Tài liệu Nghiên cứu chống ăn mòn kim loại bằng các hệ ức chế gốc imidazolin hướng ứng dụng trong công nghiệp khai thác và chế biến dầu mỏ

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ NINH ĐỨC HÀ NGHIÊN CỨU CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI BẰNG CÁC HỆ ỨC CHẾ GỐC IMIDAZOLIN HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN DẦU MỎ LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội, 2011 b BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ NINH ĐỨC HÀ NGHIÊN CỨU CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI BẰNG CÁC HỆ ỨC CHẾ GỐC IMIDAZOLIN HƯỚNG ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHIỆP KHAI THÁC VÀ CHẾ BIẾN DẦU MỎ Chuyên ngành: Công nghệ điện hóa và bảo vệ kim loại Mã số: 62 52 76 01 Người hướng dẫn khoa học: 1. GS. TSKH. Nguyễn Đức Hùng 2. TS. Nguyễn Hữu Đoan Hà Nội, 2011 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận án là trung thực và chưa từng được tác giả nào công bố trong bất kỳ luận án nào khác. Tác giả Ninh Đức Hà ii LỜI CẢM ƠN Luận án này được hoàn thành tại Viện Hóa học - Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự, Bộ Quốc phòng. Nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với GS. TSKH Nguyễn Đức Hùng, TS Nguyễn Hữu Đoan đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo và giúp đỡ trong suốt quá trình thực hiện Luận án. Nghiên cứu sinh xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến PGS. TS Nguyễn Thế Nghiêm, người đã dìu dắt truyền thụ kiến thức về chuyên môn hóa hữu cơ ứng dụng chống ăn mòn kim loại trong suốt quá trình học tập công tác. Nhân dịp này nghiên cứu sinh cũng xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè đã giúp đỡ trong quá trình thực hiện. Tác giả xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi của Phòng Đào tạo, Viện Hóa học - Vật liệu, Viện Khoa học và Công nghệ quân sự trong thời gian học tập và thực hiện luận án. Tác giả Ninh Đức Hà iii MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU , CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ viii x xiv MỞ ĐẦU 1 Chương 1. Tổng quan 4 1.1. Ăn mòn điện hóa 4 1.1.1. Cơ chế và đặc điểm của ăn mòn điện hóa 5 1.1.2. Ăn mòn khử phân cực ôxi 6 1.1.3. Ăn mòn khử phân cực hiđrô 8 1.1.4. Những yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ăn mòn điện hoá 9 1.1.4.1.Độ bền nhiệt động của kim loại 9 1.1.4.2. Cấu tạo và tính chất của hợp kim 10 1.1.4.3. Trạng thái bề mặt của kim loại 11 1.1.4.4. Độ pH của dung dịch điện ly 11 1.1.4.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường 11 1.1.4.6. Ảnh hưởng của áp suất 12 1.1.4.7. Tốc độ chuyển động của dung dịch điện ly 12 1. 