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本文针对炼厂加氢高压空冷系统存在的易腐蚀问题,在分析腐蚀机理基础上,开发出两种针对此类腐蚀环境的咪唑烷硫酮衍生物系列不同构型新型缓蚀剂,代号分别为M-1和M-2,为该类系统的防腐措施提供了理论指导和技术支持。论文的主要内容如下:
1.通过文献调研确定,加氢高压空冷系统的腐蚀为NH4Cl+NH4HS型腐蚀,比较各种类型缓蚀抑制剂发现,咪唑烷硫酮衍生物系列新型缓蚀剂具有较多优点。
2.以硫脲、二乙烯三胺和β-羟乙基乙二胺及油酸为原料,合成了咪唑烷硫酮衍生物系列新型缓蚀剂,并通过实验对该种缓蚀剂的合成路线和合成条件进行了优化,确定适宜的反应路线为:配比为硫脲:二乙烯三胺=1:1.1的反应物,逐步升高到170℃,反应5h,室温冷却得到杂环中间体,将中间体与油酸以1:0.8比例投入反应器,加入总物料量20wt%的甲苯做携水剂,升温至140℃,反应4h;按照优化路线合成了两种咪唑烷硫酮衍生物系列新型缓蚀剂,代号分别为M-1和M-2。
3.M-1和M-2缓蚀性能评价试验表明,随着温度的升高,NH4Cl+NH4HS溶液的腐蚀性逐渐增强,缓蚀剂的缓蚀率逐渐降低;随着缓蚀剂浓度的升高,缓蚀剂的缓蚀率逐渐升高,M-1和M-2的浓度为50mg/L时缓蚀率分别达到96.85%和94.26%,再增加浓度缓蚀率变化不大;通过比较发现,相同浓度下M-1的缓蚀性能要优于M-2。
4.分析90℃实验数据发现,M-1在20#碳钢表面的吸附均符合Langmuir等温吸附模型,为单分子吸附,以化学吸附为主,缓蚀符合“几何覆盖效应”;M-1和M-2缓蚀性能稳定,NH4HS浓度和H2S分压对其缓蚀率影响不大;扫描电镜分析结果表明,M-1和M-2在碳钢表面成膜性能良好,其中M-1要优于M-2。