第38卷第9期2009年9月
应 用 化 工A ppli ed Chem ica l Industry
V o. l 38N o . 9Sep . 2009
几种抗酸缓蚀剂的制备及其性能评价
白李, 赵亮
(陕西延长石油(集团) 有限责任公司研究院, 陕西西安 710075)
摘 要:以松香、二乙烯三胺等为原料, 合成了几种松香基咪唑啉及其衍生物, 通过静态、动态及电化学实验方法测试咪唑啉化合物在HC -l H 2S -H 2O 的强酸性腐蚀体系中对A 3钢的缓蚀效果。结果表明, 所合成的松香基咪唑啉化合物在HC -l H 2S -H 2O 溶液中对A 3钢均具有一定的缓蚀性能。当合成的化合物H S -6为50m g /L, 乙二胺和1227的质量比为2B 1复配后缓蚀率可达96%以上。关键词:松香; 咪唑啉; 缓蚀剂; 缓蚀性能
中图分类号:TE 39 文献标识码:A 文章编号:1671-3206(2009) 09-1363-04
Synt hesis and evaluation of corrosi on i nhi bit or of several ant-i aci dit y
BAI L i , ZHAO L iang
(R esearch Institute of Shaanx i Y anchang Pe tro leum (G roup) Co . L td . , X i . an 710075, Ch i na)
Abst ract :Several rosi n -based i m i d azoline and its deri v atives w ere successf u ll y synthesized w ith t h e basis of rosi n , d i e thyl tr i a m ine as ra w m ateria ls . The static , dyna m ic w eight l o ss and electroche m istry m ethods w ere utilized to research the effecti v eness of i m i d azo li n e to the ant-i corrosi o n property of A3steel in the
HC -l H 2S-H 2O strong acid corrosive syste m. The resu lts sho w ed that the synthesized rosi n -based i m idazo -li n e had the effecti v eness o f ant-i corrosi o n property to the A3stee l i n the HC -l H 2S-H 2O so l u ti o n . The rate of ant-i corrosi o n can be over 96%under the conditi o ns that the concentrati o n of corrosion inh i b itorH S-6w as 50m g /L, and the m ass ratio of ethylened ia m ine to 1227w as 2B 1. K ey w ords :rosin ; i m i d azoline ; corr osion inh i b itor ; ant-i corrosi o n property 我国松脂资源丰富, 利用松香资源开发高效低成本、或性价比较高的缓蚀剂品种, 并将其应用于生产实践, 具有良好的社会效益和经济效益
[1]
精密增力电动搅拌器; DHG-9070型电热恒温鼓风干燥箱; FT I R 360红外光谱仪; XASD-1六组动
态腐蚀评价仪; CS300Corr Test 电化学测试系统。1. 2 松香咪唑啉缓蚀剂的合成
松香咪唑啉缓蚀剂的合成路线如下:
。本文
以松香、二乙烯三胺为原料合成了一些低毒、高效的松香咪唑啉缓蚀剂, 以满足石油行业实际生产的需要。为了增强其缓蚀效能, 对合成的咪唑啉缓蚀剂进行了复配研究, 使缓蚀剂性能更加完善, 应用的范围更加广泛
[2-3]
。
