一種新的綠色腐蝕抑制劑：開發(fā)和應(yīng)用

-.z.一種新的綠色腐蝕抑制劑：開發(fā)和應(yīng)用摘要在石油和天然氣工業(yè)，化學(xué)應(yīng)用緩蝕劑廣泛采用在實(shí)踐生產(chǎn)及加工業(yè)務(wù)。特別的挑戰(zhàn)是開發(fā)新的化學(xué)反響,能在不同的環(huán)境條件下良好的保護(hù)材料。本文說明了專利工作烷基多糖化學(xué)(APGs)及其協(xié)同效應(yīng)與聚天冬氨酸鈉〔Wei〕。本文概述了這個(gè)抑制劑類開展，在許多油田鹵水里，,它展示了良好的通用抑制劑性能，在多剪切條件下，顯示了良好的特點(diǎn)，也有了一個(gè)優(yōu)秀的環(huán)境條件。本文考察了烷基多聚葡萄糖苷化學(xué)根底。本文說明了在各種油田海域，在許多的抑制劑糖醋條件下，以及不同溫度條件下的影響。實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果，在這些條件下,如線性極化電阻率(LPR)所謂的"泡沫試驗(yàn)〞,和旋轉(zhuǎn)圓柱形電極(遠(yuǎn)端控制設(shè)備),介紹和討論。制定產(chǎn)品的環(huán)境數(shù)據(jù)也將考慮。到目前為止,在英國(guó)所有的化學(xué)配方的使用分類如金子不能替換或遵守其他產(chǎn)品的警告。介紹石油和天然氣加工工業(yè)的腐蝕過程中，化學(xué)抑制劑發(fā)揮的重要作用表現(xiàn)在保護(hù)和緩解的策略(韋伯斯特等;1998年al.1993多爾蒂)。傳統(tǒng)上,化學(xué)腐蝕抑制劑一直尋求能夠在液體和固體之間變成混合物，這也是持續(xù)在高切條件下〔具有一定的持久性來去除這些條件〕。這些材料,一般來說,在各種場(chǎng)條件下都是腐蝕抑制劑。然而,他們確實(shí)具有一定的邊界條件下的性能,如高溫。他們往往有一定的屬性有關(guān)海洋的毒性和生物降解。在北海和北東大西洋(這些地區(qū)由OSPAR公約(OSPAR))在高度監(jiān)管下他們很難受用。在環(huán)境可承受的抑制劑和嘗試設(shè)計(jì)的可承受的妥協(xié)的效果之間產(chǎn)生了一個(gè)兩難的問題；例如，持久的材料通常不容易生物降解。同樣地，很多化學(xué)反響有硝基和擁有固有的毒性特性。面對(duì)這一挑戰(zhàn),許多工人試用了各種各樣的策略來減少環(huán)境影響,要保持所需的外表活性劑性質(zhì)和持續(xù)性,例如氨基酸/天冬氨酸,聚天冬氨酸鈉.然而，這些化學(xué)反響需要高效率或缺乏的降解去迎合環(huán)境法規(guī)。早期內(nèi)部的研究說明,在高流量的條件下，外表活性劑不僅僅提供良好的腐蝕保護(hù)。這個(gè)化學(xué)不能提供完整的答案去解決相關(guān)的生物降解問題。由杜(2004)在建筑工作中，發(fā)現(xiàn)在*些條件下,烷基多聚葡萄糖苷可以良好的拍攝和防護(hù)條件并且提供一個(gè)沒有喪失固執(zhí)的絕妙的環(huán)境條件。實(shí)驗(yàn)室模擬許多油田條件下的工作規(guī)律，得出一些結(jié)論與效應(yīng)和機(jī)制有關(guān)。根底化學(xué)所有的緩蝕劑是由石油和天然按配方制造的產(chǎn)品；活性成分組成根底化學(xué)。在不影響技術(shù)成效下，研究化學(xué)反響緩蝕劑的應(yīng)用，在環(huán)境可承受性上,糖甙和多聚葡萄糖苷看上去好似提供了一些承諾。