随着我国国民经济的发展,我国原油进口量逐年攀升,截止2007年我国原油进口量高达2.1亿叶,原油的对外依存度高达57.8%,国际原油价格受多种因素影响不断走高,全球劣质原油产量也不断攀升,国产原油也不断劣质化,面对国际战略需求和企业经济需求,加工高酸、高硫原油成为我国炼油企业不可避免的选择,解决劣质原油对炼油设备的腐蚀问题意义重大。为此本论文在实验室已有研究工作基础之上,深入开展了高温环烷酸腐蚀机理与防护预测方法的研究。主要工作和研究结果如下：(1)实验研究了环烷酸对六种金属材料的腐蚀行为,考察了酸值、温度、和时间对金属腐蚀速率的影响。结果表明,金属环烷酸腐蚀速率随着温度的增加而增大,其中碳钢和低合金钢增幅明显,金属在环烷酸中的腐蚀行为遵循Arrhenius动力学方程,由此分别计算出几种金属腐蚀的表观活化能,碳钢的表观活化能最低,为33.8KJ／mol；316不锈钢最高,活化能为67.9KJ／mol。观察到金属腐蚀也在环烷酸气相中发生,气相中金属腐蚀速率不高可能与静态腐蚀实验有关。腐蚀速度与酸值的平方根呈线性关系,而时间对金属材料腐蚀速率的影响并不大。(2)对环烷酸腐蚀机理进行了实验研究。采用自制不锈钢密封罐对环烷酸介质中的碳钢腐蚀进行了电化学测量,电化学测量结果表现为开路电位极不稳定、极化曲线受干扰极大、腐蚀电流极小等特征,与失重法测量的腐蚀速率相差126000倍。测量实验环烷酸腐蚀介质的电导率极低,在0～100℃为0.003-0.008μs／cm,异种金属腐蚀挂片实验结果显示,单种金属挂片腐蚀速率与异种金属挂片腐蚀速率相近,照片和扫描电镜观察不出两种挂片表面形貌差别,未能观察出电偶腐蚀迹象。根据这些实验结果推测环烷酸腐蚀主要是化学腐蚀,而非电化学腐蚀。(3)依据多吸附中心和在环烷酸溶液中强疏脂原则,选用含N、P、S有机化合物(如苯并咪唑(BIM)、巯基苯并噻唑(MBT)、磷酸三丁酯等)作主要原料,再采取单因素考察与正交实验的方法确定了自制备缓蚀剂的合成工艺,合成了WSH-1磷系高温缓蚀剂,进而以苯胺为溶剂,以上述有机化合物为有效组分复配形成WSH-2、WSH-3磷／硫／氮混合系高温缓蚀剂,采用正交实验确定了最佳配方。对WSH-1型缓蚀剂的失重法、扫描电镜和能谱分析结果表明,WSH-1型缓蚀剂对环烷酸腐蚀有较强的抑制作用,当浓度达到500mg/L以后缓蚀效率较高,并且膜层具有较好的抗溶解性能与低浓度维持性能(20mg/L),认为WSH-1型缓蚀剂的缓蚀机理为反应沉积膜与吸附膜共同作用,当缓蚀剂浓度较高和腐蚀介质中的铁离子浓度较低时容易吸附成膜,反之则易形成反应沉积膜。对复配缓蚀剂WSH-2与WSH-3型缓蚀剂进行了考察,发现两者均具有较好的缓蚀效率,并认为两者的高缓蚀效率是由于多种缓蚀剂复配成分发生了联合沉积与多中心联合吸附共同作用的结果。对比考察了自行合成研制的缓蚀剂与商品化缓蚀剂NS7901和NS7010以及磷酸三丁酯、苯并咪唑(BIM)和巯基苯并噻唑(MBT)纯化合物的缓蚀性能,结果表明NS7901和NS7010两种缓蚀剂在低温下具有一定的缓蚀效果,高温则基本不具备缓蚀性能；苯并咪唑(BIM)缓蚀效率不高,并随着温度的增加迅速的降低；巯基苯并噻唑(MBT)能够迅速吸附并达到平衡,具有较高的缓蚀效率,但是随着操作时间、温度升高和酸值增加而将低,可做复配成分。高温环烷酸腐蚀失重实验结果表明自行研制的高温缓蚀剂的缓蚀率均超过了目前市售同类缓蚀剂产品。(4)通过优化工艺参数,在碳钢表面成功制备出具有较好耐环烷酸腐蚀性能的非晶态化学Ni-P镀层。采取腐蚀失重实验,首次较系统研究了化学镍磷镀层抗环烷酸腐蚀的行为规律,考察了镀层厚度、介质温度、环烷酸酸值和操作时间等因素对化学镀Ni-P镀层抗环烷酸中腐蚀性能的影响,同时讨论了Ni-P镀层硬度及耐磨损性能,分析了其耐蚀机理。实验发现化学镀Ni-P镀层厚度在35-40μm时,其抵抗环烷酸腐蚀的性能最好,化学镀Ni-P镀层在350℃以下的环境中使用较为合适,化学镀随酸值的增大腐蚀速率增加,镀层能够在腐蚀介质中形成钝化膜是耐蚀的主要原因。(5)研究了硫化物对环烷酸腐蚀的影响。在纯硫化物的腐蚀中,金属腐蚀速度和单位面积上的腐蚀产物膜重均随着温度的上升而增加。在给定的温度下,腐蚀速度先随着时间的增加随后又急剧下降,而单位面积上的腐蚀产物膜重与时间呈抛物线关系。随着含硫量的增加,腐蚀速度和单位面积上的腐蚀产物膜重先增大后减小。在含硫化物和环烷酸的混合体系中,其腐蚀行为比两种腐蚀介质单独存在时复杂得多,依据环烷酸腐蚀指数(NACI)对其进行了分类判断。(6)建立了多变量灰色预测模型MGM(1,3)模型,对炼油厂常减压塔腐蚀挂片结果进行了预测,结果发现采用该模型能够较好地预测碳钢腐蚀速率,而不适合不锈钢腐蚀预测。