本文主要从静态、动态及电化学测试的不同方面入手, 研究所合成及复配的缓蚀剂在H C -l H 2S -H 2O 强酸性腐蚀介质中对A3钢的缓蚀性能研究,
并筛选出几种效果较好的抗酸性缓蚀剂。
1 实验部分
1. 1 试剂、材料与仪器
羟乙基乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二甲苯、无水乙醇、氯乙酸、硫化亚铁、盐酸均为分析纯试剂; 松香为工业品。
A3钢试片为50mm @13mm @1. 5mm (5=8) 。
收稿日期:2009-08-04
其中R 的结构为:
作者简介:白李(1981-), 男, 陕西兴平人, 陕西延长石油(集团) 有限责任公司研究院助理工程师, 硕士, 从事油气田化学
:029-, m a i:l @163. co
1364
应用化工第38
卷
表1为合成缓蚀剂系列编号。
表1 系列合成缓蚀剂的编号
Table 1 S er ies of syn thetic corrosi on i nh i b itor
命名H S-1H S-2H S-3H S-4H S-5H S-6H S-7
合成反应物松香+羟乙基乙二胺松香+二乙烯三胺松香+三乙烯四胺松香+羟乙基乙二胺松香+羟乙基乙二胺松香+二乙烯三胺松香+二乙烯三胺
季铵化反应物
---氯乙酸马来酸酐氯乙酸马来酸酐
最终产物环状咪唑啉环状咪唑啉环状咪唑啉咪唑啉季铵盐咪唑啉季铵盐咪唑啉季铵盐咪唑啉季铵盐
图1 静态90e 下不同HS 合成物的缓蚀率曲线F i g . 1 Inh i b it o r effic i ency o f diff e rentH S synthes i zed product
w it h testing m ethods o f stati c and 90e
1. 3 缓蚀性能评价
试片经过清洗、脱脂、干燥后称重(质量) 。1. 3. 1 静态腐蚀评价 向装有2. 0L 水的瓶中通入2h 的H 2S 气体, 再加入浓盐酸, 配制成盐酸质量分数为5%的HC -l H 2S -H 2O 腐蚀介质体系。将试片悬挂于模拟的250mL H C-l H 2S -H 2O 型腐蚀介质中, 90e 下置于鼓风恒温干燥箱中, 浸泡12h 后取出试片, 计算腐蚀速率和缓蚀率。
1. 3. 2 动态腐蚀评价 在6组动态腐蚀仪中, 各罐
中加入1200mL 配制的HC -l H 2S -H 2O 腐蚀介质, 将A3钢试片置于腐蚀仪中, 调整转速至11. 8r /s, 温度90e , 2h 后取出试片, 完全处理掉腐蚀产物称重(质量), 计算腐蚀速率和缓蚀率。
1. 3. 3 电化学腐蚀评价 测定腐蚀电流密度, 计算
出腐蚀速率。
图2 未加缓蚀剂与加有HS -6的钢片腐蚀对比图F i g . 2 C o m par iso m o fH S -6corro si on i nh i b it o r w orked
on A 3stee l
2 结果与讨论
2. 1 静态实验评价
7种合成物在HC -l H 2S -H 2O 强酸性腐蚀体系中的缓蚀实验结果见图1。
由图1可知, 在高温长时间的腐蚀体系中, 4种合成物的缓蚀效果明显降低, 但H S-4和H S-6的缓蚀性能稳定、缓蚀持续时间长, 其中H S -6的缓蚀效果更佳, 当浓度为200m g /L时, 缓蚀率可达到92%以上。
A3钢片腐蚀照片见图2, 季铵盐咪唑啉的缓蚀效果明显比环状咪唑啉的缓蚀效果要好, 而且用氯乙酸改性得到的季铵盐缓蚀剂的缓蚀效果更为
2. 2 缓蚀剂HS -6的红外分析
合成的咪唑啉缓蚀剂H S-6红外光谱分析结果见图3。由图3可知, 在2500~3300c m 处不存在很宽的吸收峰, 表明产物中不存在羧酸; 在1456c m 3332c m
-1
-1
-1
左右出现了酰胺氮氢键的弯曲振动吸收峰; 在
左右出现了酰胺氮氢键的伸缩振动吸
-1
收峰, 表明存在酰胺结构; 在1715c m 左右出现了咪唑啉碳氮双健的伸缩振动吸收峰, 表明存在咪唑啉环。以上分析结果表明, 在产物中已经存在了咪唑啉和酰胺的结构。此外, 在700c m 和744c m
-1
-1
左右出现了振动双峰, 表明合成的最终产物中有季铵盐结构存在, 从而验证了合成产物即为所需产物。
第9期白李等:
几种抗酸缓蚀剂的制备及其性能评价
1365