事實(shí)上，杜(2004)描述了在海水下的907米靜態(tài)條件下，烷基多聚葡萄糖苷作為了緩蝕劑。在這個(gè)應(yīng)用程序中,應(yīng)用APG作為葡萄糖酸鈣和硫酸鋅的混合物。這項(xiàng)工作提供了依據(jù),進(jìn)一步探索烷基聚乙二醇糖甙和在特定范圍的烷基多聚葡萄糖苷同樣有效,可降解、是腐蝕抑制劑?；瘜W(xué)的寬度被描述成一個(gè)專利。但是,我們發(fā)現(xiàn)有一個(gè)最正確的組合是烷基鏈長(zhǎng)度和一個(gè)特定的糖類一半,這提供了最大效率的腐蝕抑制作用,特別是在協(xié)同配合天冬氨酸組件。先前的研究說明,糖甙和多聚葡萄糖苷確實(shí)表現(xiàn)出腐蝕抑制性能。所有這些工作,進(jìn)展靜態(tài)、有氧或均勻流體條件(杜專利)。50ppm效應(yīng)的劑量制定一個(gè)在北海在65℃各種鹵水在二氧化碳飽和合成場(chǎng)鹽水在靜態(tài)條件下"泡沫測(cè)試〞。50ppm效應(yīng)的劑量制定一個(gè)在各種北海鹵水在65℃飽和二氧化碳剪切應(yīng)力為50Pa的測(cè)試。實(shí)驗(yàn)在各種不同條件下對(duì)三種產(chǎn)品進(jìn)展了化學(xué)制造。這些條件是:靜態(tài)泡沫測(cè)試,高剪切條件下,酸性條件下,高溫條件下。制定的性能在一個(gè)混合的液體環(huán)境,各種油田材料下的兼容性的產(chǎn)品，測(cè)試表現(xiàn)顯示組件之間的協(xié)同效應(yīng)。對(duì)于本論文,產(chǎn)品配方的制定被稱為A,B,C。腐蝕速率測(cè)量使用LPR和遠(yuǎn)端控制設(shè)備技術(shù)，更持久。低碳鋼在二氧化碳飽和合成場(chǎng)鹽水的所有的情況下進(jìn)展了測(cè)試。大多數(shù)測(cè)試是在鹽水中執(zhí)行,在混合流體環(huán)境調(diào)查抑制劑的性能，并詳細(xì)地介紹。泡沫試驗(yàn)方法包括給定一個(gè)金屬，模擬飽和鹽水與二氧化碳在溫度相當(dāng)于在現(xiàn)場(chǎng)的腐蝕。在測(cè)試期間,二氧化碳?xì)怏w不斷噴射直到測(cè)試解決為止，給出受歡送的名字。確定腐蝕的速率使用并口技術(shù),它涉及到應(yīng)用程序的一個(gè)小型直流電壓和一對(duì)一樣的電極和測(cè)量合成電流。腐蝕率每年毫英寸。一個(gè)ACM吉爾12多通道穩(wěn)壓器界面的計(jì)算機(jī)被用于此測(cè)試,以及后續(xù)的測(cè)試方法描述在這篇報(bào)告中。詳細(xì)的泡沫試驗(yàn)程序給出附錄A。測(cè)試方法采用的泡沫測(cè)試法,因?yàn)樗勾罅扛g抑制劑混合物同時(shí)存在。在不同溫度下進(jìn)展測(cè)試,每個(gè)測(cè)試長(zhǎng)達(dá)20小時(shí)。限制了泡沫測(cè)試方法是,在一個(gè)給定的腐蝕抑制劑，它不提供影響性能的剪切應(yīng)力的信息。遠(yuǎn)端控制設(shè)備是一個(gè)有用的方法，在多相流條件下，給定一個(gè)腐蝕抑制劑在高剪切應(yīng)力的評(píng)價(jià)。一樣的技術(shù)(LPR)是用來測(cè)量腐蝕率與泡沫試驗(yàn);然而,三電極體系被使用。工作電極在鹽中的轉(zhuǎn)動(dòng)是為了創(chuàng)立剪切應(yīng)力的作用。其過程詳細(xì)的在附錄B。