單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,前 言,集輸化學(xué)是集輸工程學(xué)與化學(xué)之間的邊緣科學(xué)。,集輸化學(xué)是研究如何用化學(xué)方法解決原油集輸過(guò)程中遇到的問(wèn)題。,前 言,一、原油集輸遇到的化學(xué)問(wèn)題：,管道與設(shè)備的防腐,乳化原油的破乳,起泡沫原油的消泡,原油的降凝輸送和減阻輸送,天然氣的脫水和脫酸性氣體,污水處理（,6,個(gè)目的）,污水處理,（,1,）,除油,（,2,）,除氧,（,3,）,除固體懸浮物,（,4,）,防垢,（,5,）,緩蝕,（,6,）,殺菌,前 言,管道與設(shè)備防腐層中的各種化學(xué)劑,乳化原油破乳劑,起泡沫原油消泡劑,原油降凝劑和減阻劑,天然氣處理劑,污水處理劑,二、原油集輸用到的化學(xué)劑,前 言,第,11,章,埋地管道的腐蝕與防腐,第三篇 集輸化學(xué),第一節(jié),埋地管道的腐蝕,金屬腐蝕,埋地管道的材料多屬金屬材料。,金屬腐蝕：金屬與周?chē)h(huán)境起化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致破壞。,為了減少埋地管道的腐蝕，需要使用有效的防護(hù)法。,第,1,節(jié) 埋地管道的腐蝕,1,、土壤由四部分組成：,礦物,有機(jī)質(zhì),水,空氣,2,、土壤的相組成：,固相：礦物顆粒和有機(jī)質(zhì),液相：土壤水,氣相：空氣。,一、土壤,第,1,節(jié) 埋地管道的腐蝕,第,1,節(jié) 埋地管道的腐蝕,二、土壤腐蝕,1,土壤水中含氧時(shí)產(chǎn)生的腐蝕,管道中不均勻部分的通過(guò)微電池產(chǎn)生腐蝕：,陽(yáng)極反應(yīng),2Fe 2Fe,2+,+4e,+,）陰極反應(yīng),O,2,+2H,2,O+4e 4OH,-,電池反應(yīng),2Fe,+O,2,+2H,2,O,2Fe,2+,+,4OH,-,第,1,節(jié) 埋地管道的腐蝕,2,土壤水含酸性氣體時(shí)產(chǎn)生的腐蝕,若土壤水中含硫化氫和二氧化碳，則它們可在水中解離。,H,2,S H,+,+HS,-,CO,2,+H,2,O H,+,+HCO,3,-,陽(yáng)極反應(yīng),Fe Fe,2+,+2e,+,）陰極反應(yīng),2H,+,+2e H,2,電池反應(yīng),Fe+2H,+,Fe,2+,+H,2,第,1,節(jié) 埋地管道的腐蝕,Fe,2+,+2OH,-,Fe(OH),2,（白色）,3Fe(OH),2,+2OH,-,Fe,3,O,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,（紅色）,Fe,2+,+S,2-,FeS,（黑色）,Fe,3+,+3OH,-,Fe(OH),3,（棕色）,第,1,節(jié) 埋地管道的腐蝕,3,土壤中由細(xì)菌產(chǎn)生的腐蝕,土壤水中的硫酸鹽還原菌（,SRB,）,厭氧菌，可將硫酸鹽還原為硫化物和,O,，,產(chǎn)生腐蝕。,SO,4,2-,S,2-,+4 O,SRB,陽(yáng)極反應(yīng),Fe Fe,2+,+2e,+,）陰極反應(yīng),O+H,2,O+2e 2OH,-,電池反應(yīng),Fe,+O+H,2,O,Fe,2+,+,2OH,-,第,1,節(jié) 埋地管道的腐蝕,土壤水中的鐵菌（,IB,），,喜氧菌，可將,Fe,2+,氧化為,Fe,3+,，,產(chǎn)生腐蝕。,4 Fe,2+,+O,2,+2H,2,O 4Fe,3+,+4OH,-,IB,第,1,節(jié) 埋地管道的腐蝕,綜合反映土壤的腐蝕。,土壤電阻率,土壤電阻率，,m,；,R,平行截面間土壤的電阻，,；,A,平行截面間的截面積，,m,2,；,L,平行截面間的垂直距離，,m,。,第,1,節(jié) 埋地管道的腐蝕,第,1,節(jié) 埋地管道的腐蝕,埋地管道的防腐,第二節(jié),一、覆蓋層防腐,覆蓋層：,為使金屬表面與腐蝕介質(zhì)隔開(kāi)而覆蓋在金屬表面的保護(hù)層。,覆蓋層防腐法：,用覆蓋層抑制金屬腐蝕的方法,。,定義：,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,好的防腐層：,熱穩(wěn)定好,化學(xué)穩(wěn)定好,生物穩(wěn)定好,機(jī)械強(qiáng)度高,電阻值高,滲透性低,石油瀝青防腐層,煤焦油瓷漆防腐層,聚乙烯防腐層,聚乙烯聚氨酯泡沫保溫防腐層,熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層,環(huán)氧煤瀝青防腐層,三層型防腐層,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,1,石油瀝青防腐層,定義,以石油瀝青涂料為主要材料組成的防腐層。,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,底漆：由石油瀝青溶于工業(yè)汽油制成。,石油瀝青：,I,號(hào)石油瀝青：,軟化點(diǎn)為,95,110,的,輸送液體溫度低于,50,的埋地管道,II,號(hào)石油瀝青,軟化點(diǎn)為,125,140,輸送液體溫度在,50,80,范圍的埋地管道。