赵文学;韩克江;张巧灵;董滨;沈丹妮
【摘 要】数字电视手机委内瑞拉重油采出水的水质的主要特点是Cl-=15666 mg/L, TDS=26386 mg/L。针对高氯高盐污水对油田集输、污水处理与回注系统的设备和管线所带来的腐蚀结垢难题,目前的国内外对于高氯高盐的重油采出水没有针对性的缓蚀阻垢药剂。有针对性的缓蚀阻垢剂的研发对碳钢缓蚀的研究将是突破性的研究成果。通过大量的试验,最后筛选出适用于此类水质的缓蚀阻垢剂的配方为PASP：葡萄糖酸锌=4：5,添加计量为100 mg/L。最终的缓蚀率和阻垢率均能达到85%以上。%The main characteristics of Venezuela’s heavy oil produced water are high chlorine and high salt, such as Cl-= 15666 mg/L, TDS = 26386 mg/L. For high chlorine and high salinity wastewater of oilfield gathering and transferring, wastewater treatment and recycle system of equipment and pipeline corrosion fouling problems, high chlorine heavy oil produced water of high salinity has no specific scale and corrosion inhibitor currently at home and abroad. Targeted the corrosion scale inhibitor research and development of the research of carbon steel corrosion will be a bre akthrough of research results. Through a large number of trials, the last screen was suitable for this kind of water quality of corrosion scale inhibitor formula of PASP:zinc gluconate=4:5 , the total dose was 100 mg/L. The final rate of corrosion and scale inhibition rate can reach more than 85%.
【期刊名称】《广州化工》
【年(卷),期】2016(000)004
【总页数】3页(P67-69)
【关键词】缓蚀阻垢剂;高氯;高矿化度
【作 者】赵文学;韩克江;张巧灵;董滨;沈丹妮
【作者单位】中国寰球工程公司，北京 100012;中国寰球工程公司，北京 100012;中国寰球工程公司，北京 100012;同济大学环境科学与工程学院，上海 200092;同济大学环境科学与工程学院，上海 200092
【正文语种】中 文
【中图分类】TE991.2
针对高氯高矿度污水的腐蚀结垢给油田采出液的集输、污水处理与回注系统等造成的设备、管线腐蚀结垢十分严重的生产难题，优选出适用于重油采出水的缓蚀阻垢剂。我国陆上油田大部分都已进入开采中后期，随着聚合物驱和三元复合驱的推广和应用，回注水管线的结垢、腐蚀问题变得越来越严重。COD=4770 mg/L，TOC=1149.2 mg/L，总硬度(以CaCO3计)=740 mg/L，Cl-=15666 mg/L，TDS=26386 mg/L。碳钢是海水中应用最广泛的材料之一，但海水中Cl-含量高，可引起碳钢的腐蚀穿孔；流动海水中溶解氧丰富，可起到去极化作用，加速腐蚀；海水中丰富的微生物可引起碳钢的微生物腐蚀。氯离子是循环冷却水系统中常见的一种腐蚀性离子,它能破坏金属表面的钝化膜,导致点蚀。投加缓蚀剂能有效阻止或减缓腐蚀，而且缓蚀剂具有成本低、见效快的特点。
本实验用水为委内瑞拉油田重油采出水。常规指标测定见表1。除此之外，还对此类水样进行了以下仪器的分析：①采用凝胶排阻谱法(GPC)测定采出水中物质的分子量分布，采出水水质中的相对分子量主要分为2个分子量范围(<1000和1000～10000)；其中，相对分
