CN111141664B

CN111141664B - 缓蚀剂性能评价装置和缓蚀剂性能评价方法

Info

Publication number: CN111141664B
Application number: CN201911416333.1A
Authority: CN
Inventors: 孙亮; 侯艳宏; 吴培毅; 王连军; 蒋大伟; 刘继国; 刘宝君; 于凤昌; 王宁; 李朝法
Original assignee: CNOOC Huizhou Petrochemicals Co Ltd
Current assignee: CNOOC Huizhou Petrochemicals Co Ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2023-01-13
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111141664A

Abstract

本发明涉及缓蚀剂评价的技术领域，具体地涉及一种缓蚀剂性能评价装置和缓蚀剂性能评价方法。一种缓蚀剂性能评价装置，包括用于容纳腐蚀介质的原料罐、用于容纳评价试样的评价罐和用于循环腐蚀介质的计量泵，所述原料罐中的腐蚀介质通过所述计量泵流入所述评价罐。对于缓蚀剂的评价过程应尽可能在相当于现场条件下的环境中进行；本发明所述的缓蚀剂性能评价装置，可以模拟管线系统的流动环境，从而模拟现场腐蚀环境，从而筛选出符合工况的最佳缓蚀剂及其浓度。

Description

缓蚀剂性能评价装置和缓蚀剂性能评价方法

技术领域

本发明涉及缓蚀剂评价的技术领域，具体地涉及一种缓蚀剂性能评价装置和缓蚀剂性能评价方法。

背景技术

无论是在油气田开采、输送，还是在炼油化工中，都存在着腐蚀，特别是管线系统，包含冷换设备管束。其腐蚀控制措施主要包括选择耐蚀材料、注剂(如缓蚀剂)、以及使用内壁涂层或衬里。其中加注缓蚀剂具有成本低、见效快、操作简单等特点，是油气井、集输系统及炼油化工中最常用的防护措施之一。

由于腐蚀的多变性和复杂性，缓蚀剂的优劣性质除受它自身的分子结构、腐蚀介质类型、金属自身的种类、所处于的环境和配伍性等因素的影响之外，还受在生产过程中一些其它参数的影响，比如压力、温度、多相、流速等多种因素。因此，对某一腐蚀体系起作用的缓蚀剂，但对另一腐蚀体系未必管用。对某一腐蚀体系指定的缓蚀剂，都要进行专门的评定和判断。

而目前用于缓蚀剂的实验室评价方法主要有静态评价法、动态评价法(旋转挂片法)、电化学方法等，这些方法都不能很好的模拟现场腐蚀环境，特别是管线系统，而对于缓蚀剂的评价过程应尽可能在相当于现场条件下的环境中进行。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的现有技术中没有可以模拟管线系统压力、温度、多相、流速等多种环境因素的缓蚀剂性能评价装置问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种缓蚀剂性能评价装置，包括用于容纳腐蚀介质的原料罐、用于容纳评价试样的评价罐和用于循环腐蚀介质的计量泵，所述原料罐中的腐蚀介质通过所述计量泵流入所述评价罐。

优选的，所述原料罐上设置有用于添加缓蚀剂的阀门Ⅰ和用于通入稳压气体的阀门Ⅱ，和/或，所述原料罐上设置有加热装置；所述原料罐外围设置有保温套。

优选的，所述原料罐内设置有搅拌装置，和/或，所述原料罐设置有密封盖；所述密封盖上设置有可封闭的预留孔。

优选的，所述原料罐和评价罐之间设置有流量计，和/或，所述原料罐底部设置有截止阀。

优选的，所述评价罐包括相连通的卧式评价罐和立式评价罐，计量泵设置为能够使所述腐蚀介质依次流经所述原料罐、所述立式评价罐和所述卧式评价罐。

优选的，所述卧式评价罐和所述立式评价罐之间设置有用于通入气体的阀门Ⅲ，以使得由所述阀门Ⅲ通入的气体流经所述卧式评价罐进入所述原料罐。

优选的，所述评价罐包括两端开口的测试筒和密封所述测试筒两端开口的可拆卸的安装板。

优选的，所述评价试样包括设置在所述立式评价罐内的立式评价试样，所述立式评价试样包括片状的立式测试试样和连接杆，所述立式测试试样设置有通孔以使得所述连接杆穿过，所述立式测试试样两侧均设置有立式隔离环以隔离所述立式测试试样；所述连接杆固定连接在所述立式评价罐内。

优选的，所述连接杆为螺杆，所述螺杆两端设置有定位螺母以固定所述立式隔离环和所述立式测试试样；所述连接杆两端夹设于所述测试筒两端的所述安装板之间。

优选的，所述评价试样包括设置在所述卧式评价罐内的卧式评价试样，所述卧式评价试样包括片状的卧式测试试样、卧式隔离环和固定螺栓；所述卧式测试试样上设置有通孔以使得所述固定螺栓穿过，所述卧式测试试样两侧均设置有卧式隔离环以定位所述卧式测试试样。

