油田化学-6.ppt

前 言 集输化学是集输工程学与化学之间的边缘科学。 金属腐蚀 埋地管道的材料多属金属材料。 金属腐蚀：金属与周围环境起化学或电化学反应而导致破坏。 为了减少埋地管道的腐蚀，需要使用有效的防护法。 一、土壤 1、土壤由四部分组成： 矿物 有机质 水 空气 2、土壤的相组成： 固相：矿物颗粒和有机质 液相：土壤水 气相：空气。 二、土壤腐蚀 1．土壤水中含氧时产生的腐蚀 管道中不均匀部分的通过微电池产生腐蚀： 2．土壤水含酸性气体时产生的腐蚀 若土壤水中含硫化氢和二氧化碳，则它们可在水中解离。 3．土壤中由细菌产生的腐蚀 土壤水中的硫酸盐还原菌（SRB）,厌氧菌，可将硫酸盐还原为硫化物和 [O]，产生腐蚀。 一、覆盖层防腐 覆盖层： 为使金属表面与腐蚀介质隔开而覆盖在金属表面的保护层。 覆盖层防腐法： 用覆盖层抑制金属腐蚀的方法。 1．石油沥青防腐层 底漆：由石油沥青溶于工业汽油制成。 石油沥青： I号石油沥青： 软化点为95～110℃的 输送液体温度低于50 ℃的埋地管道 II号石油沥青 软化点为125～140℃ 输送液体温度在50～80 ℃范围的埋地管道。 内缠带：为玻璃布（由玻璃纤维编织而成） 外缠带：聚氯乙烯工业膜（膜上涂有由氯丁橡胶与松香混合制得的胶粘剂） 2．煤焦油瓷漆防腐层 3、聚乙烯防腐层 聚乙烯防腐层的产生方法： 挤压包覆法 将聚乙烯加热熔化， 挤压包覆在涂有底胶的管道外壁形成防腐层 胶粘带缠绕法 在聚乙烯带表面涂上粘胶，制得聚乙烯胶粘带 将聚乙烯胶粘带缠绕在涂有底漆的管道外单形成聚乙烯防腐层 4．聚乙烯聚氨酯泡沫保温防腐层 以聚氨酯泡沫为内保温层，以聚乙烯为外保护层的复合保温防腐层。 5．熔结环氧粉末防腐层 将加有固化剂的环氧树脂粉末喷涂在金属表面，在150～180 ℃下烘15min，即可得到坚韧的熔结环氧粉末防腐层。 6．环氧煤沥青防腐层 由环氧煤沥青底漆、中层漆和面漆组成。 7．三层型的复合防腐层 底层 环氧树脂， 有很好的防腐性、粘结性与热稳定性； 中层 为各种含乙烯基单体的共聚物 乙烯与乙酸乙烯酯共聚物 乙烯与丙烯酸乙酯共聚物 乙烯与顺丁烯二酸甲酯共聚物 有很强的粘结作用 外层： 为高密度的聚乙烯、聚丙烯 有很好的机械强度。 主要缺点：成本高 二、阴极保护法 覆盖层防腐法必须与阴极保护法联合使用 在涂敷过程中防腐层不可避免地会出现漏涂点。 在使用期间防腐层在各种因素作用下，会产生剥离、穿孔、开裂等现象。 阴极保护法是覆盖层防腐法的补充防腐法。 1．外加电流的阴极保护法 定义： 将被保护金属与直流电源的负极相连，由外加电流提供保护电流，降低腐蚀速率的方法。 基本原理： ①在腐蚀电池中，阳极是被腐蚀，阴极不被腐蚀。 ②将直流电源的负极接在需保护的金属上，将阳极接在辅助电极上，使被保护金属整体变成阴极，产生保护电流。 ③被保金属与直流电源的负极相连，它发生的是阴极反应，因此得到保护． 阴极保护法需测定被保护金属的自然电位和保护电位。 参比电极： 铜/硫酸铜饱和电极（CSE） 自然电位在中等腐蚀性的土壤中约为-0.55V（相对于CSE）。保护电位一般控制在-0.85—1.20V（相对于CSE）范围。 2.牺牲阳极的阴极保护法 定义：将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护金属腐蚀速率降低的方法。 牺牲阳极 电位比被保护金属还要负的金属或合金。 好的牺牲阳极应满足： ①电位足够负 ②电容量大 单位质量牺牲阳极溶解所能提供保护电流的电量。 ③电流效率高 牺牲阳极的实际电容量与理论电容量的比值，以百分数表示． Cu Cu 2+ + 2e 氧化 还原 * * 第六章 埋地管道的腐蚀与防腐 第三篇 集输化学 集输化学是研究如何用化学方法解决原油集输过程中遇到的问题。 前 言 一、原油集输遇到的化学问题： 管道与设备的防腐 乳化原油的破乳 起泡沫原油的消泡 原油的降凝输送和减阻输送 天然气的脱水和脱酸性气体 污水处理（6个目的） 污水处理 （1）除油 （2）除氧 （3）除固体悬浮物 （4）防垢 （5）缓蚀 （6）杀菌 前 言 管道与设备防腐层中的各种化学剂 乳化原油破乳剂 起泡沫原油消泡剂 原油降凝剂和减阻剂 天然气处理剂 污水处理剂 二、原油集输用到的化学剂 前 言 本章主要内容 6-1 埋地管道的腐蚀 6-2 埋地管道的防腐 第一节 埋地管道的腐蚀 第六章 埋地管道的腐蚀与防腐 图6-2 说明土壤腐殖酸分子结构和超分子结构概念的一个假想结构式（---为氢键） 阳极反应 2Fe →