1、输油站场缓蚀剂/阻垢剂开发与性能评价摘要在石油开采、运输、存储、炼化过程中，需要用到大量的化工装置，在这些装置的使用过程中往往会遇到严重的腐蚀结垢问题。其中，原油站场作为原油输送的集散地， 其管道内介质复杂多变，腐蚀和结垢问题往往更加严重，投加缓蚀剂是一种高效抑制金属腐蚀的手段，而投加阻垢剂是一种常用的抑制管道结垢的手段。研发输油站场用缓蚀剂和阻垢剂，有利于保证输油站场正常运行，预防生产事故。因此，本文在实验室合成了三种咪唑啉类输油站场用缓蚀剂和四种常用的阻垢剂，采用失重法和电化学方法研究了缓蚀剂的缓蚀效率，采用静态结垢实验分析了原油站场阻垢规律，并评价了四种阻垢剂的阻垢率，得到了以下结论：通
2、过对三处在役输油站场进行腐蚀结垢现场调研，发现在役输油站场存在严重的腐蚀结垢问题，其中管道的底部、埋地管道、法兰连接处、管道弯头处、原油储罐底部容易发生严重的腐蚀问题，管道死油段、沉积水存在处容易发生结垢问题；实验室合成了三种咪唑啉类输油站场用缓蚀剂，理化性能测试全部合格，电化学实验和失重法研究表明咪唑林季铵盐缓蚀剂的自腐蚀电流最小，腐蚀速率最慢，缓蚀效果最显著；通过静态结垢实验研究了 pH、表面活性剂、温度、钙离子浓度对结垢的影响规律，并评价了四种阻垢剂的阻垢率，研究表明，溶液结垢率随 pH 值的增大而增大，随表面活性剂增加而减小，随温度增加而增大，随钙离子浓度的增大而增大；HEDP 具有最
3、佳的阻垢性能， 但其阻垢率同样受温度、Ca2+浓度以及 NaCO3 浓度影响，温度在超过 70后，阻垢效率急剧下降，Ca2+浓度越大，缓蚀剂缓释效率越低，NaCO3 浓度越大，阻垢效率越低。通过本文研究确定了一种最优的输油站场用缓蚀剂和阻垢剂，有利于完善输油站场腐蚀结垢防护体系。关键词：输油站场；缓蚀剂；阻垢剂；失重法；电化学法；静态结垢实验Development and Performance Evaluation of Corrosion Inhibitors and Scale Inhibitors in Oil StationsAbstractIn the process of oil
4、 extraction, transportation, storage, and refining, a large number of chemical plants are required, and serious corrosion and scaling problems are often encountered during the use of these facilities.Therefore, in this paper, three kinds of imidazoline oil field corrosion inhibitors and four kinds o
5、f commonly used scale inhibitors were synthesized in the laboratory. The corrosion inhibition efficiency of corrosion inhibitors was studied by using weight loss method and electrochemical method. The scale experiment analyzed the scale inhibition rules of crude oil yards and evaluated the scale inh
6、ibition rates of the four scale inhibitors. The following conclusions were obtained:Through field investigations of corrosion and scaling at three oil stations in service, it was found that serious corrosion and scaling problems exist at the oil station in service.Three kinds of imidazoline-based co
7、rrosion inhibitors were synthesized in the laboratory, and all physical and chemical performance tests were qualified.Imidazolium quaternary ammonium salt corrosion inhibitor has the most significant corrosion inhibition effect.In addition, the fouling rate of the solution increases with the increas
8、e of pH value, decreases with the increase of surfactant, increases with the increase of temperature, and increases with the increase of calcium ion concentration; HEDP has the best scale inhibition Performance, but its scale inhibition rate is also affected by temperature, Ca2+ concentration, and N