优选的，所述卧式评价试样包括连接固定杆，所述连接固定杆上设置有螺纹孔以固定所述固定螺栓；所述连接固定杆两端夹设于所述测试筒两端的所述安装板之间。

优选的，所述立式测试试样设置为至少3个，相邻所述立式测试试样之间均设置有一个立式隔离环；所述卧式测试试样设置为至少3个，每个所述固定螺栓上均设置有一个所述卧式测试试样。

本发明第二方面提供一种缓蚀剂性能评价方法，使用上述任意一种所述的缓蚀剂性能评价装置。

上述缓蚀剂性能评价方法，包括：

S1：将评价试样放入评价罐；

S2：将缓蚀剂和腐蚀介质置入原料罐1，打开计量泵5，设定时间；

S3：到设定的时间后，取出评价试样。

对于缓蚀剂的评价过程应尽可能在相当于现场条件下的环境中进行；本发明所述的缓蚀剂性能评价装置，可以模拟管线系统的流动环境，从而模拟现场腐蚀环境，从而筛选出符合工况的最佳缓蚀剂及其浓度。

附图说明

图1是本发明一种实施方式的缓蚀剂性能评价装置的结构示意图；

图2是本发明一种实施方式的评价罐的结构示意图；

图3是本发明一种实施方式的立式评价试样的结构示意图；

图4是图3中立式评价试样的结构示意图；

图5是本发明一种实施方式的卧式评价试样的结构示意图；

图6是图5中卧式评价试样的结构示意图。

附图标记说明

1-原料罐，2-流量计，3-卧式评价罐，4-立式评价罐，5-计量泵，6-搅拌桨，7-截止阀，8-阀门Ⅰ，9-阀门Ⅱ，10-阀门Ⅲ；

11-第一接管，12-固定螺母，13-安装板，14-密封垫,15-测试筒，16-双头螺柱，18-第二接管；

21-连接杆，22-定位螺母，23-立式隔离环，24-立式测试试样；

31-连接固定杆，32-卧式测试试样，33-卧式隔离环，34-固定螺栓。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明一方面提供一种缓蚀剂性能评价装置，包括用于容纳腐蚀介质的原料罐1、用于容纳评价试样的评价罐和用于循环腐蚀介质的计量泵5，所述原料罐1中的腐蚀介质通过所述计量泵5流入所述评价罐。

在该装置使用的时候，将腐蚀介质和所要评价的缓蚀剂加入到原料罐1里面，将相应的评价试样置入评价罐；在调整好计量泵5的泵速之后，打开计量泵5将原料罐1中的腐蚀介质循环泵入评价罐，评价罐内的评价试样受到一定流速的掺杂有某种或者某浓度的缓蚀剂的腐蚀介质的冲击；以此来模拟一定流速管道腐蚀环境，过一段时间将评价试样取出，进行腐蚀情况的测评，以便选取较佳缓蚀剂种类和缓蚀剂的较佳浓度。原料罐1应采用化学性质和物理性质稳定的材料，其中高级金属，例如哈氏合金是较佳选择，适用于多数现场介质。本着对于缓蚀剂的评价过程应尽可能在相当于现场条件下的环境中进行的原则；本发明所述的缓蚀剂性能评价装置，可以模拟管线系统的流动环境，从而模拟现场腐蚀环境，从而筛选出符合工况的最佳缓蚀剂及其浓度。

优选的，如图1所示，所述原料罐1上设置有用于添加缓蚀剂的阀门Ⅰ8和用于通入稳压气体的阀门Ⅱ9，和/或，所述原料罐1上设置有加热装置；所述原料罐1外围设置有保温套。原料罐1上设置有用于添加缓蚀剂的阀门Ⅰ8便于添加缓蚀剂；阀门Ⅱ9用于持续向装置通入气体以控制装置内的气压，由此模拟循环管线中不同气压的流动腐蚀环境；加热装置用于将循环管线中的腐蚀介质加热和保持到一定温度，以此来模拟循环管线中的温度环境；使得该缓蚀剂性能评价装置进一步贴近工况环境，从而选取在该工况下的较佳缓蚀剂种类和缓蚀剂的较佳浓度。

优选的，所述原料罐1内设置有搅拌装置，和/或，所述原料罐1设置有密封盖；所述密封盖上设置有可封闭的预留孔。腐蚀介质和缓蚀剂的混合液体因为密度不同很可能快速分层，从而影响缓蚀剂性能评价装置对实际工况的模拟；搅拌装置可以避免混合液体分层对该评价装置模拟环境的影响。密封盖用于添加腐蚀介质，预留孔用作备用，方便试验中添加试验介质。

