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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,前 言,集输化学是集输工程学与化学之间的边缘科学。,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
2、,污水处理剂,二、原油集输用到的化学剂,前 言,第,11,章,埋地管道的腐蚀与防腐,第三篇 集输化学,第一节,埋地管道的腐蚀,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。,第,1,节 埋地管道的腐蚀,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。,一、土壤,第,1,节 埋地管道的腐蚀,第,1,节 埋地管道的腐蚀,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：,阳极反应,2Fe 2Fe,2
3、+,+4e,+,）阴极反应,O,2,+2H,2,O+4e 4OH,-,电池反应,2Fe,+O,2,+2H,2,O,2Fe,2+,+,4OH,-,第,1,节 埋地管道的腐蚀,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。,H,2,S H,+,+HS,-,CO,2,+H,2,O H,+,+HCO,3,-,阳极反应,Fe Fe,2+,+2e,+,）阴极反应,2H,+,+2e H,2,电池反应,Fe+2H,+,Fe,2+,+H,2,第,1,节 埋地管道的腐蚀,Fe,2+,+2OH,-,Fe(OH),2,（白色）,3Fe(OH),2,+2OH,-,Fe,3,O,4,
4、+4H,2,O+2e,（黑色）,2Fe,3,O,4,+2OH,-,+(3n-1)H,2,O 3Fe,2,O,3,nH,2,O +2e,（红色）,Fe,2+,+S,2-,FeS,（黑色）,Fe,3+,+3OH,-,Fe(OH),3,（棕色）,第,1,节 埋地管道的腐蚀,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。,SO,4,2-,S,2-,+4 O,SRB,阳极反应,Fe Fe,2+,+2e,+,）阴极反应,O+H,2,O+2e 2OH,-,电池反应,Fe,+O+H,2,O,Fe,2+,+,2OH,-,第,1,节 埋地管道
5、的腐蚀,土壤水中的铁菌（,IB,），,喜氧菌，可将,Fe,2+,氧化为,Fe,3+,，,产生腐蚀。,4 Fe,2+,+O,2,+2H,2,O 4Fe,3+,+4OH,-,IB,第,1,节 埋地管道的腐蚀,综合反映土壤的腐蚀。,土壤电阻率,土壤电阻率，,m,；,R,平行截面间土壤的电阻，,；,A,平行截面间的截面积，,m,2,；,L,平行截面间的垂直距离，,m,。,第,1,节 埋地管道的腐蚀,第,1,节 埋地管道的腐蚀,埋地管道的防腐,第二节,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,。,定义：,第,2,节 埋地管
6、道的防腐,好的防腐层：,热稳定好,化学稳定好,生物稳定好,机械强度高,电阻值高,渗透性低,石油沥青防腐层,煤焦油瓷漆防腐层,聚乙烯防腐层,聚乙烯聚氨酯泡沫保温防腐层,熔结环氧粉末防腐层,环氧煤沥青防腐层,三层型防腐层,第,2,节 埋地管道的防腐,1,石油沥青防腐层,定义,以石油沥青涂料为主要材料组成的防腐层。,第,2,节 埋地管道的防腐,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）,
7、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）,沥青防腐层的结构：,第,2,节 埋地管道的防腐,2,煤焦油瓷漆防腐层,第,2,节 埋地管道的防腐,底漆,由煤焦油和煤焦油沥青溶于二甲苯制成,煤焦油瓷漆,（分为三类：软化点分别为大于,100,、,105,、,120,）,煤焦油,煤焦油沥青,煤粉,内缠带：玻璃纤维织成的毡带，浸渍了胶粘剂（如乙烯与乙酸乙烯酯共聚物）,外缠带：玻璃纤维织成的毡带，煤焦油瓷漆。,第,2,节 埋地管道的防腐,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
8、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,第,2,节 埋地管道的防腐,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。,第,2,节 埋地管道的防腐,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。,第,2,节 埋地管道的防腐,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。,第,2,节 埋地管道的防腐,第,2,节 埋地管道的防腐,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
9、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,第,2,节 埋地管道的防腐,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。,第,2,节 埋地管道的防腐,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：,在腐蚀电
10、池中，阳极是被腐蚀，阴极不被腐蚀。,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。,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,第,2,节 埋地管道的防腐,第,2,节 埋地管道的防腐,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,）,Cu,Cu,2+,+2e,氧化,还原,第,2,节 埋地管道的防腐,第,2,节 埋地管道的防腐,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,）,
11、范围。,第,2,节 埋地管道的防腐,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。,第,2,节 埋地管道的防腐,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：,电位足够负,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。,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,第,2,节 埋地管道的防腐,溶解均匀,腐蚀产物易脱落,制造简单、来源广、成本低,在牺牲阳极使用时，必须在它的周围加入由硫酸钠、膨润土和石膏粉组成的填包料。,填包料起减小牺牲阳极的接地电阻，增加输出电流和使腐蚀产物易于脱落的作用。,第,2,节 埋地管道的防腐,第,2,节 埋地管道的防腐,
第11章 埋地管道的腐蚀与防腐