2. Ăn mòn kim loại trong khai thác và chế biến dầu khí 13 1.2.1. Ăn mòn bề mặt bên trong đường ống 13 1.2.1.1. Ăn mòn kim loại do H2S 14 1.2.1.2. Ăn mòn kim loại khi có mặt CO2 15 1.2.1.3. Ăn mòn kim loại với sự có mặt cùng lúc của CO2 và H2S 15 1.2.1.4. Ảnh hưởng của O2 tới tốc độ ăn mòn 16 1.2.1.5. Ảnh hưởng của tốc độ dòng chảy tới ăn mòn thép đường ống 18 1.2.1.6. Một số yếu tố khác ảnh hưởng tới tốc độ ăn mòn đường ống 20 iv 1.2.2. Phương pháp nước bơm ép 21 1.2.2.1. Thành phần nước bơm ép 22 1.2.2.2 Thành phần hóa học của thép chế tạo đường ống dẫn nước bơm ép 23 1.3. Chống ăn mòn kim loại trong môi trường khai thác dầu khí 23 1.3.1. Chất ức chế ăn mòn cho bề mặt bên trong đường ống 23 1.3.1.1. Cơ chế tác động của các chất ức chế ăn mòn 24 1.3.1.2. Chất ức chế ăn mòn ứng dụng trong khai thác dầu khí 27 1.3.2. Phương pháp tổng hợp imidazolin 31 1.3.2.1. Các phương pháp đóng vòng tạo imdazolin 31 1.3.2.2. Phương pháp tổng hợp chất ức chế ăn mòn imidazolin 32 Chương 2. Phương pháp nghiên cứu và thực nghiệm 36 2.1. Tổng hợp chất ức chế ăn mòn imidazolin 36 2.1.1. Tổng hợp amit/amin, tiền chất điều chế imidazolin 36 2.1.1.1. Đặc điểm của quá trình tổng hợp chất ức chế 36 2.1.1.2. Nguyên liệu 36 2.1.1.3. Thiết bị 38 2.1.1.4. Tổng hợp amit/amin 38 2.1.2. Điều chế ankyl imidazolin 39 2.1.3. Tổng hợp acryl amit oleyl imidazolin 40 2.2. Phương pháp khảo sát quá trình ăn mòn 40 2.2.1. Phương pháp điện hóa 40 2.2.1.1.Đường cong phân cực 40 2.2.1.2 Đo tổng trở điện hóa 42 2.2.1.3. Hệ thiết bị đo ăn mòn bằng phương pháp điện hóa 44 2.2.2. Phương pháp tổn hao trọng lượng 46 2.3. Các phương pháp mô phỏng thực tế, đánh giá ăn mòn kim loại trong khai thác và chế biến dầu khí 46 2.3.1. Khảo sát trong điều kiện tĩnh 47 v 2.3.2. Phương pháp điện cực trụ quay (RCE) 48 2.3.3. Thiết bị đo ăn mòn mô phỏng điều kiện dòng chảy động - flow loop 50 2.3.3.1. Một số hệ thống đo flow loop trên thế giới 50 2.3.3.2. Chế tạo thiết bị flow loop 53 2.4. Chuẩn bị tiến hành thí nghiệm 56 2.5. Phương pháp tính hiệu quả bảo vệ và xác định cơ chế hấp phụ của chất ức chế 56 2.6. Xác định cơ chế hoạt động của chất ức chế ăn mòn. 57 Chương 3. Kết quả và thảo luận 59 3.1. Tổng hợp và pha chế hệ ức chế ăn mòn imidazolin 59 3.1.1. Kiểm tra tính chất hóa lý của nguyên liệu tổng hợp imidazolin. 59 3.1.1.1. Nguyên liệu Dietylentriamin 59 3.1.1.2. Tính chất của axít oleic 59 3.1.1.3. Tính chất hóa lý của dầu lạc 59 3.1.1.4. Tính chất của axit acrylic 61 3.1.2. Kiểm tra các tính chất hóa lý của imidazolin. 61 3.1.2.1. Hiệu suất phản ứng và tính chất hóa lý của amit/amin 61 3.1.2.2. Hiệu suất phản ứng và tính chất hóa lý của ankyl imidazolin 65 3.1.2.3. Hiệu suất phản ứng của oleyl imidazolin acryl amit. 67 3.1.3. Thành phần hệ ức chế ăn mòn 69 3.1.3.1. Hệ ức chế amit/amin 69 3.1.3.2.Thành phần hệ ức chế ankyl imidazolin 71 3.1.3.3. Thành phần hệ ức chế oleyl imidazolin biến tính bằng axít acrylic 72 3.2. Khả năng bảo vệ của hệ ức chế ăn mòn gốc imidazolin trong điều kiện tĩnh 73 3.2.1. Khả năng ức chế chống ăn mòn thép N80 của amit/amin 73 3.2.1.1. Khảo sát hiệu quả bảo vệ thép N80 của hệ ức chế theo phương pháp điện hóa 73 3.2.1.2 Hiệu quả bảo vệ của hệ ức chế amit/amin xác định bằng phương pháp tổn thất trọng lượng 79 vi 3.2.1.3. Bàn luận phần 3.2.1 89 3.2.2. Khả năng ức chế chống ăn mòn thép N80 của ankyl imidazolin 91 3.2.2.1. Đường cong phân cực của thép N80 với các hệ ức chế ankyl imidazolin 91 3.2.2.