优选的，所述原料罐1和评价罐之间设置有流量计2，和/或，所述原料罐1底部设置有截止阀7。流量计可以根据不同需要(高温、低温及耐压等级)来选择，用来校验实验流速。在实验结束后，截止阀7用来排出装置内的液体。

优选的，所述评价罐包括相连通的卧式评价罐3和立式评价罐4，计量泵5设置为能够使所述腐蚀介质依次流经所述原料罐1、所述立式评价罐4和所述卧式评价罐3。在循环管线中，设置两种试样评价罐，一种水平放置，一种垂直放置，主要目的是可考察不同流向的影响。

优选的，所述卧式评价罐3和所述立式评价罐4之间设置有用于通入气体的阀门Ⅲ10，以使得由所述阀门Ⅲ10通入的气体流经所述卧式评价罐3进入所述原料罐1。该缓蚀剂性能评价装置还可以用于模拟汽相、液相两种实验状态；阀门Ⅲ10用来向卧式评价罐3内通入相应的气态腐蚀介质；在需要模拟全部为液相时，可加大计量泵5的循环量，使液体充满试验管；在需要模拟汽液两相时，减小计量泵5循环量，阀门Ⅲ10充入相应气体，使液体占据水平管的一部分，水平管试样处于汽相，垂直管试样的则全部处于液相。立式评价罐4和卧式评价罐3可根据实验需要单独安装一种或两种实验罐，每种评价罐可以安装一个或多个试样进行评价，本缓蚀剂性能评价装置可进行多种材料多个试样的评价，减少实验时间。在阀门Ⅲ10充入的气态腐蚀介质依照实际工况选择，不限于某一种或某多种气体，同时也可以调节充入的气体比例。在需要时，阀门Ⅲ10可充入相应气体除氧，可充入气体根据实际情况选择，包括但不限于H₂S、CO₂、N₂所用气体可以为一种或者多种。

优选的，所述评价罐包括两端开口的测试筒15和密封所述测试筒15两端开口的可拆卸的安装板13。具体的，如图2所述，所述测试筒15两端的所述安装板13上开有通孔以使得双头螺柱16穿过，所述双头螺柱16两端设置有固定螺母12以使得两端所述安装板13夹紧所述测试筒15，所述测试筒15和所述安装板13之间夹设有密封垫14。所述测试筒15两端的所述安装板13上分别设置有第一接管11和第二接管18以使得腐蚀介质流通。该评价罐使用时，将一端安装板13的所有固定螺母12拧下，卸下该端的安装板13(将双头螺柱16从该端安装板13中抽出)，将评价试样置入测试筒15中，(将双头螺柱16穿入该端安装板13)盖上该端的安装板13之后，拧上螺母。

优选的，如图3和图4所示，所述评价试样包括设置在所述立式评价罐4内的立式评价试样，所述立式评价试样包括片状的立式测试试样24和连接杆21，所述立式测试试样24设置有通孔以使得所述连接杆21穿过，所述立式测试试样24两侧均设置有立式隔离环23以隔离所述立式测试试样24；所述连接杆21固定连接在所述立式评价罐4内。连接杆21用来串连立式测试试样24，立式隔离环23用于将立式测试试样24间隔开来。

优选的，所述连接杆21为螺杆，所述螺杆两端设置有定位螺母22以固定所述立式隔离环23和所述立式测试试样24；所述连接杆21两端夹设于所述测试筒15两端的所述安装板13之间。定位螺母22用于固定立式隔离环23和立式测试试样24在连接杆21上的位置；连接杆21用于固定立式评价试样在立式评价罐4内。立式测试试样24一般为薄片，在立式评价罐4内，立式测试试样24主要受到薄片厚度方向的腐蚀介质的冲击。

优选的，如图5和图6所示，所述评价试样包括设置在所述卧式评价罐3内的卧式评价试样，所述卧式评价试样包括片状的卧式测试试样32、卧式隔离环33和固定螺栓34；所述卧式测试试样32上设置有通孔以使得所述固定螺栓34穿过，所述卧式测试试样32两侧均设置有卧式隔离环33以定位所述卧式测试试样32。所述固定螺栓34固定在所述卧式评价罐3内部；卧式隔离环33用于定位卧式测试试样32在固定螺栓34上的位置。

优选的，所述卧式评价试样包括连接固定杆31，所述连接固定杆31上设置有螺纹孔以固定所述固定螺栓34；所述连接固定杆31两端夹设于所述测试筒15两端的所述安装板13之间。连接固定杆31用于固定卧式评价试样在卧式评价罐3内，固定螺栓34用于串连卧式测试试样32并将其连接于连接固定杆31上。卧式测试试样32一般为薄片，在卧式评价罐3内，卧式测试试样32主要受到垂直于薄片厚度方向的腐蚀介质的冲击。

