论文摘要
本论文以实验室制得水溶性环烷基咪唑啉甜菜碱为主要药剂,采用静态挂片失重法、Tafel极化曲线法和扫描电子显微镜法对其缓蚀性能进行了评价,并对其缓蚀机理进行了探讨;根据其分子结构,采用阻碳酸钙法,利用扫描电子显微镜法对其阻垢性能进行了评价;将其与其它药剂的复配进行了探讨。本文采用静态挂片失重法和Tafel极化曲线法利用扫描电子显微镜研究了环烷基咪唑啉甜菜碱在HCl、HCl-H2S水相体系中的缓蚀性能。实验结果表明:（1）在未调pH的1000mg/L HCl溶液中,25°C、20h且95°C、4h下,缓蚀剂剂量为50mg/L时,缓蚀率达到了90%以上,而在pH6.5-7.0、1000mg/L HCl溶液中,80°C、24h条件下,投加剂量为50mg/L时,缓蚀率达68.5%;（2）在pH6.5-7.0、1000mg/L HCl—500mg/L H2S腐蚀介质中,投加剂量为20mg/L时,在未去除溶解氧的介质中缓蚀率达到73.7%,当去除溶解氧后缓蚀率达到82.2%;在pH6.5-7.0、1000mg/L HCl—100～500mg/L H2S的腐蚀介质中,投加剂量20mg/L,腐蚀率都在0.1g/（m2·h）以下;（3）电化学测试表明,该缓蚀剂在HCl、HCl-H2S水相体系中属于以抑制阳极为主的阴阳极混合型缓蚀剂;（4）通过扫描电镜观察发现,加了药剂后,挂片的表面会形成一层厚度均匀且致密的膜,这能够有效阻止腐蚀介质的侵蚀。本文还考察了环烷基咪唑啉甜菜碱的阻垢性能。在Ca2+质量浓度250mg/L、温度80°C、浓缩倍数1.5条件下,当环烷基咪唑啉甜菜碱投加量逐渐增大,其阻垢率也不断的提高。在投加剂量为50mg/L时环烷基咪唑啉甜菜碱的阻垢率达到了63.2%,仅低于同等条件下聚环氧琥珀酸的阻垢率70.6%。对垢物做扫描电镜发现,不加药剂时碳酸钙垢呈规则的六方晶型,结构紧密,利于晶胞堆积和晶体的进一步成长;而加了药剂之后,垢物呈方形片状,结构松散,易被水流冲刷掉,这充分说明了环烷基咪唑啉甜菜碱起到了阻垢作用。将水溶性环烷基咪唑啉甜菜碱与磷系药剂复配后发现:在高浓度盐水腐蚀体系中,锌盐与环烷基咪唑啉甜菜碱复配后消除了点蚀现象,而PBTCA加入后使Zn2+不能形成Zn（OH）2沉淀,这三种药剂的共同作用下消除了点蚀,提高了缓蚀率。在海水腐蚀体系中,当环烷基咪唑啉甜菜碱100mg/L、PBTCA 200mg/L、Zn2+ 20mg/L时,缓蚀率达到87.6%,此时挂片表面较光滑,无点蚀。实验采用正交方法在循环冷却水中取得了较优的复配方案确定为20mg/L PBTCA、40mg/L环烷基甜菜碱、4mg/LZn2+、10mg/L AMPS,在此最佳实验条件下,试验后的挂片表面光亮,水溶液清晰透明,没有明显的沉淀和污垢。本文也用正交法对阻垢试验中的复配方案进行了筛选,较好的复配方案为环烷基咪唑啉甜菜碱10mg/L、PESA 10mg/L、AMPS 5mg/L、PBTCA 5mg/L,而此时阻垢率可以达到83.6%以上。