由图4可知, 加入表面活性剂可以改善缓蚀剂的分散性, 增强缓蚀效果, 其中1227的效果最佳, 当1227浓度为4m g /L时, 复配后缓蚀率可达到94%以上。
2. 3. 2 缓蚀剂助剂的选择 实验表明, 助剂二乙醇胺、乙二胺、三乙醇胺和N-甲基二乙醇胺与H S -6互溶分散性好, 未出现悬浮物, 未出现分层。因而选用这几种助剂分别与HS-6复配, HS -6浓度为200m g /L, 采用静态挂片法评价其缓蚀效率, 实验结果见图5
。
图3 H S -6光谱分析图
F i g . 3 Spectru m ana l y si s of t he H S -6
2. 3 缓蚀剂的复配实验
2. 3. 1 表面活性剂的选取 实验表明, 表面活性剂
PPJ -25、OP -10和1227与H S-6互溶分散性好, 未出现悬浮物。因而选用这几种表面活性剂分别与H S -6复配, H S -6浓度为200mg /L, 采用静态挂片法评价其缓蚀效率, 实验结果见图4
。
图5 静态90e 下HS -6复配不同助剂的缓蚀率曲线
F i g. 5 Inh i bitor effi c i ency ofHS -6corrosi on i nhi bitor and diff erent aux iliar i es composo ite on testi ng m ethods o f static and 90e
由图5可知, H S -6与二乙醇胺、乙二胺、三乙醇胺和N-甲基二乙胺复配后均能提高其缓蚀性能, 且乙二胺的效果最佳, 所以选用乙二胺作为复配的助剂, 当复配的乙二胺浓度为50m g /L时, 缓蚀率可达到96%以上。
图4 静态90e 下HS -6复配不同表面活性剂的缓蚀率曲线
F i g . 4 Inhi b i tor efficiency of HS -6corrosion i nhibitor and d ifferent sur f ac tants co m pos i te on tes i ng m ethods o f static and 90e
Tab le 2
编号空白12345
[**************]0
2. 3. 3 助剂与表面活性剂不同比例的复配 H S-6
浓度为100m g /L时, 乙二胺与1227按不同的比例分别复配, 采用静态挂片法评价其缓蚀效率, 实验结果见表2。
表2 H S -6在不同比例添加剂下的缓蚀效果
Inh ib itor efficiency of H S -6corrosi on inh i b itor w ith d ifferen t ratio of add itives
乙二胺B 1227/质量比
-3B 12B 11B 11B 21B 3
试片失重/g0. 16430. 00860. 00330. 00610. 01580. 0258
缓蚀率/%
-94. 7697. 9996. 2990. 3884. 30
腐蚀速率/(mm#a -1)
26. 291. 3760. 52790. 97592. 5284. 128
HS-6浓度/(mg #L -1)
由表2可知, 助剂与表面活性剂的复配不同比例对H S -6的缓蚀效果有很大影响。当H S -6浓度为100m g /L,乙二胺与1227的质量比为2B 1时, 缓蚀效果最佳, 缓蚀率近98%。
2. 3. 4 H S-6用量对缓蚀率的影响 将乙二胺和1227以2B 1的比例与不同浓度的H S -6复配。采用静态挂片法评价其缓蚀效率, 实验结果见图6。
由图6可知, 缓蚀率随H S -6浓度的增大而升高, 当H S -6浓度在50m g /L时, 缓蚀率可达到96%以上; 当H S -6浓度再增加时, 缓蚀率增加不明显, 在浓度增大到120m g /L时, 缓蚀率达到98%。综合考虑成本, 在H S -6的加量为50m g /L, 乙二胺与1227的质量比为2B 1复配时, 缓蚀率可达到96%以上, 既能满足工业生产要求, 又能节省生产成本。
1366
应用化工第38
卷
由图7可知, 缓蚀率随H S -6浓度的增大先增大而后略有下降, 当H S -6浓度在50m g /L时, 缓蚀率可达到96%以上。当H S -6浓度再增加时, 缓蚀率略有降低但基本趋于稳定。在H S-6的加量为50m g /L, 乙二胺与1227的质量比为2B 1复配时, 缓蚀率可达到96%以上, 与静态实验结果基本一致。