為了抑制劑來挑戰(zhàn)條件的課題，遠(yuǎn)端控制設(shè)備測(cè)試使用剪切應(yīng)力約為50pa。每十英寸這種剪切率相當(dāng)于生產(chǎn)150000b/D。內(nèi)部直徑管道。1厘米半徑電極，轉(zhuǎn)速為5000rpm。油田鹵水在無剪切力條件下，制定一個(gè)有效的典型的北海鹵水測(cè)試。觀察到典型的壞的過程的溫度顯著減少腐蝕率。在各種典型的北海鹵水無剪切應(yīng)力條件下使用靜態(tài)泡沫試驗(yàn)方法對(duì)抑制劑的性能進(jìn)展了測(cè)試。在最初一段時(shí)間的腐蝕,持續(xù)4小時(shí),抑制劑被注入到測(cè)試細(xì)胞。在每個(gè)鹽水注射50ppm快速降低腐蝕速率。其腐蝕率穩(wěn)定在4mpy之后,見圖1。注射16小時(shí)后直到低腐蝕率保持在測(cè)試期間沒有任何增加。泡沫試驗(yàn)結(jié)果都列在下表。在選定的鹵水提供一個(gè)百分之就是七到九十八腐蝕防護(hù)，觀察注射前的抑制劑，進(jìn)展速率相比照。油田鹵水在高剪切條件圖2說明了高剪切影響最初的腐蝕速率。最初的腐蝕速率低于靜態(tài)條件下，在靜態(tài)條件下，鹽水保持同樣高的腐蝕速率。剪切力的水和涅爾德鹵水超過四十的更高的濃度，所以建議，當(dāng)電極到達(dá)50Pa剪切應(yīng)力時(shí)，建議監(jiān)測(cè)初始腐蝕速率。這個(gè)被動(dòng)層的形成是由剪切的影響增強(qiáng)。鹽水對(duì)上述領(lǐng)域的化學(xué)反響詳細(xì)的在附錄C?？梢钥闯?存在50ppm形成了四十多的鹽水濃度，在動(dòng)態(tài)測(cè)試條件下，遠(yuǎn)端控制設(shè)備立即注入，降低了腐蝕速率。重要的是,對(duì)剩余的測(cè)試周期，抑制劑也保持這種低腐蝕率。一個(gè)類似的效應(yīng)是觀察到的剪切力水和涅爾德鹵水，在四十濃度以上雖然沒有清晰可見的效果，這是因?yàn)樽畛醯柠}水腐蝕率低的原因。這是列于表2。在酸性條件下抑制劑性能。前面描述的所有測(cè)試進(jìn)展了合成，鹵水中碳的二氧化碳飽和(甜的條件)。在70ppm的存在溶解H2S,然而,pH值降低,迫使更快速形成一個(gè)被動(dòng)層外表上的電極。這就解釋了最初的抑制劑的注射減少腐蝕速率。這是顯示在圖3。進(jìn)一步減少腐蝕速率可以觀察到的每5個(gè)小時(shí)后進(jìn)展一個(gè)50ppm的注射。存在溶解H2S，這顯示了化學(xué)是有效的，進(jìn)一步降低了腐蝕速率，在持續(xù)測(cè)試周期下，它保持在一個(gè)低水平狀態(tài)。空白情節(jié)，未經(jīng)照射，測(cè)試顯示了相似的特征，顯示了一樣的初始腐蝕速率在下降。高原在腐蝕速率遵循5至15小時(shí)后開場(chǎng)測(cè)試。到年底時(shí),試驗(yàn),腐蝕速率增加。這說明長(zhǎng)期防銹保護(hù)需要獲得抑制劑的存在。這個(gè)測(cè)試的結(jié)果在表3中做了總結(jié)。劑量50PPm，在在北海鹽水飽和與二氧化碳在65℃下的條件下進(jìn)展的靜態(tài)"泡沫測(cè)試〞，一鹵水產(chǎn)生70ppmH2S。圖4劑量50PPm在二氧化碳飽和北海鹽水在高溫(75℃)在靜態(tài)條件下"泡沫測(cè)試〞。高溫條件下的抑制劑性能。在北海領(lǐng)域的開展，對(duì)緩蝕劑的評(píng)價(jià)，評(píng)估抑制劑的性能，使用泡沫試驗(yàn)方法。