二氧化氯解堵剂专用缓蚀剂

二氧化氯解堵剂专用缓蚀剂侯雯雯，黄瑾，陈君，陈晓东（陕西省石油化工研究设计院，西安７１００５４）摘要：在实验室制备了二氧化氯解堵剂专用缓蚀剂。在模拟二氧化氯解堵条件下采用静态失重法、电化学法评测了该缓蚀剂对Ｎ８０钢的缓蚀效果。结果表明，该缓蚀剂可以使二氧化氯解堵剂对Ｎ８０钢的静态腐蚀速率降到４．２８８９ｇ／ｍ２·ｈ－１。关键词：二氧化氯解堵剂；缓蚀剂；制备；性能研究中图分类号：ＴＧ１７４．４２文献标志码：Ａ文章编号：１００５－７４８Ｘ（２０１４）１０－１０１３－０３ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＩｎｈｉｂｉｔｏｒｏｆＣｈｌｏｒｉｎｅＤｉｏｘｉｄｅＰｌｕｇＲｅｍｏｖａｌＡｇｅｎｔＨＯＵＷｅｎ－ｗｅｎ，ＨＵＡＮＧＪｉｎ，ＣＨＥＮＪｕｎ，ＣＨＥＮＸｉａｏ－ｄｏｎｇ（ＳｈａａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ′ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｆｏｒｃｈｌｏｒｉｎｅｄｉｏｘｉｄｅｐｌｕｇｒｅｍｏｖａｌａｇｅｎｔｗａｓｐｒｅｐａｒｅｄｉｎｔｈｅｌａｂｏｒａｔｏｒｙ．ＴｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆｏｒＮ８０ｓｔｅｅｌｗａｓｅｖａｌｕａｔｅｄｕｓｉｎｇｓｔａｔｉｃｗｅｉｇｈｔｌｏｓｓｍｅｔｈｏｄａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｓｔａｔｉｃｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒａｔｅｗａｓｌｏｗｅｒｅｄｔｏ４．２８８９ｇ／ｍ２·ｈ－１ｆｏｒＮ８０ｓｔｅｅｌｉｎｃｈｌｏｒｉｎｅｄｉｏｘｉｄｅｐｌｕｇｒｅｍｏｖａｌａｇｅｎｔｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｈｌｏｒｉｎｅｄｉｏｘｉｄｅｐｌｕｇｒｅｍｏｖａｌａｇｅｎｔ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｉｎｈｉｂｉｔｏｒ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ；ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｔｕｄｙ二氧化氯具有强氧化性杀菌效果好等特点，在循环冷却水处理、医疗卫生、水产养殖、环境保护、石油化工水处理等领域得到了广泛应用［１］。近些年来在石油开采过程中，随着新工艺的采用，二氧化氯作为解堵剂，利用其强氧化性能，氧化降解近井底地带的聚丙烯酰胺、黄原胶、胍胶、田菁胶等各种高分子聚合物，使各物质粘度大幅度下降，流动性变好，从而易于从地层排出，与此同时它还可快速杀灭硫酸盐还原菌、腐生菌等生物菌体，达到解堵目的，使油井增产、增注，降低采油成本，提高油田收率［２］。目前，二氧化氯作为解堵剂大面积推广所遇到的瓶颈在于其对金属器具、管材等会造成一定的腐蚀，尤其对碳钢类材质腐蚀更为严重，而在约９０℃环境温度中，作为解堵剂的二氧化氯对Ｎ８０材质的管材腐蚀更加迅速。目前，用于抑制二氧化氯腐蚀的缓蚀剂主要有收稿日期：２０１３－１２－０９基金项目：中科院“西部之光”人才培养（２００８ＤＦ０４）通信作者：侯雯雯（１９８３－），工程师，硕士，从事炼厂、油田领域相关缓蚀剂研究，１３５７２８７３０６９，ｓｈａｄｏｗｌｅｍｏｎ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｍ氟硅酸钠、钼酸钠及羟基乙叉二磷酸（ＨＥＤＰ）等。其中，氟硅酸钠虽具有价格便宜的优势，但其在金属表面形成完整的保护膜需要较长时间，一般需要２～３周，而且氟硅酸钠在水中的溶解性较差并易于形成硅垢［３］。钼酸钠在酸性环境中其缓蚀率远低于其在中性和碱性环境中，因此钼酸钠的缓蚀效果常常受到环境ｐＨ的制约［４］。ＨＥＤＰ在低浓度二氧化氯水溶液中虽具有比较明显的缓蚀效果，但随着二氧化氯浓度上升到５００ｍｇ／Ｌ时，ＨＥＤＰ就基本失效。因此，对于高浓度（２０００ｍｇ／Ｌ以上）的二氧化氯介质，普通的缓蚀剂往往难以取得较好的缓蚀效果。罗菁金等［５］用一种或多种卤过氧化物酶降低二氧化氯的腐蚀。佩尔奥拉等人提出一种聚烯烃组合物以该组合物制成管子可以提高二氧化氯耐性［６］。目前普通的缓蚀剂无法抵抗高浓度二氧化氯的强氧化性，起不到缓蚀作用。需要研发一种复合型吸附缓蚀剂，分子结构能量较低且构象较稳定，与金属表面的空轨道结合形成配价键，产生由化学吸附形成的具有缓蚀作用的吸附膜，从而可以应用于二氧化氯解堵剂抵抗高浓度二氧化氯的腐蚀。·３１０１·第３５卷第１０期２０１４年１０月腐蚀与防护ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＶｏｌ．３５Ｎｏ．１０Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１４１试验１．１缓蚀剂的制备将多氨基磷酸盐、碳氢咪唑啉季铵盐、非离子表面活性剂、六亚甲基四胺和溶剂按不同比例加入容器内，加热搅拌３０ｍｉｎ，得到二氧化氯解堵剂专用缓蚀剂成品１号、２号、３号、４号。１．２缓蚀剂的性能测评１．２．１静态失重法将尺寸为５ｍｍ×０．１ｍｍ×１０ｍｍ的试片用水砂纸逐级打磨至６００号并抛光，用无水乙醇去除表面油脂，再用蒸馏水洗净后干燥。在４５℃将试片浸泡