2. 5 电化学测试
图6 静态不同浓度H S -6对A 3钢缓蚀效果的影响
F i g . 6 E ffect o f different concentrati ons ofHS -6corrosi on i nhi bitor
on A 3stee l w ith testi ng m ethods o f static
将乙二胺和1227以2B 1的比例与不同浓度的H S-6复配, 采用电化学测试方法评价其缓蚀效率, 图8为A3钢电极在HC -l H 2S-H 2O 强酸性腐蚀介质中的极化曲线, 表3为各电化学参数及腐蚀电流密度和缓蚀效率。其中腐蚀介质的体积为250mL , 环境温度为90e
。
2. 4 动态腐蚀评价
将乙二胺和1227以2B 1的质量比与不同浓度的H S -6复配, 采用动态挂片法评价其缓蚀效率, 实验结果见图7
。
图7 动态不同浓度H S -6对A 3钢缓蚀效果的影响F i g . 7 Effect of different concentrati on ofH S -6corrosi on i nhi b it o r
on A3stee lw it h testing m ethods o f dynam ic
图8 不同浓度H S -6的极化曲线
F ig . 8 Po lar i zati on cruves o f diff e rent concentrati ons o fH S -6
corro si on i nh i b it o r
1为空白; 2为40mg /L; 3为50mg /L; 4为80m g /L;5为100mg /L
表3 不同浓度H S -6的极化曲线电化学数据
Tab le 3 E lectroctchm ical datas of polar ization curves w ith d ifferen t con cen tration of H S -6corrosion inh ib itor
H S -6浓度/(mg #L -1)
0405080100
自腐蚀电位/V-0. 59458-0. 57527-0. 57474-0. 57339-0. 57296
腐蚀电流密度/(A #c m 2) @10-5
3. 52420. 743760. 203580. 161210. 15330
腐蚀速率/(mm#a -1)
41. 4528. 74822. 39451. 89621. 8031
[4-5]
缓蚀率/%
-78. 9093. 3195. 4395. 65
由表3可知, 添加H S -6缓蚀剂后, 腐蚀电流密度明显减小, 说明该类缓蚀剂对盐酸和硫化氢的强酸性腐蚀具有较好的抑制作用。随着H S -6使用浓度的增加, 缓蚀率也相应的增加, 但H S -6浓度大于
50m g /L后再增加时, 缓蚀率增加缓慢, 不是很明显, 与静、动态失重法实验结果一致。
有资料表明, 松香基咪唑啉类缓蚀剂是一种对碳钢腐蚀反应的阴极、阳极过程均有抑制作用的缓
蚀剂, 属于混合型缓蚀剂。
由图8可知, 缓蚀剂H S -6作用特征为:在浓度较低时, 对腐蚀的阳极过程有较强的抑制作用, 体系自腐蚀电位发生正移, 说明松香咪唑啉主要抑制阳极过程而起到缓蚀作用, 这种缓蚀作用类型发生改变的电化学行为正是大部分咪唑啉型缓蚀剂的突出特征。
(下转第1377页)
第9期赵东江等:直接甲醇燃料电池阳极非铂催化剂的研究进展
1377
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(上接第1366页)
3 结论
(1) 合成的7种松香咪唑啉均具有一定的缓蚀效能, 但在相同的浓度下, 咪唑啉季铵盐比环状咪唑啉的缓蚀率高, 性能更稳定。
(2) 用静态、动态失重法和电化学测试法评价合成及复配的缓蚀剂在HC -l H 2S-H 2O 强酸性腐蚀介质中对A3钢的缓蚀效果。当缓蚀剂H S -6为50m g /L, 乙二胺和1227的质量比为2B 1复配后缓蚀率可达96%以上。参考文献:
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(上接第1370页)
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第38卷第9期2009年9月
