氯甲烷脱水系统高温高效缓蚀剂的研制

【摘要】： 本文首先介绍了国内外缓蚀剂的发展状况,概述了近些年来高温酸性条件下碳钢有机缓蚀剂的种类及研究方法的进展,着重探讨了有机缓蚀剂在酸性条件下的缓蚀机理,简述了几种常见的电化学测试方法,将量子化学法、激光拉曼光谱等高新手段引入腐蚀领域。 本实验主要研究氯甲烷脱水系统高温高效缓蚀剂的研制。氯甲烷脱水系统中的一个关键设备因受到这些腐蚀介质(总酸度0.05mol/l、Fe2+-1700mg/l、Fe3+-260mg/l以及Cl--4945mg/l)的腐蚀,不能正常运行。为了防止脱水设备在高温酸性介质(盐酸)中的腐蚀,本课题提出在三甘醇脱水剂中添加一种高温高效有机缓蚀剂来降低氯甲烷脱水设备腐蚀的新方案。 本文采用经典的失重法实验进行缓蚀剂的筛选和复配,从已有的若干种缓蚀剂中进行挑选,最后得到烷基季铵盐、有机磷和杂环化合物三者复配的配方,缓蚀效果明显,达到90%以上。紧接着以20#碳钢为工作电极,PH=1.0, Fe2+-1700mg/l、Fe3+-260mg/l、Cl--4945mg/l的三甘醇溶液为腐蚀介质,使用CHI660B电化学工作站,测量动电位极化曲线(Tafel曲线)和电化学阻抗谱(EIS),从电化学方面阐述缓蚀剂的作用机理,同时与失重法得到的结果相比较。最后采用电子扫描显微镜(SEM)观看腐蚀产物形态,从微观上给与解释,同时也是验证前面得到的结论。从图可以看出在碳钢表面生成了完整、致密的保护膜,有效的阻止了腐蚀介质的侵入,缓蚀效果非常好。 【关键词】：碳钢 高温 盐酸 缓蚀剂 季铵盐
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TG174.42
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-29
• 1.1 前言8-10
• 1.1.1 课题来源8
• 1.1.2 设备腐蚀原因的理论分析8-10
• 1.2 文献综述10-14
• 1.2.1 国内外缓蚀剂研究进展10-11
• 1.2.2 腐蚀的分类及缓蚀剂缓蚀效率的表示方法11-13
• 1.2.3 缓蚀剂的分类13-14
• 1.3 缓蚀机理14-17
• 1.3.1 概述14-15
• 1.3.2 缓蚀作用15-16
• 1.3.3 分子结构对缓蚀作用的影响16-17
• 1.4 缓蚀效果的影响因素17-19
• 1.5 缓蚀剂的协同作用19-21
• 1.5.1 协同作用及复配剂的选择19-20
• 1.5.2 缓蚀剂的协同效应机理20-21
• 1.6 常用的盐酸缓蚀剂（基体为碳钢）21-23
• 1.7 几种常用高温酸性缓蚀剂（基体为碳钢）23-24
• 1.8 缓蚀剂缓蚀作用的研究方法24-29
• 1.8.1 腐蚀产物分析法24
• 1.8.2 电化学方法24-26
• 1.8.3 量子化学分析法26
• 1.8.4 光谱分析法26-29
• 第二章 实验方法29-36
• 2.1 主要实验药品材质及实验仪器29-30
• 2.1.1 实验药品29
• 2.1.2 实验材质29-30
• 2.1.3 实验仪器30
• 2.2 实验方法及其装置30-36
• 2.2.1 失重法实验30-31
• 2.2.2 动电位扫描实验31-34
• 2.2.3 交流阻抗实验34-35
• 2.2.4 SEM电镜扫描实验35-36
• 第三章 空白腐蚀实验的结果与讨论36-41
• 3.1 单因素空白腐蚀实验36-40
• 3.2 多因素空白腐蚀实验40-41
• 第四章 缓蚀剂的选取和复配41-62
• 4.1 缓蚀剂的选取41-42
• 4.1.1 季铵盐缓蚀剂41
• 4.1.2 杂环化合物类41-42
• 4.2 单一季铵盐缓蚀剂对碳钢材料腐蚀速率的影响42-52
• 4.2.1 失重法结果分析42-43
• 4.2.2 动电位扫描结果分析43-45
• 4.2.3 交流阻抗结果分析45-47
• 4.2.4 SEM结果分析47-49
• 4.2.5 高温下失重法结果分析49
• 4.2.6 高温下SEM结果分析49-52
• 4.2.7 加入单一缓蚀剂小结52
• 4.3 季铵盐复配缓蚀剂对碳钢材料腐蚀速率的影响52-62
• 4.3.1 失重法结果分析53
• 4.3.2 动电位扫描结果分析53-55
• 4.3.3 交流阻抗结果分析55-56
• 4.3.4 SEM结果分析56-58
• 4.3.5 高温下失重法结果分析58-59
• 4.3.6 高温下SEM结果分析59-61
• 4.3.7 加入复配缓蚀剂小结61-62
• 第五章 现场真空模拟实验及几种市售缓蚀剂的评价62-66
• 5.1 模拟现场的真空腐蚀实验62-63
• 5.1.1 失重法结果分析62-63
• 5.1.2 SEM结果分析63
• 5.2 几种市售缓蚀剂的评价63-66
• 第六章 结论66-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士学位期间发表论文71-72
• 致谢72

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