添加缓蚀剂技术是炼油厂最常用的防腐方法(组图)

总结：

我国原油总加工能力已达到7.5×102Mt/a。随着炼油产业规模化和一体化程度的进一步提高，不少炼油厂扩大了常减压装置的加工能力，千万吨以上炼油厂达到23家。炼油生产是一个自动化程度高的连续生产过程。常减压装置是炼油厂原油加工的第一道工序，又称“领头”装置，可为下游提供优质的二次加工装置。原材料。因此，装置的顺利运行直接影响到整个炼油厂的正常运行。近年来，随着精炼原油的变质，高硫、高酸、高盐的原油越来越多，原油加工过程中出现了一系列严重的腐蚀问题，尤其是塔大气和真空装置。顶部冷凝冷却系统的低温腐蚀（低于 120°C）是最常见的。腐蚀造成的管道泄漏、强制关闭装置进行紧急抢修或部分关闭以减少处理量，给炼油生产带来了巨大的经济损失，极易引发安全事故、环境污染等灾难性后果。污染。添加缓蚀剂技术是炼油厂最常用的防腐方法，经济有效，不影响正常生产。添加少量可降低金属的腐蚀速度。油溶性咪唑啉缓蚀剂因其优异的性能和对油品质量无不良影响而被广泛使用。但它以油为溶剂，必须与中和剂分开使用咪唑啉 缓蚀剂，既降低了安全性，又使加注过程复杂化。因此，开发更绿色、更环保、更高效的新型缓蚀剂是一项非常有意义的工作。

水溶性咪唑啉缓蚀剂以其成本低廉、运输安全、以水为溶剂、与中和剂复配、加注方便等优点越来越受到人们的关注。 (1)本文通过分子设计，将冰醋酸作为水溶性基团引入，与四乙烯五胺和壬酸反应，以甲苯为带水剂，制备出水溶性具有多个吸附中心的咪唑啉酰胺，是一种水溶性好的缓蚀剂，其工艺路线是：先用壬酸酰胺化四亚乙基五胺的端基，再用冰醋酸酰胺化剩余的氨基乙酸，再进行环化脱水； n(四亚乙基五胺):n(壬酸):n(冰醋酸)=1:1:4.5；酰胺化反应温度135℃，闭环反应温度230℃；酰胺化反应时间4h，闭环反应时间4h。采用气液色谱、红外光谱、核磁共振、质谱等对其进行表征，采用量子化学研究其缓蚀性能与分子结构的规律。等计算，结果表明合成产物的活性区主要分布在咪唑上。在吗啉环和亲水支链上进行乙酰胺化，并引入氧后，ELUMO和EHOM O之间的能隙差△E显着减小。原子增加了抑制剂分子的活性；抑制剂分子的活性会随着亲水性的增加而增加。基团的链长越来越长，使金属表面的吸附增加，吸附更稳定，腐蚀介质更难接近金属表面与Fe发生反应。制备的水溶性咪唑啉酰胺具有良好的水溶性，10-50%的水溶液可放置一年不分层沉淀，并可与乙二胺、乙醇胺、氨水等中和胺类复配。 ，并具有良好的互溶性。

(2)通过静态试样失重、极化曲线、扫描电镜和原子力显微镜评价制备的水溶性咪唑啉酰胺的缓蚀性能。结果表明咪唑啉 缓蚀剂，当用量为15-缓蚀剂在20mg/L时对HCl/NH4Cl-H2O和H2S/NH4HS-H2O、HCl/NH4Cl-H2S/NH4HS-H2O有很好的缓蚀作用；缓蚀剂可作用于Q235碳钢表面形成了致密的保护膜，样品表面平整，表面粗糙度明显降低，测得的AFM探头与样品表面的附着力明显增加，水溶性咪唑啉酰胺缓蚀剂分子被覆盖由“活性位点效应”抑制碳钢的腐蚀，其吸附行为符合Flory-Huggins等温线模型，一个缓蚀剂分子代替0.31个水分子，是一种多分子层吸附。可以得到理论计算和AFM三维形貌分析。 ，缓蚀剂分子可在Q235碳钢表面形成15-20nm厚的缓蚀膜；热力学分析表明，缓蚀剂的吸附是一个自发的吸热过程，温度升高有利于吸附反应，每个水分子的解吸与多个缓蚀剂分子的吸附引起的熵增加大于多个缓蚀剂分子吸附引起的熵减少，整个吸附过程是一个熵增的过程；从动力学分析来看，吸附反应速率受缓蚀剂浓度和扩散速率的影响。提高缓蚀剂的浓度或提高温度可以加快缓蚀剂的吸附速度，提高缓蚀率。 (3)新发现的低分子有机酸在常减压装置中的腐蚀问题和水溶性咪唑啉酰胺在低分子有机酸中的腐蚀问题Q235碳的缓蚀性能对有机酸介质中的钢进行了深入探讨。

研究结果表明，Q235碳钢在HCOOH-CH3COOH-H2O中的腐蚀反应速率受反应条件的影响，浓度和反应时间的增加，以及反应温度的升高都会增加腐蚀程度; Q235碳钢在HCOOH-CH3COOH-H2O腐蚀介质中的腐蚀属于均匀腐蚀，腐蚀产物主要为Fe2O3、Fe(HCOO)2和Fe(CH3COO)2；根据多相反应动力学理论建立了动态​​腐蚀模型，反应动力学过程由表面腐蚀反应速率控制，通过动力学计算，反应级数为1，活化能为25.06kJ/mol，动力学腐蚀反应方程为 r(mol/1·h)=306.13(h-1)eT (K)CHCOOH/CH3COOH(mol/1))。根据该方程的计算，当低分子有机酸介质浓度为10mg/L，温度为367K（95℃），腐蚀速率为02mm/a，腐蚀较轻，但浓度为100mg/L，温度为287K（14 ℃），腐蚀速率将超过0.2mm/a的技术要求，导致塔顶冷却系统和整个管道腐蚀严重。水溶性咪唑啉酰胺对腐蚀有很好的抑制作用。 HCOOH-CH3COOH-H2O 的腐蚀。研究结果表明，当添加用量为15mg/L，腐蚀速率仅为0.015mm/a，缓蚀率可达97.1%；阳极影响较大，是抑制阳极腐蚀的主要缓蚀剂。由于缓蚀剂吸附在金属表面的“反应活性位点”上，提高了腐蚀反应的活化能，降低了指前因子，从而降低了腐蚀速率。腐蚀率；缓蚀剂分子可在Q235碳钢表面形成较致密均匀的吸附膜，表面粗糙度降至7nm以下；在 20 mg/L 时，AFM 探针与样品表面的实测粘附力达到 8.9 nN。

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