应 用 化 工A ppli ed Chem ica l Industry
V o. l 38N o . 9Sep . 2009
几种抗酸缓蚀剂的制备及其性能评价
白李, 赵亮
(陕西延长石油(集团) 有限责任公司研究院, 陕西西安 710075)
摘 要:以松香、二乙烯三胺等为原料, 合成了几种松香基咪唑啉及其衍生物, 通过静态、动态及电化学实验方法测试咪唑啉化合物在HC -l H 2S -H 2O 的强酸性腐蚀体系中对A 3钢的缓蚀效果。结果表明, 所合成的松香基咪唑啉化合物在HC -l H 2S -H 2O 溶液中对A 3钢均具有一定的缓蚀性能。当合成的化合物H S -6为50m g /L, 乙二胺和1227的质量比为2B 1复配后缓蚀率可达96%以上。关键词:松香; 咪唑啉; 缓蚀剂; 缓蚀性能
中图分类号:TE 39 文献标识码:A 文章编号:1671-3206(2009) 09-1363-04
Synt hesis and evaluation of corrosi on i nhi bit or of several ant-i aci dit y
BAI L i , ZHAO L iang
(R esearch Institute of Shaanx i Y anchang Pe tro leum (G roup) Co . L td . , X i . an 710075, Ch i na)
Abst ract :Several rosi n -based i m i d azoline and its deri v atives w ere successf u ll y synthesized w ith t h e basis of rosi n , d i e thyl tr i a m ine as ra w m ateria ls . The static , dyna m ic w eight l o ss and electroche m istry m ethods w ere utilized to research the effecti v eness of i m i d azo li n e to the ant-i corrosi o n property of A3steel in the
HC -l H 2S-H 2O strong acid corrosive syste m. The resu lts sho w ed that the synthesized rosi n -based i m idazo -li n e had the effecti v eness o f ant-i corrosi o n property to the A3stee l i n the HC -l H 2S-H 2O so l u ti o n . The rate of ant-i corrosi o n can be over 96%under the conditi o ns that the concentrati o n of corrosion inh i b itorH S-6w as 50m g /L, and the m ass ratio of ethylened ia m ine to 1227w as 2B 1. K ey w ords :rosin ; i m i d azoline ; corr osion inh i b itor ; ant-i corrosi o n property 我国松脂资源丰富, 利用松香资源开发高效低成本、或性价比较高的缓蚀剂品种, 并将其应用于生产实践, 具有良好的社会效益和经济效益
[1]
精密增力电动搅拌器; DHG-9070型电热恒温鼓风干燥箱; FT I R 360红外光谱仪; XASD-1六组动
态腐蚀评价仪; CS300Corr Test 电化学测试系统。1. 2 松香咪唑啉缓蚀剂的合成
松香咪唑啉缓蚀剂的合成路线如下:
。本文
以松香、二乙烯三胺为原料合成了一些低毒、高效的松香咪唑啉缓蚀剂, 以满足石油行业实际生产的需要。为了增强其缓蚀效能, 对合成的咪唑啉缓蚀剂进行了复配研究, 使缓蚀剂性能更加完善, 应用的范围更加广泛
[2-3]
。
