无磷缓蚀阻垢剂CETSA的合成与缓蚀阻垢机理分析

针对工业循环水处理系统中使用磷系缓蚀阻垢剂带来的磷排放问题,以马来酸酐和3-巯基丙酸为主要原料,在催化剂作用下应用“一步法”合成S-羧乙基硫代琥珀酸(CETSA)无磷缓蚀阻垢剂,通过红外(IR)、核磁共振(13CNMR)等方法对其结构进行了表征.采用碳酸钙沉积法、旋转挂片法对CETSA的阻垢缓蚀性能进行评价,考察了加药量、水温、pH值、水流转速等对CETSA阻垢缓蚀性能的影响.结果表明,当加药量为110mg/L、循环水温度低于50℃、pH值为6～8、水流转速低于100 r/min时,CETSA对A3碳钢的腐蚀率小于0.25mm/a,最大缓蚀率可达61.3％,最大阻垢率达88.4％.CETSA是一种小分子多羧酸结构,其具有较高的缓蚀阻垢性能可能是因为与水中的钙镁离子发生了螯合,生成了稳定的络合物抑制结垢,同时非极性键、烷基等亲水基吸附于金属表面,电负性较高的O、S元素与Fe产生强吸附,形成的致密保护膜有效抑制了金属腐蚀.经测算,10％水剂的CETSA生产成本约为3 047元/t,总磷减排量可达3～5g/m3循环水排水.研究表明,CETSA可替代传统磷系缓蚀阻垢剂,适于电力、钢铁、化工、油田等行业的循环冷却水系统.     

四苯基双酚A二磷酸酯及复配纳米SiO2体系阻燃PC/ABS的热动力学分析

利用热分析仪对四苯基双酚A二磷酸酯(BDP)及BDP/纳米SiO2阻燃PC/ABS进行了TG分析,研究了BDP及其复配体系阻燃PC/ABS的降解过程,在动力学理论模型基础上,求出了阻燃PC/ABS的热力学参数-活化能.实验结果表明,与未阻燃PC/ABS相比,阻燃PC/ABS在600℃残炭率增加,15%BDP阻燃PC/ABS的残炭率由未阻燃的16.55%增加到22.16%,15%BDP/7%SiO2阻燃PC/ABS的残炭率增加到25.24%;BDP及其复配体系阻燃PC/ABS活化能显著提高,15%BDP阻燃PC/ABS的活化能由未阻燃的91.55kJ·mol-1提高到143.83kJ·mol-1,15%BDP/7%SiO2阻燃PC/ABS的活化能提高到254.08kJ·mol-1,体系耐热性能好,阻燃效果明显,复配体系阻燃效果进一步提高.     

杯[6]芳烃羟肟衍生物对重金属离子的萃取性能

以对叔丁基苯酚为原料合成杯[6]芳烃,再以杯[6]芳烃为母体,通过化学修饰合成得到杯[6]芳烃羟肟衍生物,采用IR对其结构性能进行了表征,并考察了溶液初始pH值、萃取时间、温度等因素对杯[6]芳烃羟肟衍生物萃取重金属离子(Pb2+、Ni2+、Cu2+、Mn2+)性能的影响.结果表明,在25℃、pH=5.0、萃取时间为20 min的条件下,杯[6]芳烃羟肟衍生物对各重金属离子的萃取率均达到88％以上,最高萃取率达到96.3％.与杯[6]芳烃相比,杯[6]芳烃羟肟衍生物对重金属离子的萃取率提高了50％以上.     

三种改性淀粉的制备及其缓蚀阻垢性能比较研究

通过对已有的缓蚀阻垢剂的研究和使用现状进行分析,总结其中存在的不足,并从经济角度考虑出发,将原料易得的马铃薯淀粉进行改性,分别制得双醛淀粉(DAPS)、羧基化淀粉(CPS)与氧化磷酸化淀粉(OPPS),并对3种改性淀粉的静态缓蚀性能及阻垢性能进行比较研究,研究表明,CPS和OPPS都具有良好的阻垢性能,但受温度影响较明显;在相同条件下,OPPS、CPS相对于DAPS而言,对碳钢和黄铜的缓蚀性能更好.     