在這個(gè)特定的鹽水領(lǐng)域，制作一個(gè)最有效的抑制劑。對(duì)于本論文,泡沫測(cè)試結(jié)果只顯示了成分的一種。再次,注射抑制劑后，快速降低腐蝕速率用肉眼是可以感覺到的。觀察前面的測(cè)試，盡管升高溫度，仍然保持低腐蝕速率，見圖4。據(jù)表4進(jìn)展了總結(jié)。在高礦化度條件下抑制劑構(gòu)造。研究鹵水抑制劑開展階段，在領(lǐng)域B,對(duì)高礦化度的合成鹵水領(lǐng)域的抑制劑進(jìn)展評(píng)估。在低溫度下，要求經(jīng)營(yíng)者根據(jù)領(lǐng)域B設(shè)定粘度剖面。對(duì)于本論文，對(duì)被選中的抑制劑的結(jié)果，配方進(jìn)展討論。從圖5可以看出,最初通過注射化學(xué)品減緩腐蝕速率，進(jìn)一步觀察，是鹽堿地。一個(gè)被動(dòng)層外表迅速形成電極，因?yàn)楦啕}濃度。因?yàn)檫@個(gè)被動(dòng)層，因此最初的腐蝕速率低于其他測(cè)試。數(shù)據(jù)總結(jié)在表5。抑制劑的效果類似于觀察到的在之前的測(cè)試;就是快速注入，最終，低腐蝕速率。協(xié)同作用的抑制劑組件。單個(gè)組件的抑制劑配方降低腐蝕速率較獨(dú)立,兩個(gè)抑制劑組件結(jié)合，性能顯著提高。這是描繪在圖6，從泡沫實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)鹵水合成得出結(jié)果。最明顯的影響是速率的增加。兩個(gè)化學(xué)品互相反響影響，合成速率增加，導(dǎo)致在最后的腐蝕速率顯著降低。事實(shí)上,一個(gè)劑量的40ppm，能夠比20ppm的最初每?jī)啥嗑燮咸烟擒蘸途厶於彼嵬榛焖俳档透g速率。5的定量為60ppm，配方B，在北海鹽堿地、字段B,在65℃飽和CO2下靜態(tài)條件下"泡沫測(cè)試〞。圖6影響組件之間的協(xié)同作用的抑制劑在二氧化碳飽和北海鹽水在靜態(tài)條件下"泡沫測(cè)試〞。一個(gè)20ppm劑量配方,以及快速和直接的下降，較前兩種單獨(dú)的組件，一個(gè)較低的最終腐蝕速率。詳細(xì)的值在表6。與傳統(tǒng)油田腐蝕抑制劑相比擬。作為新化學(xué)的開展,,全系列產(chǎn)品,是傳統(tǒng)緩蝕劑化學(xué)合成領(lǐng)域的一個(gè)基準(zhǔn)。圖7顯示了20ppm傳統(tǒng)油田腐蝕抑制劑和50ppm的新化學(xué)腐蝕抑制劑之間可比性能。都有類似的極低的利用率和最后的腐蝕速率。然而,表7,凸顯了在靜態(tài)條件下性能略有改善以到達(dá)"綠色〞腐蝕抑制劑效果。所有三個(gè)配方，最終更高層次的抑制比傳統(tǒng)的腐蝕抑制劑賦予較低的腐蝕速率。圖7表示在二氧化碳飽和北海鹽水65℃時(shí)50ppm新的"綠色〞腐蝕抑制劑和20ppm傳統(tǒng)緩蝕劑相比的效果。圖8，新型"綠色〞化學(xué)與傳統(tǒng)化學(xué)腐蝕抑制劑相比擬。測(cè)試出北海鹽水飽和與二氧化碳在60℃下的剪切應(yīng)力為80Pa。圖8說明了，在同等劑量高剪切條件下，傳統(tǒng)類型化學(xué)最終腐蝕速率比新配方低。新配方比傳統(tǒng)的胺類緩蝕劑好。表8顯示類似的抑制劑保護(hù)的級(jí)別類似。新的"綠色〞抑制劑通常比傳統(tǒng)的抑制劑來到達(dá)同樣的性能需要一個(gè)更高的劑量。