,內(nèi)纏帶：為玻璃布（由玻璃纖維編織而成）,外纏帶：聚氯乙烯工業(yè)膜（膜上涂有由氯丁橡膠與松香混合制得的膠粘劑）,瀝青防腐層的結(jié)構(gòu)：,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,2,煤焦油瓷漆防腐層,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,底漆,由煤焦油和煤焦油瀝青溶于二甲苯制成,煤焦油瓷漆,（分為三類(lèi)：軟化點(diǎn)分別為大于,100,、,105,、,120,）,煤焦油,煤焦油瀝青,煤粉,內(nèi)纏帶：玻璃纖維織成的氈帶，浸漬了膠粘劑（如乙烯與乙酸乙烯酯共聚物）,外纏帶：玻璃纖維織成的氈帶，煤焦油瓷漆。,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,3,、聚乙烯防腐層,聚乙烯防腐層的產(chǎn)生方法：,擠壓包覆法,將聚乙烯加熱熔化，,擠壓包覆在涂有底膠的管道外壁形成防腐層,膠粘帶纏繞法,在聚乙烯帶表面涂上粘膠，制得聚乙烯膠粘帶,將聚乙烯膠粘帶纏繞在涂有底漆的管道外單形成聚乙烯防腐層,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,4,聚乙烯聚氨酯泡沫保溫防腐層,以聚氨酯泡沫為內(nèi)保溫層，以聚乙烯為外保護(hù)層的復(fù)合保溫防腐層。,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,5,熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層,將加有固化劑的環(huán)氧樹(shù)脂粉末噴涂在金屬表面，在,150,180,下烘,15min,，,即可得到堅(jiān)韌的熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層。,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,6,環(huán)氧煤瀝青防腐層,由環(huán)氧煤瀝青底漆、中層漆和面漆組成。,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,7,三層型的復(fù)合防腐層,底層,環(huán)氧樹(shù)脂，,有很好的防腐性、粘結(jié)性與熱穩(wěn)定性；,中層,為各種含乙烯基單體的共聚物,乙烯與乙酸乙烯酯共聚物,乙烯與丙烯酸乙酯共聚物,乙烯與順丁烯二酸甲酯共聚物,有很強(qiáng)的粘結(jié)作用,外層：,為高密度的聚乙烯、聚丙烯,有很好的機(jī)械強(qiáng)度。,主要缺點(diǎn)：成本高,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,二、陰極保護(hù)法,覆蓋層防腐法必須與陰極保護(hù)法聯(lián)合使用,在涂敷過(guò)程中防腐層不可避免地會(huì)出現(xiàn),漏涂點(diǎn),。,在使用期間防腐層在各種因素作用下，會(huì)產(chǎn)生,剝離、穿孔、開(kāi)裂,等現(xiàn)象。,陰極保護(hù)法是覆蓋層防腐法的補(bǔ)充防腐法。,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,1,外加電流的陰極保護(hù)法,定義：,將被保護(hù)金屬與直流電源的負(fù)極相連，由外加電流提供保護(hù)電流，降低腐蝕速率的方法。,基本原理：,在腐蝕電池中，陽(yáng)極是被腐蝕，陰極不被腐蝕。,將直流電源的負(fù)極接在需保護(hù)的金屬上，將陽(yáng)極接在輔助電極上，使被保護(hù)金屬整體變成陰極，產(chǎn)生保護(hù)電流。,被保金屬與直流電源的負(fù)極相連，它發(fā)生的是陰極反應(yīng)，因此得到保護(hù),第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,陰極保護(hù)法需測(cè)定被保護(hù)金屬的,自然電位,和,保護(hù)電位,。,參比電極：,銅,/,硫酸銅飽和電極（,CSE,）,Cu,Cu,2+,+2e,氧化,還原,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,自然電位在中等腐蝕性的土壤中約為,-0.55V,（,相對(duì)于,CSE,）。,保護(hù)電位一般控制在,-0.85,1.20V,（,相對(duì)于,CSE,）,范圍。,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,2.,犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法,定義：,將被保護(hù)金屬和一種可以提供陰極保護(hù)電流的金屬或合金（即犧牲陽(yáng)極）相連，使被保護(hù)金屬腐蝕速率降低的方法。,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,犧牲陽(yáng)極,電位比被保護(hù)金屬還要負(fù)的金屬或合金。,好的犧牲陽(yáng)極應(yīng)滿足：,電位足夠負(fù),電容量,大,單位質(zhì)量犧牲陽(yáng)極溶解所能提供保護(hù)電流的電量。,電流效率,高,犧牲陽(yáng)極的實(shí)際電容量與理論電容量的比值，以百分?jǐn)?shù)表示,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,溶解均勻,腐蝕產(chǎn)物易脫落,制造簡(jiǎn)單、來(lái)源廣、成本低,在犧牲陽(yáng)極使用時(shí)，必須在它的周?chē)尤胗闪蛩徕c、膨潤(rùn)土和石膏粉組成的填包料。,填包料起減小犧牲陽(yáng)極的接地電阻，增加輸出電流和使腐蝕產(chǎn)物易于脫落的作用。,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,第,2,節(jié) 埋地管道的防腐,