塔河油田环境下咪唑啉类缓蚀剂及其衍生物缓蚀性能

添加缓蚀剂、更换材质和涂层是集输管线中控制管线腐蚀的主要手段,添加缓蚀剂因其高效、成本低以及操作简单而被广泛使用。以塔河油田集输管线的缓蚀剂控制腐蚀为例,在FJH-08咪唑啉类缓蚀剂的基础上改性得到新的咪唑啉类硫脲衍生物QYH-09,随后利用SEM、EDS手段分析了现场管线的腐蚀形貌及腐蚀类别,初步评价现场的腐蚀是以CO_2/H_2S为主,点蚀穿孔成为了管线失效的主要形式;其次通过高温高压釜模拟现场工况和电化学评价方法相结合的方式,评价改性前后缓蚀剂的作用效果。实验结果表明:两种缓蚀剂,对管线的缓蚀率均在80%以上,但未改性的FJH-08缓蚀剂仍有局部腐蚀的现象出现,而加入QYH-09缓蚀剂后试样表明未出现局部腐蚀的痕迹;电化学实验结果与失重实验一致,QYH-09对阳极的抑制效果,以及阻抗中的极化电阻均高于FJH-08。研究表明,QYH-09和FJH-08两种缓蚀剂对管线的腐蚀都有抑制作用,但改性后的QYH-09对点蚀的抑制效果更佳。     

新型低磷循环冷却水缓蚀阻垢剂的实验室研究

在实验室合成绿色无磷阻垢剂聚环氧琥珀酸(PESA),进行结构表征与性能测试,表明合成产物有较好的阻垢性能。将聚环氧琥珀酸与氨基三亚甲基膦酸(ATMP)、羟基亚乙基二膦酸(HEDP)进行复配的试验表明,在投加质量浓度分别为25,15,10 mg/L时,能达到理想的缓蚀阻垢效果。对复配药剂阻垢机理的探讨表明,药剂分子的螯合和分散作用改变了碳酸钙的晶型,一定程度上阻止了垢的沉积。     

表面活性剂在甲烷氧化菌降解煤体甲烷中的适用性研究

甲烷氧化菌液在进入煤储层后会产生较高的毛管压力,且随着甲烷氧化菌降解煤层瓦斯的进行,毛管压力逐渐增大,容易引起水锁伤害。采取向甲烷氧化菌菌液加入复配表面活性剂以期减缓菌液造成的水锁伤害,通过测试所选表面活性剂十二烷基苯磺酸钠（SDBS）与椰子油脂肪酸二乙醇酰胺（CDEA）对菌液表面张力的降低程度来了解表面活性剂与菌液的配伍比例,并对含复配表面活性剂的甲烷氧化菌对煤层甲烷的降解进行研究。研究结果表明:表面活性剂与菌液最佳配伍比例为SDBS∶CDEA为1∶4,最佳配伍浓度为0.5％,且表面活性剂在菌液中稳定性较好;菌液中添加复配表活剂20 mL,在混合气体压力为2 MPa、氧浓度为 1％、温度为 30 ℃时,添加复配表面活剂菌液的甲烷最终降解率为51.65％,比未添加复配表面活剂菌液高出11％左右。因此,向甲烷氧化菌菌液中添加复配表面活性剂具有很好的适用性。     

防灭火高性能泡沫的试验研究

针对目前煤炭防灭火泡沫存在起泡性能低、稳泡时间短的问题,通过对现有表面活性剂进行复配,获得了泡沫性能良好的新型复合表面活性剂溶液体系。研究了复配体系的表面张力、泡沫性能,以及温度、无机盐离子对二元复配体系SDS/OP-10、SDS/OB-2、SDS/BS-12的起泡性能和稳泡性能的影响,并探讨了其性能变化的原因。结果表明:表面活性剂复配后均具有良好的协同增效作用,在其具有最低表面张力的复配比例下,起泡高度均超过100 mm,稳泡性能由高到低为阴/阳(SDS/OB-2)、阴/两性(SDS/BS-12)、阴/非(SDS/OP-10);泡沫性能最佳的复配体系为阴/阳(SDS/OB-2),在10-2mol/L NaCl存在时,起泡高度达133 mm,泡沫消失速度为0.01 mm/s。     

新型水基抑爆介质吸附甲烷的性能研究

为降低煤矿空气中的甲烷浓度,基于増溶方式设计新型水基抑爆介质,在单一表面活性剂对甲烷增溶作用效果的基础上,选取单烷基醚磷酸酯钾(MAEPK)、脂肪酸酯聚氧乙烯醚(FMEE)和癸基葡萄糖苷(APG10)为复配原料,研究不同配比下,复配溶液对甲烷的增溶效果,并考察增溶后溶液释放甲烷规律。结果表明:甲烷的表观溶解度与表面活性剂浓度呈线性正相关;MAEPK-APG10和MAEPK-FMEE的最优增溶配比均为1:4;复配使APG10在1 h内甲烷释放率由原来的63.65%降低至50%以下,MAEPK-FMEE复配溶液的甲烷释放率仅为18.2%。     

一种新型双3,4-羟基吡啶酮类衍生物的合成及铀络合研究

以甲基麦芽酚为原料,经4步反应合成得到一种新型的四齿双3,4-羟基吡啶酮类衍生物,通过红外、紫外、核磁、质谱对其结构进行了表征.采用等摩尔连续变化法测定了四齿双3,4-羟基吡啶酮衍生物与UO22+的络合常数,在pH=7.4时,络合常数lgK=22.7,证实所合成的四齿双3,4-羟基吡啶酮衍生物有望成为一种新型的核素促排剂.     