事實(shí)上,腐蝕速率測(cè)試使用配方B在圖8仍落在測(cè)試的最后時(shí)期。如果結(jié)果監(jiān)控試驗(yàn)周期長(zhǎng),腐蝕速率可能將與傳統(tǒng)的抑制劑相當(dāng)。兼容性測(cè)試兼容性測(cè)試進(jìn)展評(píng)估的效果對(duì)彈性體不同的抑制劑，常用在石油和天然氣工業(yè)。執(zhí)行所有測(cè)試都是整潔的產(chǎn)品,樣品的彈性體是淹沒在產(chǎn)品中最低二十八天。到目前觀察為止,沒有副作用。環(huán)境概要文件這一系列新的化學(xué)緩蝕劑具有良好的環(huán)境分類。表9從環(huán)境試驗(yàn)詳細(xì)結(jié)果。這個(gè)配方有很好的環(huán)境分類,也不包含任何組件,被認(rèn)為是替代候選人。結(jié)論這些材料展示了葡萄糖苷的聚合物的外表活性性質(zhì)。事實(shí)上,許多用于國(guó)內(nèi)清洗液的應(yīng)用(如。,洗碗機(jī)液體),具有良好的環(huán)境特性。在油田生產(chǎn)條件下，我們的工作說明緩蝕劑具有適用性。我們的工作說明與聚乙烯協(xié)同效應(yīng),相信能提高拍攝特點(diǎn)。當(dāng)這兩個(gè)化學(xué)反響被仔細(xì)闡述，這項(xiàng)工作已經(jīng)清楚地顯示了，性能明顯的提高。傳統(tǒng)油田化學(xué)腐蝕，環(huán)境影響較小。因此，我們認(rèn)為這提供了一個(gè)時(shí)機(jī)來實(shí)現(xiàn)等效的保護(hù)。新抑制劑的一個(gè)缺點(diǎn)是，由于原材料價(jià)格的上漲，價(jià)格別傳統(tǒng)抑制劑花費(fèi)更高。在一系列油田條件下，它似乎具有廣泛的應(yīng)用。在本文中,我們已經(jīng)展示了我們的化學(xué)產(chǎn)品。即,有優(yōu)秀的烷基性質(zhì)特點(diǎn)，仍然保持良好的腐蝕性。此外,我們說明,在*些配方下這些腐蝕抑制性能的協(xié)同性增強(qiáng)。目前我們正在探索的邊界化學(xué),包括研究界面張力。我們也正在調(diào)查我們觀察到的可能的底層機(jī)制與協(xié)同作用的效果。我們正在擴(kuò)展我們的研究來看看各種多相流動(dòng)制度。參考克拉多克,B.2004。優(yōu)惠焊縫保護(hù)緩蝕劑對(duì)水線以上局部氣體生產(chǎn)設(shè)備在高剪切的條件下開展和應(yīng)用。論文發(fā)表于腐蝕/04NACE會(huì)議,新奧爾良。點(diǎn)狀腐蝕的抑制劑，外表活性的化合物，腐蝕44(5):299–305。德馬科，杰弗遜,和克勞福德。二氧化碳腐蝕，58:354–363。德懊悔呢,米和西蒙·托馬斯。石油和天然氣生產(chǎn)腐蝕抑制劑的選擇和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)。論文發(fā)表于腐蝕/02NACE會(huì)議,丹佛。多爾蒂?？刂艭O2腐蝕與抑制劑。論文發(fā)表于15腐蝕/98NACE會(huì)議,休斯頓。杜，,M.2004。中國(guó)化學(xué)字母15:985-988。杜，M。美國(guó)專利2974134、3640098。Efird,kd。,賴特,E.J.Boros,T.G.1993Hailey。實(shí)驗(yàn)相關(guān)的鋼鐵腐蝕在管流與噴氣機(jī)沖擊和旋轉(zhuǎn)氣缸實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。