双六储气库二氧化碳腐蚀行为及缓蚀剂优选研究

发布时间：2020-03-26 05:46

【摘要】：秦—沈天然气管道工程中双六储气库的注入气来源为秦—沈天然气管道,对其组分进行分析后发现采出气主要为湿气,含有大量的二氧化碳气体,因而非常容易发生二氧化碳腐蚀,导致包括泄漏、爆炸在内各类安全事故的发生。针对这一问题,本文首先采用静态法以及动态法,对L485、L360以及L245三种钢材在存在二氧化碳条件下腐蚀电化学行为及影响因素进行了研究,发现L485、L360和L245三种管线钢二氧化碳腐蚀速度主要受刚才浸泡在二氧化碳当中的时间、现场温度、二氧化碳分压以及气体流动速度等因素的影响,并把二氧化碳对刚才腐蚀电化学行为分成以下几个阶段:(1)“裸金属”期,这一阶段腐蚀电流的密度增大,钢材都受到不同程度的二氧化碳腐蚀;(2)膜覆盖”期,这一阶段电流密度基本上不会发生变化,此时之前所生成的腐蚀膜可以对二氧化碳腐蚀起到一定程度的阻碍作用;(3)“反应”期,这一阶段电流密度继续增大,腐蚀程度变大。之后通过对三种钢材在不同温度下的腐蚀产物及腐蚀状态进行分析,发现L485、L360和L245三种钢材在温度低于50摄氏度的情况下,腐蚀后形成的产物膜几乎不能在金属的表面附着,金属表面的腐蚀情况较为均匀;温度在50摄氏度至90摄氏度的情况下,金属表面附着有较为松散的碳酸铁,局部腐蚀的现象较为严重;在温度高于120摄氏度的情况下,金属表面附着有较为致密的产物膜,金属腐蚀的速率明显'变缓。在对温度和压力对三种钢材腐蚀速率进行研究后发现,在系统压力为8兆帕的条件下,'L485钢在80摄氏度、L360钢在82摄氏度、L245钢在81摄氏度分别存在腐蚀速率的最高值,之后进行二氧化碳分压实验后,确定L485钢、L360钢和L245钢在腐蚀速率最大时的压力分别为2.1兆帕、1.9兆帕、2.2兆帕。在对二氧化碳腐蚀行为及机理进行研究之后,通过对21种缓蚀剂的“鼓泡效应”以及交流阻抗进行分析,初步确定了各种缓蚀剂的适用范围及最佳工作浓度,并根据Key混合规则,结合采出天然气性质,对缓蚀剂用量进行计算,并最终确定抗二氧化碳腐蚀缓蚀剂实施的最佳方案为:SYZK抗二氧化碳气相缓蚀剂(油溶性)的加量为94.36kg/h,使用浓度范围为50～100mg/L,最佳浓度为100mg/L,适合涂膜或者连续加注;CRO-316抗二氧化碳缓蚀剂(油溶性)的加量为94.36kg/h,使用浓度范围为50～90 mg/L,最佳浓度为90 mg/L,适用于涂膜或连续加注;Champion抗二氧化碳缓蚀剂(水溶性)的加量为193.2kg/h,使用浓度范围为50～100mg/L,最佳浓度为90 mg/L,适用于连续加注。
【图文】：

Ｐｒ＊＃＊＂＊ＢＩ＊ｌ＊＊ｒ＊￣＇＾邋＾Ｓ＾ＳＳＳＳｍ逡逑ＨＨｖ＂邋＾逡逑图２．２工作电极实物图逡逑２．１．３邋Ｌ４８５、Ｌ３６０和Ｌ２４５三种管线钢二氧化碳腐蚀电化学行为逡逑电化学测试应用于对抗二氧化碳腐蚀缓蚀剂缓蚀效率的评价与作用机制的逡逑研宄，使用经典的三电极体系，用环氧树脂密封的Ｌ４８５、Ｌ３６０和Ｌ２４５三种管逡逑线钢作为工作电极（电极接触面积ｌｃｍｘｌｃｍ），钿电极作为对电极，饱和甘汞逡逑电极作为参比电极，其中饱和甘汞电极用鲁金毛细管作为盐桥与工作介质间接逡逑连接。测试采用的腐蚀介质为二氧化碳的饱和溶液（模拟双６区块逡逑２５５０．４？２５５４．４ｍ地层水，见表２－２）。实验前，工作电极均用金相砂纸（２００目、逡逑４００目、８００目、１２００目）逐级打磨至工作电极表面呈镜面光亮并用蒸馏水冲逡逑洗，再用无水乙醇和丙酮清洗后，冷风吹干。电极在３０摄氏度腐蚀介质ＮａＨＣ０３逡逑二氧化碳的饱和溶液中浸泡不同时间进行极化曲线测试。测试过程为常压且连逡逑续通入二氧化碳。逡逑极化曲线测试扫描速度为0．５ｍＶ＊ｓ－ｌ。电化学阻抗测试仪器为ＣＨＩ邋６０４Ｄ，逡逑交流阻抗图与极化曲线采用ＺＶｉｅｗ软件分析。逡逑１０逡逑

＾．．．．．’逡逑图２．１邋ＣＨ１６０４Ｄ电化学工作站逡逑２．１．２工作电极制备逡逑将事先准备好的三种管线钢加工成长宽高都是１厘米的正方体，，之后使用逡逑环氧树脂将样品密封，作为实验当中的接触电极，其接触面积为１厘米ＸＩ厘米，逡逑实物图如下所示。逡逑Ｐｒ＊＃＊＂＊ＢＩ＊ｌ＊＊ｒ＊￣＇＾邋＾Ｓ＾ＳＳＳＳｍ逡逑ＨＨｖ＂邋＾逡逑图２．２工作电极实物图逡逑２．１．３邋Ｌ４８５、Ｌ３６０和Ｌ２４５三种管线钢二氧化碳腐蚀电化学行为逡逑电化学测试应用于对抗二氧化碳腐蚀缓蚀剂缓蚀效率的评价与作用机制的逡逑研宄，使用经典的三电极体系，用环氧树脂密封的Ｌ４８５、Ｌ３６０和Ｌ２４５三种管逡逑线钢作为工作电极（电极接触面积ｌｃｍｘｌｃｍ），钿电极作为对电极，饱和甘汞逡逑电极作为参比电极，其中饱和甘汞电极用鲁金毛细管作为盐桥与工作介质间接逡逑连接。测试采用的腐蚀介质为二氧化碳的饱和溶液（模拟双６区块逡逑２５５０．４？２５５４．４ｍ地层水，见表２－２）。实验前，工作电极均用金相砂纸（２００目、逡逑４００目、８００目、１２００目）逐级打磨至工作电极表面呈镜面光亮并用蒸馏水冲逡逑洗，再用无水乙醇和丙酮清洗后，冷风吹干。电极在３０摄氏度腐蚀介质ＮａＨＣ０３逡逑二氧化碳的饱和溶液中浸泡不同时间进行极化曲线测试。测试过程为常压且连逡逑续通入二氧化碳。逡逑极化曲线测试扫描速度为0．５ｍＶ＊ｓ－ｌ。电化学阻抗测试仪器为ＣＨＩ邋６０４Ｄ
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE988

【参考文献】

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本文编号：2601030