9、aCO3 concentration.Through the study of this paper, an optimal corrosion inhibitor and scale inhibitor for the oil station is determined, which will help improve the corrosion and scaling protection system at the oil delivery station.Key words: oil station; corrosion inhibitor; scale inhibitor; weig
10、ht loss method; electrochemical method; static scale test目录第 1 章引言1第 2 章 站场腐蚀结垢现状调研22.1 岚山站调研22.2 黄岛油库调研22.3 白沙湾输油站调研2第 3 章腐蚀结垢因素分析53.1 原油成分分析53.2 站内污水分析53.3 腐蚀产物分析53.3 垢样分析7第 4 章缓蚀剂合成与评价84.1 缓蚀剂的合成84.1.1 缓蚀剂的分类84.1.2 缓蚀剂的合成路线94.2 缓蚀剂理化性能104.3 极化曲线法评价缓释效率144.4 失重法评价缓释效率164.1.1 失重法简介164.1.2 实验仪器和药品16
11、4.1.3 实验步骤174.1.4 实验条件184.1.5 实验结果19第 5 章阻垢剂的合成与评价235.1 阻垢剂的合成235.1.1 阻垢剂的分类235.1.2 阻垢剂的作用机理235.1.3 阻垢剂的合成路线235.2 钙的 EDTA 滴定法245.3 阻垢剂的筛选255.5.1 阻垢剂筛选实验255.5.2 结果分析255.5 阻垢剂耐温耐盐性能评价27第 6 章结论30致谢31参考文献32第 1 章 引言第 1 章引言随着我国对石油消耗量的日益增长，化工装置的工艺管线的腐蚀问题越来越得到人们的重视。尤其是在输油站场，我们不难发现管线腐蚀的情况更为严重。腐蚀是物质在所处环境媒介的化学
12、作用或氧化还原作用下所发生的变质和损毁。金属在不同环境介质的作用下均会发生腐蚀，腐蚀的发生过程伴随着化学机理、电化学机理以及物理作用。这种自发形成的破坏会增加材料的损耗、降低设备的性能。腐蚀不仅造成了大量的石油浪费，甚至还威胁到了人们的生命财产安全1。因此，腐蚀管理能否做好对于输油站场工艺管线是非常重要的。因此，经常在输油工艺管线内部添加一定量的缓蚀剂来进行腐蚀保护。同时在输送原油的过程中，管道底部油桶底部等等部位容易发生结垢，导致输送管柱堵塞，严重制约了原油输送效率。因此，研究缓蚀剂和阻垢剂的性能对减缓或者阻止油气田设备和集输管线腐蚀和结垢有着重要意义。缓蚀剂是一类仅添加微量浓度置于腐蚀介质
13、中时，便可以可观的减弱基体腐蚀速度甚至预防腐蚀的一类化学物质，不仅对腐蚀环境几乎无影响，少量高效而且简单易操作， 对环境性质也不发生影响，缓蚀剂也可以合用于多种差异环境条件，适应性强2。阻垢剂是一类解决令人头疼的结垢问题的药剂，它能够阻止难溶性无机盐在金属表面的沉淀，并使得金属设备维持有良好的传热效果，而且它优点众多，不光具有防锈性能、良好的阻垢性，直接添加到环境介质中即可见效，节省投资，而且它的附着力强， 耐弱酸、强碱、有机溶剂3。3第 2 章 站场腐蚀结垢现状调研第 2 章站场腐蚀结垢现状调研为了有效的确保管道防腐的作用，保障管网的安全运行，对输油站场地下管道防腐层技术状况进行调查研究。2
14、.1 岚山站调研岚山站现场调研情况：露天管线如图 2-2 采用定期测厚的方法判断腐蚀余量，并实时维护，未发生腐蚀穿孔；埋地管线如图 2-3 监测困难，部分管线埋地两年便发生腐蚀穿孔。据调查发现管道弯头部位如图 2-1、管线底端、埋地管线整体腐蚀较为严重。图 2-1 国储联络线图 2-2 联络线露天区图 2-3 镇海联络线埋地区Fig.2-1 State Reserve LineFig.2-2 Open air zone of Link LineFig. 2-3Contact Line Area2.2 黄岛油库现场调研黄岛油库现场调研情况：油库整体管线图 2-5 如服役年限较长，某些部位腐蚀情况
15、严重。经调查研究发现：(1)库内原油储罐老旧如图 2-7，外壁腐蚀严重；(2)黄岛油库输送原油为国外原油，如图 2-8 油品差，硫化氢含量高(3)库内管道法兰处如图 2-6、露天-埋地过渡区如图 2-4 和埋地管道腐蚀相对严重。其原因在于管道处于两相腐蚀环境，更易腐蚀。2.3 白沙湾输油站现场调研白沙湾站场现场调研情况：埋地管道大面积更换如图 2-9，储罐沉降导致管道倾斜如图 2-10 等。白沙湾输油站腐蚀现状：（1）埋地管道腐蚀严重，现已施工全部更换；（2）储罐沉降致使外联管道出现严重倾斜；（3）储罐底部出现严重的腐蚀穿孔如图 2-11；（4）罐底焊缝周围存在密集的点蚀坑如图 2-12。图 2-4 露天-埋地过渡区图 2-5 长期服役管线图 2-6 法兰连接部位Fig.2-4 Open-buried transitional areaFig.2-5 Long-term service lineFig.2-6 Flange connection图 2-7 储罐外壁图 2-8 黄岛油库原油样品Fig.2-7 Tank Outer WallFig.2-8 Huangdao Oil Depot Crude Oil