一种复合有机缓蚀阻垢剂的室内研究

研究了一种复合有机缓蚀阻垢剂对A3碳钢的缓蚀阻垢性能。挂片失重法测定腐蚀速率,并采用正交实验优化了药剂各成分间的质量比。采用极化曲线和交流阻抗谱研究了不同药剂浓度和80 mg/L药剂质量浓度条件下分别改变溶液pH值、Ca2+、Cl-、HCO3-浓度A3碳钢的腐蚀行为。室内静态阻垢实验研究了该缓蚀阻垢剂在溶液浓缩过程中的阻垢性能,并讨论了造成结垢的主要水质指标变化规律。     

3 200 m3高炉净循环水系统水质稳定处理

高炉净循环冷却水系统,主要是用于冷却高炉进风口、热风阀等设备.介绍了北方某钢铁厂3 200 m3高炉净循环水系统水质稳定方案.针对高炉现场取水,运用正交试验,结合静态失重法和静态阻垢法筛选使用药剂为双1,6-亚己基三胺五亚甲基磷酸(BHMTPMPA)、分散剂、Zn2 ,并且分别作出所用药剂和筛选出来的配方的极化曲线,讨论其缓蚀原理.最终确定该复合药剂的最佳用药量.     

微波促进无机酸对金属腐蚀速率的研究

为缩短无机酸对金属腐蚀性的检测时间,提高危险性鉴定效率,在联合国《关于危险货物运输的建议书-试验和标准手册》关于化学品对金属腐蚀性检测方法的基础上,以微波辐射装置代替传统的电加热水浴,以20#碳钢和7075-T6铝作为金属试片,研究了不同温度下采用微波法与标准试验方法时稀盐酸和硫酸溶液对金属的腐蚀速率。研究表明,金属的重量损失率随着测试温度的升高而增加,微波法下金属试片的质量损失率显著高于相同腐蚀时间和温度下的标准试验方法。微波法在75℃下40h可与标准试验方法55℃下168h的腐蚀效果进行等效,可以明显提高无机酸对于金属腐蚀性的检测效率。     

Q345R在微量小分子有机酸中的腐蚀行为研究

本文通过腐蚀失重试验、腐蚀产物分析和交流阻抗谱研究了Q345R在不用的微量的两种小分子有机酸(甲酸和乙酸)中的常温25℃和液相高温85℃中腐蚀行为.根据试验结果可知,随着浓度的逐渐升高,Q345R在两种小分子有机酸腐蚀速率均有所升高,腐蚀产物逐渐增厚,腐蚀形貌未发生明显变化.根据电化学试验结果,在25℃环境温度下,小分子有机酸对Q345R的腐蚀剧烈程度随时间明显降低,并且表面吸附作用明显减弱.在85℃环境温度下,小分子有机酸对Q345R的腐蚀剧烈程度随时间变化不大,反应行为也未发生明显的变化.这说明在较高的温度下,随着反应激活能提高,扩散条件并非控制腐蚀反应的最主要因素,腐蚀行为也与较低环境温度下产生显著的区别.     

铬盐废水蒸发系统腐蚀突变与缓蚀工况研究

针对铬盐废水蒸发系统运行过程中的腐蚀问题,采用失重法、pH值检测、扫描电镜(SEM、EDS)和XRD等手段,模拟研究了温度、Cr^3+质量浓度对20#碳钢腐蚀速率、腐蚀产物的影响,并从废水pH值和形貌分析角度探索腐蚀速率发生突变的原因。研究表明:废水Cr^3+质量浓度在150~180 mg/L范围,碳钢腐蚀速率发生突增,废水酸性迅速增强(pH<4)以及腐蚀产物的致密度和结晶遭到破坏是腐蚀速率发生突变的重要原因;工业生产中可调节工况(温度约65℃和Cr^3+质量浓度低于150 mg/L)来实现安全、经济缓蚀,亦可通过废水pH值和腐蚀产物形貌初步判定蒸发系统腐蚀程度。     

Effect of CO2 corrosion behavior of mild steel in oilfield produced water

The corrosion rates of API X65 mild steel alloy in CO₂ – containing produced water have been studied by weight loss technique, potentiodynamic polarization technique and characterization of the corroded surface techniques. The effect of temperature, speed of rotation, pH and acetic acid concentration were studied. The optimum condition in presence and absence of protective film were also addressed. The kinetic parameters and reaction behavior were discussed in details. Corrosion rates increases with increasing temperature, acetic acid concentration, and speed of rotation, and decreased with increasing solution pH. The primary corrosion product of API X65 mild steel is ferrous carbonate (FeCO₃) at high temperatures, high pH's (alkaline media) and absence of acetic acid, which could act as a protective film so that CO₂ corrosion rate can be reduced.     

