槐糖脂在饱和CO_2油田采出水中对X65钢的缓蚀行为研究

【摘要】油田采出水体系中设备受到的CO2腐蚀十分严重。添加缓蚀剂是抑制腐蚀的一种十分经济有效的方法。目前所用缓蚀剂大多是合成的有机物，虽然缓蚀效率高，但是毒性大、不易降解、危害环境。槐糖脂主要是由酵母菌产生的一种生物表面活性剂，具有对环境危害小、可生物降解、生物相容性好、耐酸碱等优点，故具有广阔的应用前景。槐糖脂中含有大量的羰基、羟基等，利用极性基团对固相的亲和力，可以在金属表面进行吸附，又有长的疏水链，主要起屏蔽作用，可能是一种良好的缓蚀剂。因此，为了拓宽槐糖脂生物表面活性剂的新的应用领域，本文评价了其缓蚀性能并探索其缓蚀机理。具体研究内容和结果如下：本文首先测定了槐糖脂在饱和CO2油田采出水中的表面性能，并运用核磁共振对槐糖脂的结构进行了表征。然后采用失重法、电化学方法和SEM表面分析研究了槐糖脂作为缓蚀剂在饱和CO2油田采出水中对X65钢的缓蚀性能及其缓蚀剂膜在X65钢表面的吸脱附规律。1．表面张力测试结果表明：25℃时槐糖脂在饱和CO2油田采出水中的CMC值在50mg/L左右，表面张力降低至41mN/m左右。2．核磁共振图谱表明：槐糖脂的结构中确实存在碳碳双键、羟基、羰基、长链疏水烃基，有助于槐糖脂在金属表面的吸附，为槐糖脂作为一种吸附型的缓蚀剂提供了理论依据。3．失重法表明：在25℃、40℃和60℃时，槐糖脂对X65钢具有良好的缓蚀性能，当槐糖脂的浓度大于50mg/L时，缓蚀效率均达到90％以上。温度继续升高，槐糖脂的缓蚀效率略有降低。4．极化曲线实验结果表明：槐糖脂为阳极抑制型缓蚀剂，在25℃、40℃和60℃条件下，槐糖脂浓度高于50mg/L时，阳极极化曲线均存在明显的阳极脱附现象。槐糖脂在X65钢表面的吸附速度随浓度的增大而增大。80℃时，阳极极化曲线无明显阳极脱附现象。5．电化学阻抗实验结果表明：在25℃、40℃、60℃和80℃条件下，X65钢在槐糖脂溶液中浸泡0.75h后，槐糖脂浓度大于50mg/L时，均可以吸附在X65钢表面形成保护膜，有效的抑制X65钢的腐蚀。槐糖脂浓度为70mg/L时，随着浸泡时间的延长，在25℃、40℃和60℃条件下，槐糖脂吸附膜经历生长和衰减的过程，在168h内都能很好的保护X65钢，80℃时，保护效果稍差。6．表面形貌观察表明：在25℃、40℃和60℃条件下，未添加槐糖脂时，X65钢发生严重腐蚀，且在40℃时腐蚀最为严重，槐糖脂的浓度为70mg/L时对X65钢具有良好的保护效果。80℃时，槐糖脂的保护效果稍差。
【作者】朱凤民；
【导师】张静；
【作者基本信息】中国海洋大学，分析化学，2014，硕士
【关键词】槐糖脂；CO2腐蚀；极化曲线；电化学阻抗谱；缓蚀剂；

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