子量小于1000 Da的主要物质为无机化合物，而1000～10000的主要物质为DOM。②通过三维荧光光谱可知，蛋白物质类(包括可生化和不可生化)所占的百分含量约为35.62%，微生物代谢产物类约占27.89%，腐殖质类物质的百分含量约占36.49%。③通过FTIR结果可知，复杂DOM分子中主要存在-OH，-COO-，R-SO3H，-NH-或-NH2官能团，烷烃基团等官能团。④通过激光拉曼光谱的分析，采出水中的DOM具有较强的络合水中金属离子的能力，并且，主要的配位基团为羰基，羧基，磺酸基，羟基甚至是某些烷烃基团。
由以上检测可知，采出水成分复杂，含有大量的结垢性与腐蚀性离子，极大的影响了集输管线的稳定与安全。电化学工作站主要采用三电极体系，利用电化学工作站对采出水的腐蚀特性进行研究探讨；将油田设备和管道常用的碳钢作为腐蚀对象。通过Ryzner指数判断水的腐蚀与结垢倾向，高矿化度采出水的RSI值为3.87<4.0，定性的初步判定该水质属于极严重的结垢性水质。通过电化学工作站进行10次0.01 V/s扫描实验，平均平衡电位：-0.896 V；平均腐蚀速率：1.509 mm/a。进行10次0.001V/s慢速扫描，平均平衡电位：-0.795 V；平均腐蚀速率：0.505 mm/a。初步判定腐蚀存在的主要影响因素在于氯离子及相关的DOM。最主要的腐蚀因素主要有氯离子、硫酸根离子腐蚀，DOM等有机物腐蚀和垢下腐蚀。
采用lador指数法预测Cl-对金属的腐蚀倾向。
其中及总碱度[A]的单位均为mmol·L-1以(1/2 CaCO3计)。随着LI值的增大，注水对金属的腐蚀性增强，LI>0.5时，其腐蚀性较明显。
水样水质：[Cl-] 15666 mg/L；；总碱度[A]：1118.2 mg/L。
水样LI值：(15666/35.5+120/98)/(1118.2×0.5/100)=79.1 >0.5。
可以看出水样的LI值远大于0.5，说明Cl-对水的腐蚀性有明显影响。
一气学院污水硬度高、矿化度高。实际采出原污水硬度超过700 mg/L，TDS超过26000 mg/L，具有高结垢腐蚀特性；污水COD浓度高，生化性差。实际采出原污水中COD高达4700 mg/L，经过预处理后，COD约为1100 mg/L左右。且含盐量高达2.6 g/L以上；脱盐难度大。污水结垢及腐蚀性强。原污水矿化度高、致垢离子浓度高，对输水管线和脱盐单元均有严重的结垢和腐蚀风险。
试剂：聚环氧琥珀酸、聚天冬氨酸、七水硫酸锌、葡萄糖酸钠等，以上试验药剂均为分析纯。
主要仪器：RCC-1型旋转挂片腐蚀试验仪，CHI660B 电化学工作站，KYKY2800B 扫描电子显微镜。
实验试片材质为10#碳钢，试验水质为委内瑞拉重油采出水，研究试剂为油田复合缓蚀阻垢剂。
(1)缓蚀率
永磁接触器GBT 18175-2014 水处理剂缓蚀性能的测定 旋转挂片法 选用温度45℃，实验周期50 h，旋转速率为150 r/min。
试片为A3碳钢挂片，规格为Ⅰ型：50×25×2 mm，试液体积为500 mL，试液体积与试片面积比为40 mL/min(国标要求20～40 mL/min)。
m0——试验前试片的质量
A ——试片的表面积，28 cm2
D——试片的密度，7.850 g·cm-3
T ——试片的试验时间，72 h
(2)阻垢率
GBT 16632-2008 水处理剂阻垢性能的测定 碳酸钙沉积法选用温度80℃，实验周期48 h。
组合1：钼酸钠；
组合2：钼酸钠:HEDP=4:1；
家庭视频电话组合3：钼酸钠:HEDP:硫酸锌=20:5:2；
组合4：钼酸钠:HEDP:硫酸锌:正磷酸盐钠=20:5:2:3；
组合5：钼酸钠:HEDP:硫酸锌:葡萄糖酸钠=20:5:2:20。对接扣件
加入顺序均为先加入钼酸钠，2 h后再同时加其他药剂，加入的药剂总量为100 mg/L。
羟基乙叉二膦酸(HEDP)一种有机磷酸类阻垢缓蚀剂，能与铁、铜、锌等多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物。单一的钼酸钠缓蚀剂也是一种弱氧化性的阳极
抑制型缓蚀剂。钼酸根在金属表面的吸附，使膜由阴离子选择性变为阳离子选择性从而促进钝化产生，但该膜不够均匀和致密。此配方以无机缓蚀剂为主，有机缓蚀剂为辅。
为了获得良好的缓蚀效果，钼酸盐常与聚磷酸盐、葡萄糖酸盐、锌盐等复配使用，以减少钼酸盐的使用量。钼酸根与氯离子竞争吸附，浓度低时加速腐蚀。需钼酸根大于10 mg/L效果较好，对于此水质，其缓蚀效果较好，但阻垢效果较差。
组合1：咪唑啉衍生物；
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