石油生產(chǎn)中腐蝕的原因及緩蝕劑的應(yīng)用
2019-03-08 13:12:01
作者：阿潔 來源： 設(shè)備管理與防腐
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在石油工業(yè)中防腐蝕是一個非常重要的課題，腐蝕是制約石油工業(yè)發(fā)展的一個重要因素，因此，腐蝕防護技術(shù)的研究和應(yīng)用具有重大的意義。本文綜述了石油生產(chǎn)中易被腐蝕環(huán)節(jié)產(chǎn)生腐蝕的原因以及影響腐蝕的因素，概述了緩蝕劑作為重要的防腐蝕技術(shù)在石油生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，展望了緩蝕劑的發(fā)展趨勢。
1 原油生產(chǎn)中的腐蝕
01鉆井系統(tǒng)中的腐蝕
鉆井過程中的腐蝕介質(zhì)主要是來自地層流體的硫化氫和二氧化碳，還有鉆井液中的微生物對硫酸鹽作用所生成的硫化氫，以及溶解在鉆井液中的氧。這些腐蝕介質(zhì)的存在使得鉆井過程中使用的設(shè)備極易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。
02采油及集輸系統(tǒng)中的腐蝕
油井腐蝕：油井腐蝕是指采出液和伴生氣中含有的二氧化碳、硫化氫和采出水等有害成分造成的油水井油管、套管和井下工具的腐蝕。
集輸系統(tǒng)的腐蝕： 當集輸管線中運輸?shù)脑椭泻休^多的水且水中含有氧氣、二氧化碳或硫酸鹽還原菌時會在集輸管線內(nèi)部產(chǎn)生嚴重的電化學(xué)腐蝕。
2原油生產(chǎn)中常見的腐蝕類型
01電化學(xué)腐蝕
金屬的不同部位所接觸電解液的種類、濃度、溫度、流速等存在差別，會在金屬表面會出現(xiàn)陰極區(qū)和陽極區(qū)，陰極和陽極通過金屬本身互相閉合而形成腐蝕電池。
02硫化氫腐蝕
油田采出水中的Ｈ２Ｓ，一部分來自于油層及伴生氣中，另一部分是原油和水中的含硫物質(zhì)通過微生物的作用轉(zhuǎn)化而來的。當油田水中既有溶解的硫化氫又有溶解氧時，腐蝕會更加的嚴重。
03二氧化碳腐蝕
二氧化碳作為油田采出液中的伴生氣溶于水形成碳酸，使溶液中存在氫離子ｐＨ 顯酸性性，發(fā)生電化學(xué)腐蝕。
04溶解氧腐蝕
氧腐蝕是最常見的腐蝕，只要有空氣和水存在就會發(fā)生這種腐蝕。
05鹽類腐蝕
Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋ 離子會增大油田采出水的礦化度，使局部腐蝕更為嚴重。
06微生物腐蝕
油田生產(chǎn)系統(tǒng)中存在著各種各樣的微生物群體，它們對油田設(shè)備和管線腐蝕造成的損失是非常巨大的。
3緩蝕劑在原油生產(chǎn)腐蝕防護中的應(yīng)用
緩蝕劑是“一種以適當?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境（介質(zhì)）中時，可以防止或減緩材料腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或幾種化學(xué)物質(zhì)的混合”。添加緩蝕劑是一簡單、價廉、適用性強的防腐蝕手段。這種方法以其操作方便、效果顯著而被許多石油生產(chǎn)裝置廣泛采用。
01咪唑啉類緩蝕劑的應(yīng)用
咪唑啉一般由三部分組成：含氮的五元雜環(huán)，雜環(huán)上與氮成鍵的支鏈（酰胺官能團、胺基官能團、羥基等）和長的碳氫支鏈（一般為烷基）。
02有機磷酸類緩蝕劑的應(yīng)用
有機磷酸分子中含有磷酰基，可以和鈣、鎂、鋁、鐵、鋼和鋅等金屬離子作用生成難溶的配合物覆蓋于金屬表面，起到防腐蝕的效果。
03雜環(huán)型緩蝕劑的應(yīng)用
雜環(huán)型緩蝕劑含有Ｏ、Ｎ、Ｓ、Ｐ等原子，具有多個活性吸附中心，對碳鋼、銅、鋁合金等多種金屬都具有較強的吸附作用并能在金屬表面形成穩(wěn)定的螯合物。在分子內(nèi)或分子間可形成氫鍵使吸附層增厚，防腐蝕效果更好。
04三唑類緩蝕劑的應(yīng)用
三唑類緩蝕劑的分子中含有三個氮原子的三唑環(huán)、氨基、疏水基、芳香環(huán)基和吡啶基等不同活性吸附基團，這些基團都能夠在金屬的表面發(fā)生中心吸附，從而增大了緩蝕劑的覆蓋面。
05季銨鹽類緩蝕劑的應(yīng)用
在高溫條件下采用高濃度鹽酸酸化作業(yè)時腐蝕問題非常嚴重。季銨鹽是高溫酸化緩蝕劑的重要組分。季銨鹽陽離子具有較大的表面活性，能在金屬表面形成致密、完整的覆蓋膜，這類緩蝕劑已廣泛應(yīng)用于油氣井的防護。
06炔醇類緩蝕劑的應(yīng)用
炔基化合物的三鍵中的鍵與金屬有較強的結(jié)合力使得三鍵易斷裂，然后發(fā)生聚合，產(chǎn)生多層聚合膜。長鏈含氮化合物具有良好的屏蔽作用，所以將炔基化合物和長鏈含氮化合物配合使用緩蝕效果更佳。
07席夫堿類緩蝕劑的應(yīng)用
席夫堿是指含有ＲＣ＝Ｎ的一類易于合成的有機化合物，分子中含有的ＲＣ＝Ｎ基團易與金屬形成配合物。
4石油工業(yè)緩蝕劑研究的趨勢
（１）開展煉油廠工藝緩蝕劑研究，以及高溫（200℃以上）酸化緩蝕劑的研究。在高溫高濃酸條件下，各種緩蝕劑之間的復(fù)配可大大提高防腐蝕的效果。
（２）油氣井中設(shè)備的局部腐蝕（點蝕、垢下腐蝕、應(yīng)力腐蝕）非常嚴重，局部腐蝕是造成生產(chǎn)設(shè)備失效的主要原因，然而針對于防止局部腐蝕的緩蝕劑研究還不多。應(yīng)對于均勻腐蝕和局部腐蝕分別進行有針對性的緩蝕劑研究。
（３）利用現(xiàn)代先進的分析測試儀器和計算機，從分子和原子水平研究緩蝕劑分子在金屬表面上的行為及作用機理、緩蝕劑之間協(xié)同作用機理，指導(dǎo)緩蝕劑研究和應(yīng)用開發(fā)。
（４）當前我國新開發(fā)油井多為深井和超深井，井下環(huán)境惡劣，井底溫度高壓力大，使一些物質(zhì)處于。
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標簽： 石油工業(yè)防腐, 腐蝕因素, 緩蝕劑
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