量33
• 1.8 本文研究内容33-34
• 1.9 创新内容34-36
• 第二章 实验药品、仪器和评价方法36-42
• 2.1 实验仪器36
• 2.2 实验药品与材料36-37
• 2.3 缓蚀性能探究方法37-42
• 2.3.1 配置原油模拟腐蚀溶液37
• 2.3.2 失重法评价缓蚀剂37
• 2.3.3 CMB-4510A测量瞬时腐蚀速率37-38
• 2.3.4 电化学工作站评价缓蚀剂性能38-42
• 2.3.4.1 交流阻抗曲线测定39-40
• 2.3.4.2 极化曲线测量40-42
• 第三章 单一吐温40的缓蚀性能评价42-58
• 3.1 吐温 4042
• 3.2 吐温40对 316L不锈钢的缓蚀探究42-46
• 3.2.1 失重法评价吐温40对 316L的缓蚀性能43
• 3.2.2 腐蚀速率评定仪评价吐温40对 316L的缓蚀性能43-44
• 3.2.3 极化曲线评价吐温40对 316L的缓蚀性能44-45
• 3.2.4 交流阻抗曲线评价吐温40对 316L的缓蚀性能45-46
• 3.2.5 典型的 316L微观形貌46
• 3.3 吐温40对N80碳钢的缓蚀性能评价46-50
• 3.3.1 失重法评价吐温40对N80碳钢的缓蚀性能46-47
• 3.3.2 腐蚀速率评定仪评价吐温40对N80钢的缓蚀性能47-48
• 3.3.3 极化曲线评价吐温40对N80钢缓蚀性能48-49
• 3.3.4 交流阻抗曲线评价吐温40对N80的缓蚀性能49-50
• 3.3.5 典型的N80微观形貌50
• 3.4 吐温40对 20#碳钢缓蚀性能评价50-54
• 3.4.1 失重法评价吐温40对 20#钢的缓蚀性能51
• 3.4.2 腐蚀快速评定仪评价吐温40对 20#钢的缓蚀性能51-52
• 3.4.3 极化曲线评价吐温40对 20号钢的缓蚀性能52
• 3.4.4 交流阻抗评价吐温40对 20号钢的缓蚀性能52-53
• 3.4.5 典型20号钢的微观形貌53-54
• 3.5 温度对吐温40缓蚀性能的影响54
• 3.6 p H值对吐温40缓蚀性能的影响54-55
• 3.7 本章小结55-58
• 第四章 吐温40的二元复配缓蚀剂缓蚀性能评价58-90
• 4.1 吐温40二元复配缓蚀剂对 316L钢的缓蚀性能探究58-67
• 4.1.1 吐温40与十六烷基三甲基溴化铵复配58-61
• 4.1.1.1 失重法58-59
• 4.1.1.2 腐蚀速率曲线59-60
• 4.1.1.3 极化曲线60
• 4.1.1.4 阻抗曲线60-61
• 4.1.2 吐温40与葡萄糖酸钠复配61-64
• 4.1.2.1 失重法62
• 4.1.2.2 腐蚀速率曲线62-63
• 4.1.2.3 极化曲线63
• 4.1.2.4 交流阻抗曲线63-64
• 4.1.3 吐温40与硫酸锌复配64-67
• 4.1.3.1 失重法64-65
• 4.1.3.2 腐蚀速率曲线65
• 4.1.3.3 极化曲线65-66
• 4.1.3.4 交流阻抗曲线66-67
• 4.2 吐温40的二元复配对N80碳钢的缓蚀性能探究67-78
• 4.2.1 吐温40与CTAB复配67-71
• 4.2.1.1 失重法67-68
• 4.2.1.2 腐蚀速率曲线68-69
• 4.2.1.3 极化曲线69-70
• 4.2.1.4 交流阻抗曲线70-71
• 4.2.2 吐温40与葡萄糖酸钠复配71-74
• 4.2.2.1 失重法71
• 4.2.2.2 腐蚀速率曲线测量71-72
• 4.2.2.3 极化曲线72-73
• 4.2.2.4 交流阻抗曲线73-74
• 4.2.3 吐温40与硫酸锌复配74-78
• 4.2.3.1 失重法74-75
• 4.2.3.2 腐蚀速率曲线75-76
• 4.2.3.3 极化曲线76-77
• 4.2.3.4 交流阻抗曲线77-78
• 4.3 吐温40二元复配缓蚀剂对20号钢缓蚀性能探究78-88
• 4.3.1 吐温40与CTAB复配78-81
• 4.3.1.1 失重法78
• 4.3.1.2 腐蚀速率曲线测量78-79
• 4.3.1.3 极化曲线79-80
• 4.3.1.4 交流阻抗曲线80-81
• 4.3.2 吐温40与葡萄糖酸钠复配81-85
• 4.3.2.1 失重法81-82
• 4.3.2.2 腐蚀速率曲线82-83
• 4.3.2.3 极化曲线83-84
• 4.3.2.4 交流阻抗曲线84-85
• 4.3.3 吐温40与硫酸锌复配85-88
• 4.3.3.1 失重法85-86
• 4.3.3.2 腐蚀速率曲线86-87
• 4.3.3.3 极化曲线87
• 4.3.3.4 交流阻抗曲线87-88
• 4.4 本章小结88-90
• 第五章 吐温40三元复配缓蚀剂的缓蚀性能探究90-94
• 5.1 三元复配缓蚀剂对 316L钢的缓蚀性能探究90-91
• 5.2 三元复配缓蚀剂对N80钢缓蚀性能探究91-92
• 5.3 三元复配缓蚀剂对20号钢缓蚀性能探究92-93
• 5.4 本章小结93-94
• 第六章 结论94-96
• 参考文献96-100
• 致谢100-102
• 研究成果及发表的学术论文102-104
• 作者和导师简介104

【参考文献】

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本文编号：902535