优选的，所述立式测试试样24设置为至少3个，相邻所述立式测试试样24之间均设置有一个立式隔离环23；所述卧式测试试样32设置为至少3个，每个所述固定螺栓34上均设置有一个所述卧式测试试样32。本实验装置可进行多种材料多个试样的评价，减少实验时间。所以立式测试试样24和卧式测试试样32均可以为不同材料。

上述缓蚀剂性能评价方法，包括：

S1：将评价试样放入评价罐；

S3：到设定的时间后，取出评价试样。

设定时间根据实际情况进行设定，也可以作为变量进行试验。

本着对于缓蚀剂的评价过程应尽可能在相当于现场条件下的环境中进行的原则；本发明所述的缓蚀剂性能评价装置，可以模拟管线系统的流动环境，从而模拟现场腐蚀环境，从而筛选出符合工况的最佳缓蚀剂及其浓度。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种缓蚀剂性能评价装置，其特征在于，包括用于容纳腐蚀介质的原料罐（1）、用于容纳评价试样的评价罐和用于循环腐蚀介质的计量泵（5），所述原料罐（1）中的腐蚀介质通过所述计量泵（5）流入所述评价罐，所述评价罐包括相连通的卧式评价罐（3）和立式评价罐（4），所述计量泵（5）设置为能够使所述腐蚀介质依次流经所述原料罐（1）、所述立式评价罐（4）和所述卧式评价罐（3），所述评价试样包括设置在所述立式评价罐（4）内的立式评价试样和设置在所述卧式评价罐（3）内的卧式评价试样，所述立式评价试样包括片状的立式测试试样（24）和连接杆（21），所述立式测试试样（24）设置有通孔以使得所述连接杆（21）穿过，所述立式测试试样（24）两侧均设置有立式隔离环（23）以隔离所述立式测试试样（24），所述连接杆（21）固定连接在所述立式评价罐（4）内；所述卧式评价试样包括片状的卧式测试试样（32）、卧式隔离环（33）和固定螺栓（34），所述卧式测试试样（32）上设置有通孔以使得所述固定螺栓（34）穿过，所述卧式测试试样（32）两侧均设置有卧式隔离环（33）以定位所述卧式测试试样（32），

所述卧式评价罐（3）和所述立式评价罐（4）之间设置有用于通入气体的阀门Ⅲ（10），以使得由所述阀门Ⅲ（10）通入的气体流经所述卧式评价罐（3）进入所述原料罐（1），

所述评价罐包括两端开口的测试筒（15）和密封所述测试筒（15）两端开口的可拆卸的安装板（13），所述连接杆（21）为螺杆，所述螺杆两端设置有定位螺母（22）以固定所述立式隔离环（23）和所述立式测试试样（24）；所述连接杆（21）两端夹设于所述测试筒（15）两端的所述安装板（13）之间，所述卧式评价试样包括连接固定杆（31），所述连接固定杆（31）上设置有螺纹孔以固定所述固定螺栓（34）；所述连接固定杆（31）两端夹设于所述测试筒（15）两端的所述安装板（13）之间。

2.根据权利要求1所述的缓蚀剂性能评价装置，其特征在于，所述原料罐（1）上设置有用于添加缓蚀剂的阀门Ⅰ（8）和用于通入稳压气体的阀门Ⅱ（9），和/或，所述原料罐（1）上设置有加热装置；所述原料罐（1）外围设置有保温套。

3.根据权利要求1所述的缓蚀剂性能评价装置，其特征在于，所述原料罐（1）内设置有搅拌装置，和/或，所述原料罐（1）设置有密封盖；所述密封盖上设置有可封闭的预留孔。

4.根据权利要求1所述的缓蚀剂性能评价装置，其特征在于，所述原料罐（1）和评价罐之间设置有流量计（2），和/或，所述原料罐（1）底部设置有截止阀（7）。

5.根据权利要求1所述的缓蚀剂性能评价装置，其特征在于：

所述立式测试试样（24）设置为至少3个，相邻所述立式测试试样（24）之间均设置有一个立式隔离环（23）；和/或，

所述卧式测试试样（32）设置为至少3个，每个所述固定螺栓（34）上均设置有一个所述卧式测试试样（32）。

6.一种缓蚀剂性能评价方法，其特征在于，使用权利要求1-5中任意一项所述的缓蚀剂性能评价装置。

7.根据权利要求6所述的缓蚀剂性能评价方法，其特征在于，包括：

S1：将评价试样放入评价罐；

S2：将缓蚀剂和腐蚀介质置入原料罐（1），打开计量泵（5）；

S3：在设定的时间后取出评价试样。