碳鋼在含熱穩(wěn)定性鹽的N-甲基二乙醇胺介質中的腐蝕行為研究.pdf

1、N-甲基二乙醇胺(MDEA)在使用過程中發(fā)生降解作用生成熱穩(wěn)定性鹽(HSS)，HSS的生成與積累是導致碳鋼設備腐蝕加劇的重要原因。本文采用陽極極化曲線法、Tafel曲線法、EIS法等電化學手段，結合SEM和EDS法等現代表面分析技術以及掛片實驗法，在研究底液濃度、各單一HSS陰離子對碳鋼的腐蝕性，溶液溫度、配對陽離子對HSS溶液腐蝕性影響的基礎上，進一步研究了文獻尚未見報道的多組分混合HSS體系對碳鋼的腐蝕行為、溶解氧對HSS溶液腐蝕性

2、的影響以及在含HSS的MDEA介質中碳鋼的腐蝕反應控制過程等問題。為監(jiān)測、控制實際生產過程的腐蝕問題提供了理論分析和實驗依據。 第1章：對醇胺法脫除酸性氣體的情況進行概述，指出MDEA具有的優(yōu)良性能；但由于MDEA的降解，HSS的生成，設備的腐蝕加劇。對已有關于醇胺介質對碳鋼的腐蝕性研究進行評述；闡述本文用到的陽極極化曲線、Tafel曲線、電化學阻抗譜以及失重法的基本原理；然后提出本文的技術路線和創(chuàng)新意義。 第2章：應用

3、陽極極化曲線法、EIS法及掛片法就MDEA濃度對碳鋼的腐蝕性的影響規(guī)律進行研究，結果表明：MDEA濃度變化對碳鋼的腐蝕性的影響規(guī)律因溶液中HSS的含量不同而異。 (1)在MDEA底液及含少量HSS(3000 mg/L CH3COOH)的各濃度MDEA試液中，隨著MDEA濃度的上升溶液對碳鋼的腐蝕性呈先上升后下降的趨勢，腐蝕性極大值出現在MDEA溶液濃度為30％處。 (2)在HSS含量高的溶液(含HSS陰離子總濃度為135

4、00 mg/L的HSS模擬溶液)中，隨著MDEA濃度的上升溶液的腐蝕性單調下降。 第3章：采用陽極極化曲線法和EIS法來評價不同HSS陰離子對碳鋼的腐蝕性。采用陽極極化曲線法、EIS法研究各單一 HSS陰離子的配對陽離子(MDEAH+和Na+)對溶液腐蝕性的影響，同時采用EIS法以及掛片法研究多組分HSS陰離子混合體系中配對陽離子(MDEAH+和Na+)對溶液腐蝕性的影響。 結果表明： (1)常溫下，常見HSS陰

5、離子中Cl-的腐蝕性最強，可導致碳鋼發(fā)生孔蝕；溶液腐蝕性隨Cl-濃度的增加明顯增強。 (2)常見HSS陰離子中，甲酸根、乙酸根、丙酸根、硫酸根以及草酸根的腐蝕性較弱，溶液腐蝕性隨該幾種陰離子濃度的增加緩慢遞增。 (3)配對陽離子為Na+(對束縛胺采取加堿中和的處理方法)時溶液的pH值較高，有利于碳鋼的鈍化，在一定程度上可降低溶液的腐蝕性。 第4章：以含有多種混合HSS的MDEA體系為研究介質，采用Tafel曲線法

6、、陽極極化曲線法、掛片法、SEM、EDS和EIS法等多種手段探索碳鋼在其中的腐蝕發(fā)展過程和腐蝕速率控制步驟。結果表明： (1)由于HSS模擬溶液的pn值相對較低且含有大量可作為配體的陰離子，故其對碳鋼的腐蝕性比底液的大得多，HSS模擬溶液中少量Cl-的引入可以導致碳鋼發(fā)生顯著的孔蝕作用。 (2)碳鋼在30％MDEA底液中，腐蝕反應的陰極過程和陽極過程均為電化學反應與擴散傳質混合控制；HSS的生成沒有改變陰極過程的控制步驟

7、，但陽極過程轉為電化學反應控制。 (3)碳鋼在HSS模擬溶液中，陽極極化電位由低到高所得的EIS出現感抗、負阻抗以及Warburg阻抗響應等特征，表明相應的孔蝕、由活化狀態(tài)向鈍化狀態(tài)過渡以及進入鈍化狀態(tài)的趨勢。預示著在生產體系中，采取適當的陽極保護措施可以降低設備的受腐蝕程度。 第5章：以含有多種混合HSS的MDEA體系為研究介質，采用EIS、Tafel曲線、SEM等手段研究溶解氧和溶液溫度對碳鋼的腐蝕行為的影響。結果表