本文主要从静态、动态及电化学测试的不同方面入手, 研究所合成及复配的缓蚀剂在H C -l H 2S -H 2O 强酸性腐蚀介质中对A3钢的缓蚀性能研究,
并筛选出几种效果较好的抗酸性缓蚀剂。
1 实验部分
1. 1 试剂、材料与仪器
羟乙基乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、二甲苯、无水乙醇、氯乙酸、硫化亚铁、盐酸均为分析纯试剂; 松香为工业品。
A3钢试片为50mm @13mm @1. 5mm (5=8) 。
收稿日期:2009-08-04
其中R 的结构为:
作者简介:白李(1981-), 男, 陕西兴平人, 陕西延长石油(集团) 有限责任公司研究院助理工程师, 硕士, 从事油气田化学
:029-, m a i:l @163. co
1364
应用化工第38
卷
表1为合成缓蚀剂系列编号。
表1 系列合成缓蚀剂的编号
Table 1 S er ies of syn thetic corrosi on i nh i b itor
命名H S-1H S-2H S-3H S-4H S-5H S-6H S-7
合成反应物松香+羟乙基乙二胺松香+二乙烯三胺松香+三乙烯四胺松香+羟乙基乙二胺松香+羟乙基乙二胺松香+二乙烯三胺松香+二乙烯三胺
季铵化反应物
---氯乙酸马来酸酐氯乙酸马来酸酐
最终产物环状咪唑啉环状咪唑啉环状咪唑啉咪唑啉季铵盐咪唑啉季铵盐咪唑啉季铵盐咪唑啉季铵盐
图1 静态90e 下不同HS 合成物的缓蚀率曲线F i g . 1 Inh i b it o r effic i ency o f diff e rentH S synthes i zed product
w it h testing m ethods o f stati c and 90e
1. 3 缓蚀性能评价
试片经过清洗、脱脂、干燥后称重(质量) 。1. 3. 1 静态腐蚀评价 向装有2. 0L 水的瓶中通入2h 的H 2S 气体, 再加入浓盐酸, 配制成盐酸质量分数为5%的HC -l H 2S -H 2O 腐蚀介质体系。将试片悬挂于模拟的250mL H C-l H 2S -H 2O 型腐蚀介质中, 90e 下置于鼓风恒温干燥箱中, 浸泡12h 后取出试片, 计算腐蚀速率和缓蚀率。
1. 3. 2 动态腐蚀评价 在6组动态腐蚀仪中, 各罐
中加入1200mL 配制的HC -l H 2S -H 2O 腐蚀介质, 将A3钢试片置于腐蚀仪中, 调整转速至11. 8r /s, 温度90e , 2h 后取出试片, 完全处理掉腐蚀产物称重(质量), 计算腐蚀速率和缓蚀率。
1. 3. 3 电化学腐蚀评价 测定腐蚀电流密度, 计算
出腐蚀速率。
图2 未加缓蚀剂与加有HS -6的钢片腐蚀对比图F i g . 2 C o m par iso m o fH S -6corro si on i nh i b it o r w orked
on A 3stee l
2 结果与讨论
2. 1 静态实验评价
7种合成物在HC -l H 2S -H 2O 强酸性腐蚀体系中的缓蚀实验结果见图1。
由图1可知, 在高温长时间的腐蚀体系中, 4种合成物的缓蚀效果明显降低, 但H S-4和H S-6的缓蚀性能稳定、缓蚀持续时间长, 其中H S -6的缓蚀效果更佳, 当浓度为200m g /L时, 缓蚀率可达到92%以上。
A3钢片腐蚀照片见图2, 季铵盐咪唑啉的缓蚀效果明显比环状咪唑啉的缓蚀效果要好, 而且用氯乙酸改性得到的季铵盐缓蚀剂的缓蚀效果更为
2. 2 缓蚀剂HS -6的红外分析
合成的咪唑啉缓蚀剂H S-6红外光谱分析结果见图3。由图3可知, 在2500~3300c m 处不存在很宽的吸收峰, 表明产物中不存在羧酸; 在1456c m 3332c m
-1
-1
-1
左右出现了酰胺氮氢键的弯曲振动吸收峰; 在
左右出现了酰胺氮氢键的伸缩振动吸
-1
收峰, 表明存在酰胺结构; 在1715c m 左右出现了咪唑啉碳氮双健的伸缩振动吸收峰, 表明存在咪唑啉环。以上分析结果表明, 在产物中已经存在了咪唑啉和酰胺的结构。此外, 在700c m 和744c m
-1
-1
左右出现了振动双峰, 表明合成的最终产物中有季铵盐结构存在, 从而验证了合成产物即为所需产物。
第9期白李等:
几种抗酸缓蚀剂的制备及其性能评价
1365
