合水油田集输供注水管线腐蚀原因分析及缓蚀剂的开发研究

发布时间：2017-09-24 15:00

  本文关键词：合水油田集输供注水管线腐蚀原因分析及缓蚀剂的开发研究

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【摘要】：随着油田注水开发规模的不断加大以及注水管网使用年限的增加,合水油田集输供注水管网系统的腐蚀问题近几年内呈现出急剧加重趋势,腐蚀防治问题已刻不容缓。弄清该类管线腐蚀发生的原因和规律,有针对性地进行腐蚀防治,以保障合水油田注水管道的安全连续运行。针对上述情况,本论文在这一方面开展了系统研究,取得了以下研究结果：(1)通过对合水油田注水水质及管线腐蚀产物的检测,分析了注水水质的腐蚀性和腐蚀产物的成分,检测分析结果表明：溶解氧腐蚀和CO2腐蚀是注水管线腐蚀的主要原因。而Cl-离子的大量存在对于点蚀的形成具有十分显著的影响。同时,ca2+、Mg2+、细菌以及硫化物亦会对其产生十分微弱的腐蚀作用。(2)在此基础上有针对性的选择了4种常用的咪唑啉缓蚀剂,通过缓蚀剂评价实验结果表明,4种初选缓蚀剂对于合水油田各注水管线均起到一定的缓蚀作用,其中IML-2的缓蚀效果相对较好；然后通过量子化学计算对其缓蚀行为和作用机理进行了初步探讨,表明咪唑啉分子在金属表面的吸附,受到物理吸附和化学吸附的混合作用,除此之外,咪唑啉的缓蚀性能主要是含氮的杂环和亲水支链对金属表面的作用效果。(3)以评价实验中缓蚀性能最为良好的IML-2为先导,合成一种广泛应用于油田管线防腐的绿色环保型咪唑啉季铵盐CIH,并以CIH同SPC及TDAP进行复配,得到一种新型复配缓蚀剂NU。以单因素实验为基准,由响应面法确定NU新型缓蚀剂的最佳复配比例为：CCIH:CSPC:CTDAP=162.00mg/L:80.02 mg/L:59.93 mg/L。此时,预测的ηJ、ηD可以分别达到92.2942%和93.4726%。同时,为了验证预测结果和实际情况的相符性,在最佳复配条件下对NU新型缓蚀剂的缓蚀效果进行了验证试验,结果表明吻合度良好,说明利用响应面法得到的NU新型缓蚀剂的最佳复配条件准确可靠,对合水油田注水管线的腐蚀起到良好的缓蚀效果。
【关键词】：注水管线 腐蚀机理 量子化学 缓蚀剂评价 响应面法 复配
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE988.2;TG174.42
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-21
• 1.1 论文的研究背景及意义8-10
• 1.2 金属管线腐蚀理论及防护概论10-15
• 1.2.1 国内外集输系统腐蚀研究现状10
• 1.2.2 管道内腐蚀机理10-13
• 1.2.3 国内外防腐措施研究现状13-15
• 1.3 缓蚀技术的研究现状15-18
• 1.4 咪唑啉缓蚀剂的研究18-19
• 1.4.1 咪唑啉缓蚀剂及其合成方法18-19
• 1.4.2 咪唑啉缓蚀剂的研究现状及应用进展19
• 1.5 论文研究内容与思路19-21
• 第二章 注水管线腐蚀原因研究21-26
• 2.1 注水水质检测与分析21-23
• 2.2 腐蚀产物检测与分析23-25
• 2.2.1 灼烧残渣检测与分析23
• 2.2.2 腐蚀形貌的检测与分析23-24
• 2.2.3 XRD检测与分析24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第三章 咪唑啉类缓蚀剂的优选与基础理论研究26-45
• 3.1 实验试剂与仪器26-27
• 3.2 缓蚀效果测定方法27-31
• 3.2.1 腐蚀速率的测定28-29
• 3.2.2 缓蚀效果的表示方法29-31
• 3.3 咪唑啉缓蚀剂的量子化学研究31-34
• 3.3.1 密度泛函理论31-33
• 3.3.2 Gaussian03W软件33
• 3.3.3 计算方法33-34
• 3.4 结果与讨论34-43
• 3.4.1 咪唑啉缓蚀剂缓蚀效果分析34-35
• 3.4.2 咪唑啉缓蚀剂量子化学计算35-43
• 3.5 本章小结43-45
• 第四章 复配缓蚀剂的开发及优化研究45-60
• 4.1 实验试剂和仪器45-46
• 4.2 CIH的合成和表征46-48
• 4.2.1 CIH的合成46-47
• 4.2.2 产物的表征47-48
• 4.3 NU复配缓蚀剂的开发研究48-59
• 4.3.1 单因素实验48-52
• 4.3.2 响应面法优化实验研究52-59
• 4.4 本章小结59-60
• 结论与建议60-61
• 结论60
• 建议60-61
• 参考文献61-69
• 攻读硕士学位期间取得的主要研究成果69-70
• 致谢70

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本文编号：912029