腐蝕49(12):992-1003T.2004。腐蝕和沉積之間的相互關(guān)系。水科學(xué)與技術(shù)49(2):121-128。詹金斯,，最近的進(jìn)步開展的環(huán)境友好型緩蝕劑對(duì)石油和天然氣系統(tǒng)。論文發(fā)表在名字叫中東會(huì)議、巴林、3月。天冬氨酸作為緩蝕劑對(duì)鋼鐵、腐蝕50:138。建議協(xié)調(diào)離岸的化學(xué)物質(zhì)。蝕劑科學(xué)和技術(shù)，休斯頓。Roberge,P.R.2000。手冊(cè)的腐蝕工程。第十節(jié)。腐蝕抑制劑。紐約:麥格勞-希爾.Schauhoff,S。和。新的腐蝕劑高溫應(yīng)用。5:60材料性能。施密特,G。和Labus。紙沒有37發(fā)表于腐蝕/94NACE會(huì)議巴爾的摩,馬里蘭州。對(duì)油田管道腐蝕選擇。在腐蝕/93NACE會(huì)議休斯頓，論文表達(dá)了。。化學(xué)成分有用腐蝕抑制劑。歐洲專利0000057382。美國(guó)專利5747635。2007年12月SPE工程、設(shè)施和建筑。附錄a-Roeme*lPR泡沫試驗(yàn)程序該方法采用了從ASTM標(biāo)準(zhǔn):名稱G59[測(cè)試法進(jìn)展測(cè)量,動(dòng)電位極化電阻年度圖書的ASTM標(biāo)準(zhǔn),卷0302(2001)],G3(實(shí)踐慣例適用于電化學(xué)測(cè)量腐蝕測(cè)試、年度圖書的ASTM標(biāo)準(zhǔn),卷,03.02(2001)]。合成鹵水制備了基于水化學(xué)的領(lǐng)域。1000毫升解決測(cè)試方案被轉(zhuǎn)移到玻璃細(xì)胞。這些細(xì)胞被放置在熱板與恒溫控制器保持鹽水溫度。熱盤子被設(shè)置為所需的溫度。這些解決方案與二氧化碳別離1小時(shí)除氧,以確保解決方案是飽和與二氧化碳優(yōu)先于插入探測(cè)滑坡。電極的工藝如下:脫脂的浸漬在二甲苯為30秒。在空氣中烘干。在10%的鹽酸酸洗30秒,去除任何軋機(jī)鱗片。浸漬在試劑級(jí)丙酮10秒到電極。在空氣中烘干。電極被降低到測(cè)試細(xì)胞和允許預(yù)腐蝕至少2小時(shí),連續(xù)噴射二氧化碳和監(jiān)測(cè)腐蝕速率。所需的劑量的緩蝕劑注入鹽水外表下使用微量吸液管。腐蝕率數(shù)據(jù)收集在15分鐘的時(shí)間間隔長(zhǎng)達(dá)20小時(shí),計(jì)算百分比保護(hù)。計(jì)算的百分比的保護(hù)沒有基于空白腐蝕速率;它是,相反,基于腐蝕泰特對(duì)于一個(gè)給定的細(xì)胞之前和之后的抑制劑添加。附錄b-Roeme*旋轉(zhuǎn)圓柱形電極測(cè)試程序該方法采用了從ASTM標(biāo)準(zhǔn):名稱G170[標(biāo)準(zhǔn)指南評(píng)估和資格油田和煉油廠腐蝕抑制劑在實(shí)驗(yàn)室里,每一本ASTM標(biāo)準(zhǔn)書,波爾0302(2001)],G3(實(shí)踐慣例適用于電化學(xué)測(cè)量腐蝕測(cè)試、年度圖書的ASTM標(biāo)準(zhǔn),卷0302()2001]。合成鹵水制備了基于水化學(xué)的領(lǐng)域。1500毫升測(cè)試解決方案被轉(zhuǎn)移到一個(gè)夾套遠(yuǎn)端控制設(shè)備電池