扩散渗析法回收盐酸酸洗废水中的盐酸

为了从盐酸酸洗废水中回收盐酸,在静态扩散条件下采用模拟废水分别测定了HCl、FeCl_2在不同阴离子交换膜中的渗析速率以考察膜的分离性能,进而采用实际废水考察动态扩散时流量、流量比对回收率及回收酸浓度的影响.结果表明,用3362膜与DF120膜时,HCl的平均渗析速率分别为2.44×10~(-3) m/h和5.46×10~(-3) m/h,FeCl_2的平均渗析速率分别为1.49×10~(-4) m/h和2.67×10~(-4) m/h,酸盐分离系数可分别达到16.4和23.7.水酸流量比维持在1左右,流量维持在0.35 L/h的条件下,回收酸中盐酸浓度分别为0.26 mol/L和0.43 mol/L,FeCl_2浓度均小于0.002 mol/L,酸回收率分别为40%和65%,FeCl_2透过率均小于8%.     

一株低温高效植物油降解菌的驯化筛选及固定化研究

为了解决因低温而导致的废水中油脂难以处理的问题,从冬季重庆大学餐厅排污管道的底泥中分离出1株可低温降解植物油的菌株DJ-1。将此菌株多次驯化培养后,在5℃条件下利用其对含20g/L菜籽油复筛培养基的模拟含油废水进行处理。经过3 d处理,可去除废水中70.63%的植物油。经16S rDNA测序分析,该菌株为假单胞菌的一个未定种属(相似度为99%)。使用泥炭和木屑作为固定化载体,按照m(泥炭)∶m(木屑)∶m(菌液)=1∶4∶20的比例将扩培后的DJ-1菌剂制作成细菌固定化菌粉。在5℃条件下利用菌粉对含20 g/L菜籽油复筛培养基的模拟含油废水进行处理,菌粉投加量为0.15 g/L。经过3 d处理,废水中植物油的降解率达到77.34%,5 d后达到85.22%。     

CO2 corrosion control in steel pipelines. Influence of turbulent flow on the performance of corrosion inhibitors

Corrosion associated with aqueous environments containing carbon dioxide (CO₂) and/or hydrogen sulphide (H₂S), is a well-known phenomenon in oil and gas industries. This type of corrosion is of particular importance in transportation through steel pipelines. This transportation process could involve the movement of a complex mixture of gas and liquids. This moving mixture is in close contact with the inner surface of the steel pipelines and corrosion can occur. It has been demonstrated that this corrosion is influenced by flow.In oil and gas industries, film-forming corrosion inhibitors are the main tool used to control inner corrosion in pipelines. The movement of the environment generates mechanical shear stresses on the surface of the steel that can interfere with the formation of the film. This phenomenon is frequently not taken into account in corrosion control strategies and could cause problems. Despite the importance of this, there are few scientific studies available, which can provide control criteria.This work presents some ideas developed in order to understand the influence of flow on the corrosion process, making emphasis in the corrosion process associated with carbon dioxide (CO₂).     

荧光标记无磷缓蚀阻垢剂(PESA-X)的制备及其性能研究

针对绿色环保的无磷缓蚀阻垢剂无法用常规总磷检测方法监测的问题,为了实现对循环冷却水系统中的有效无磷缓蚀阻垢剂含量的实时检测与控制,将无磷缓蚀阻垢剂PESA与荧光示踪剂CBS-X按照一定比例复配制备荧光标记无磷缓蚀阻垢剂(PESA-X)。采用荧光光谱法和碳酸钙沉积法来研究PESA-X的性能,同时还建立以荧光强度为指标的动态阻垢模型。结果表明,PESA-X的荧光强度与其质量浓度呈正线性相关,其线性拟合方程为Y=18.805 X-5.26,R^(2)=0.9997。且PESA的阻垢性能基本没有受到荧光示踪剂CBS-X影响。PESA-X的稳定性良好,受pH、温度、光照时间等因素影响较小。通过动态阻垢实验可知,荧光强度(Y)与Ca^(2+)质量浓度(X)的线性方程为Y=2052.38X-198.20,表明了荧光示踪剂CBS-X与PESA同步消耗。因此,通过对PESA-X的荧光强度分析可以实时显示水处理系统内无磷缓蚀阻垢剂PESA的含量,从而实现用荧光强度定量循环水系统中无磷缓蚀阻垢剂PESA的有效质量浓度,为工业循环冷却水系统实时检测与控制无磷缓蚀阻垢剂的含量提供理论基础。