由图4可知, 加入表面活性剂可以改善缓蚀剂的分散性, 增强缓蚀效果, 其中1227的效果最佳, 当1227浓度为4m g /L时, 复配后缓蚀率可达到94%以上。
2. 3. 2 缓蚀剂助剂的选择 实验表明, 助剂二乙醇胺、乙二胺、三乙醇胺和N-甲基二乙醇胺与H S -6互溶分散性好, 未出现悬浮物, 未出现分层。因而选用这几种助剂分别与HS-6复配, HS -6浓度为200m g /L, 采用静态挂片法评价其缓蚀效率, 实验结果见图5
。
图3 H S -6光谱分析图
F i g . 3 Spectru m ana l y si s of t he H S -6
2. 3 缓蚀剂的复配实验
2. 3. 1 表面活性剂的选取 实验表明, 表面活性剂
PPJ -25、OP -10和1227与H S-6互溶分散性好, 未出现悬浮物。因而选用这几种表面活性剂分别与H S -6复配, H S -6浓度为200mg /L, 采用静态挂片法评价其缓蚀效率, 实验结果见图4
。
图5 静态90e 下HS -6复配不同助剂的缓蚀率曲线
F i g. 5 Inh i bitor effi c i ency ofHS -6corrosi on i nhi bitor and diff erent aux iliar i es composo ite on testi ng m ethods o f static and 90e
由图5可知, H S -6与二乙醇胺、乙二胺、三乙醇胺和N-甲基二乙胺复配后均能提高其缓蚀性能, 且乙二胺的效果最佳, 所以选用乙二胺作为复配的助剂, 当复配的乙二胺浓度为50m g /L时, 缓蚀率可达到96%以上。
图4 静态90e 下HS -6复配不同表面活性剂的缓蚀率曲线
F i g . 4 Inhi b i tor efficiency of HS -6corrosion i nhibitor and d ifferent sur f ac tants co m pos i te on tes i ng m ethods o f static and 90e
Tab le 2
编号空白12345
[**************]0
2. 3. 3 助剂与表面活性剂不同比例的复配 H S-6
浓度为100m g /L时, 乙二胺与1227按不同的比例分别复配, 采用静态挂片法评价其缓蚀效率, 实验结果见表2。
表2 H S -6在不同比例添加剂下的缓蚀效果
Inh ib itor efficiency of H S -6corrosi on inh i b itor w ith d ifferen t ratio of add itives
乙二胺B 1227/质量比
-3B 12B 11B 11B 21B 3
试片失重/g0. 16430. 00860. 00330. 00610. 01580. 0258
缓蚀率/%
-94. 7697. 9996. 2990. 3884. 30
腐蚀速率/(mm#a -1)
26. 291. 3760. 52790. 97592. 5284. 128
HS-6浓度/(mg #L -1)
由表2可知, 助剂与表面活性剂的复配不同比例对H S -6的缓蚀效果有很大影响。当H S -6浓度为100m g /L,乙二胺与1227的质量比为2B 1时, 缓蚀效果最佳, 缓蚀率近98%。
2. 3. 4 H S-6用量对缓蚀率的影响 将乙二胺和1227以2B 1的比例与不同浓度的H S -6复配。采用静态挂片法评价其缓蚀效率, 实验结果见图6。
由图6可知, 缓蚀率随H S -6浓度的增大而升高, 当H S -6浓度在50m g /L时, 缓蚀率可达到96%以上; 当H S -6浓度再增加时, 缓蚀率增加不明显, 在浓度增大到120m g /L时, 缓蚀率达到98%。综合考虑成本, 在H S -6的加量为50m g /L, 乙二胺与1227的质量比为2B 1复配时, 缓蚀率可达到96%以上, 既能满足工业生产要求, 又能节省生产成本。
1366
应用化工第38
卷
由图7可知, 缓蚀率随H S -6浓度的增大先增大而后略有下降, 当H S -6浓度在50m g /L时, 缓蚀率可达到96%以上。当H S -6浓度再增加时, 缓蚀率略有降低但基本趋于稳定。在H S-6的加量为50m g /L, 乙二胺与1227的质量比为2B 1复配时, 缓蚀率可达到96%以上, 与静态实验结果基本一致。
