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硫酸溶液中2-巯基苯并噻唑与氯离子的协同缓蚀作用

2021-08-03刘冬梅杨康石鑫魏晓静高多龙闻小虎

表面技术 2021年7期
关键词:扩散系数

刘冬梅,杨康,石鑫,魏晓静,高多龙,闻小虎

(1.中国石油化工股份有限公司西北油田分公司 a.工程技术研究院 b.石油工程监督中心,乌鲁木齐 830011;2.中国石油化工集团公司 碳酸盐岩缝洞型油藏提高采收率重点实验室,乌鲁木齐 830011)

酸溶液广泛应用于石油酸化、酸洗等各种工业过程,但是这些操作都会对钢产生强烈腐蚀。因此,需要向溶液中添加缓蚀剂,以防止钢的腐蚀劣化[1-3]。分子中含有氮、硫和/或氧原子的有机化合物(如巯基苯并咪唑化合物)是最有效的酸腐蚀缓蚀剂。缓蚀剂在金属表面吸附,形成的吸附膜能够有效抑制金属腐蚀。缓蚀剂分子的极性基团是吸附过程的活性中心,由此产生的吸附层则作为隔离金属与腐蚀性介质的屏障[4-7]。

除了单一有机缓蚀剂的保护作用外,为了提高缓蚀效率,降低成本,有文献还报道了有机缓蚀剂与卤素离子(Cl–、Br–和I–)在H2SO4溶液中对钢的协同缓蚀作用。近年来,一些研究表明,适当添加卤化物离子,可以通过协同效应提高缓蚀剂的缓蚀性能。大多数文献中提出,不同卤素离子存在时的协同作用顺序为I–>Br–>Cl–[8-9]。在某些情况下,也有相反的顺序。如Jeyaprabha 等[10]报道,卤素离子与聚苯胺缓蚀剂在0.5 mol/L 的H2SO4溶液中,协同作用顺序为I–Br–>I–,协同缓蚀作用的增加顺序为I–>Br–>Cl–。

本文用分子模拟方法研究了MBT 与Cl–在H2SO4溶液中的协同作用。同时,对缓蚀剂膜的致密化行为、稳定性、驱水能力和水分子在缓蚀剂膜中的迁移能力进行了分析,从微观层面探讨了缓蚀剂的协同作用机理。

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