天然气缓蚀剂的选择与作用机理

    天然气富含H2S、CO2、H2O等腐蚀因子，在集输过程中对管道造成严重腐蚀破坏，生产实际中可通过添加缓蚀剂来解决。目前天然气缓蚀剂的筛选并无统一的标准可以采用，评价时大都沿用水相缓蚀剂的评价方法，评选结果与生产实际要求相差较大。天然气缓蚀剂在石油天然气开采行业应用广泛，它实际上是一种应用于采出物集输与分离系统的气相缓蚀剂。在天然气采出与集输过程中，因为采出物中的水份、盐份、硫化氢、二氧化碳等腐蚀性成分含量很高，往往比普通大气腐蚀要强若干倍，所以天然气缓蚀剂必须具有抵抗硫化氢、二氧化碳、盐、水等腐蚀性成分对钢材的腐蚀破坏作用。

1、天然气腐蚀机理
    天然气采出物容易形成含油、气、水三相的混合物，造成三相分离与集输系统严重腐蚀。其中液相中的Cl-、SO42-、HCO3-是主要腐蚀因子，气相中则因H2O、CO2的存在而造成腐蚀。

2、缓蚀机理
    天然气对钢铁的腐蚀实际上还是建立在钢铁表面形成水膜基础的，干燥的硫化氢、二氧化碳对钢铁腐蚀极小。电化学理论认为，钢铁表面水膜中的腐蚀过程是由两个共轭的电化学反应，即阳极反应和阴极反应组成。天然气缓蚀剂经挥发而溶解在钢铁表面水膜中，继而吸附在金属的表面，抑制阳极、阴极的反应中的一个或两个，从而减小腐蚀过程中的腐蚀电流，达到缓蚀的目的。

3、缓蚀效率的影响因素
    缓蚀剂的缓蚀效率不仅与缓蚀剂所处的环境如温度、腐蚀介质的pH值、腐蚀介质中阴离子的性质等密切相关，另外还与金属表面的性质及表面状态、缓蚀剂本身的组成结构及基团性质，如缓蚀基团的数目、分子的体积、吸附的强弱等因素有关。天然气缓蚀剂的饱和蒸气压决定了气相缓蚀剂挥发的难易程度，其饱和蒸气压高、挥发快，在较短的时间内金属表面就可以吸附足够的缓蚀剂而使金属得到保护；而饱和蒸气压低、挥发慢，形成的膜往往牢固，具有持久的缓蚀效果。因此，在筛选、复配天然气缓蚀剂时，可以将两种饱和蒸气压相差稍大的缓蚀剂混合使用，有相互增效作用。

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2013年7月17日

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