2. 5 电化学测试
图6 静态不同浓度H S -6对A 3钢缓蚀效果的影响
F i g . 6 E ffect o f different concentrati ons ofHS -6corrosi on i nhi bitor
on A 3stee l w ith testi ng m ethods o f static
将乙二胺和1227以2B 1的比例与不同浓度的H S-6复配, 采用电化学测试方法评价其缓蚀效率, 图8为A3钢电极在HC -l H 2S-H 2O 强酸性腐蚀介质中的极化曲线, 表3为各电化学参数及腐蚀电流密度和缓蚀效率。其中腐蚀介质的体积为250mL , 环境温度为90e
。
2. 4 动态腐蚀评价
将乙二胺和1227以2B 1的质量比与不同浓度的H S -6复配, 采用动态挂片法评价其缓蚀效率, 实验结果见图7
。
图7 动态不同浓度H S -6对A 3钢缓蚀效果的影响F i g . 7 Effect of different concentrati on ofH S -6corrosi on i nhi b it o r
on A3stee lw it h testing m ethods o f dynam ic
图8 不同浓度H S -6的极化曲线
F ig . 8 Po lar i zati on cruves o f diff e rent concentrati ons o fH S -6
corro si on i nh i b it o r
1为空白; 2为40mg /L; 3为50mg /L; 4为80m g /L;5为100mg /L
表3 不同浓度H S -6的极化曲线电化学数据
Tab le 3 E lectroctchm ical datas of polar ization curves w ith d ifferen t con cen tration of H S -6corrosion inh ib itor
H S -6浓度/(mg #L -1)
0405080100
自腐蚀电位/V-0. 59458-0. 57527-0. 57474-0. 57339-0. 57296
腐蚀电流密度/(A #c m 2) @10-5
3. 52420. 743760. 203580. 161210. 15330
腐蚀速率/(mm#a -1)
41. 4528. 74822. 39451. 89621. 8031
[4-5]
缓蚀率/%
-78. 9093. 3195. 4395. 65
由表3可知, 添加H S -6缓蚀剂后, 腐蚀电流密度明显减小, 说明该类缓蚀剂对盐酸和硫化氢的强酸性腐蚀具有较好的抑制作用。随着H S -6使用浓度的增加, 缓蚀率也相应的增加, 但H S -6浓度大于
50m g /L后再增加时, 缓蚀率增加缓慢, 不是很明显, 与静、动态失重法实验结果一致。
有资料表明, 松香基咪唑啉类缓蚀剂是一种对碳钢腐蚀反应的阴极、阳极过程均有抑制作用的缓
蚀剂, 属于混合型缓蚀剂。
由图8可知, 缓蚀剂H S -6作用特征为:在浓度较低时, 对腐蚀的阳极过程有较强的抑制作用, 体系自腐蚀电位发生正移, 说明松香咪唑啉主要抑制阳极过程而起到缓蚀作用, 这种缓蚀作用类型发生改变的电化学行为正是大部分咪唑啉型缓蚀剂的突出特征。
(下转第1377页)
第9期赵东江等:直接甲醇燃料电池阳极非铂催化剂的研究进展
1377
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(上接第1366页)
3 结论
(1) 合成的7种松香咪唑啉均具有一定的缓蚀效能, 但在相同的浓度下, 咪唑啉季铵盐比环状咪唑啉的缓蚀率高, 性能更稳定。
(2) 用静态、动态失重法和电化学测试法评价合成及复配的缓蚀剂在HC -l H 2S-H 2O 强酸性腐蚀介质中对A3钢的缓蚀效果。当缓蚀剂H S -6为50m g /L, 乙二胺和1227的质量比为2B 1复配后缓蚀率可达96%以上。参考文献:
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(上接第1370页)
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