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu lên hiệu quả ức chế ăn mòn của ĐH5 và ĐH6 95 3.2.2.3. Thảo luận về hiệu quả bảo vệ của hệ ức chế ankyl imidazolin 98 3.2.3. Khả năng bảo vệ thép N80 của hệ ức chế ankyl imidazolin biến tính bằng axít acrylic 99 3.2.3.1. Khảo sát ảnh hưởng của nồng độ chất ức chế lên hiệu quả ức chế ăn mòn của ĐH7. 99 3.2.3.2. Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu lên hiệu quả ức chế ăn mòn của hệ ĐH7 101 3.2.3.3. So sánh hiệu quả bảo vệ của ĐH7 và mẫu chất ức chế thương phẩm 102 3.2.3.4. Đánh giá bằng phương pháp giảm trọng lượng trong môi trường nước biển chưa loại ôxi 104 3.2.3.5. Khảo sát trong môi trường NBNT loại ôxi 105 3.2.3.6 Thử nghiệm hiệu quả bảo vệ kim loại bằng thiết bị đo Corrater 109 3.2.4. Kết luận phần 3.2 110 3.3. Hiệu quả bảo vệ thép N80 của Imidazolin trong điều kiện mô phỏng dòng chảy động 111 3.3.1. Kết quả khảo sát bằng phương pháp điện cực trụ quay (RCE) 111 3.3.1.1. Kết quả đo hao hụt trọng lượng 111 3.3.1.2. Hiệu quả bảo vệ thép N80 của hệ ức chế ĐH7, theo phương pháp đo đường cong phân cực 114 3.3.1.3. Hiệu quả bảo vệ thép N80 của hệ ức chế ĐH7, theo phương pháp đo tổng trở 117 3.3.1.4. Khảo sát cấu trúc bề mặt kim loại được bảo vệ 118 3.3.2. Hiệu quả bảo vệ thép N80 của ĐH7 trên thiết bị flow loop 119 3.3.2.1 So sánh kết quả đo tổng trở trong điều kiện tĩnh của thiết bị flow loop, với thiết bị theo các phương pháp RDE và RCE 119 3.3.2.2. Tốc độ ăn mòn kim loại tại các tốc độ dòng chảy khác nhau 121 3.3.2.3 Ảnh hưởng của nồng độ imidazolin tới hiệu quả bảo vệ chống ăn mòn thép N80 tại tốc độ chảy 5 m3/giờ 124 vii 3.4. Nghiên cứu cơ chế hấp phụ của các hệ ức chế 126 KẾT LUẬN 129 CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ 131 TÀI LIỆU THAM KHẢO 133 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT - ASTM: Cục tiêu chuẩn Hoa Kỳ (America Standard Testing Material). - BTX: Benzen, tôluen, xylen. - CCM: thiết bị đo ăn mòn điện hóa, (Computerized corroso metter). - EDX : phổ tán xạ năng lượng tia X ,(Energy dispersive x-ray spectroscopy). - EIS : phương pháp tổng trở, (Electrochemical impedance spectroscopy). - GPES: đường cong phân cực, (General purpose electrochemical Spectroscopy). - HTHPRCE: thiết bị đo ăn mòn ở nhiệt độ cao, áp suất cao, (High temperature, high pressure rotating cylinder electrode). - NACE: hội kỹ thuật ăn mòn Quốc tế, (National Association Corrosion Engineer). - NBNT: nước biển nhân tạo. - RC : thiết bị lồng quay, (Rotating cage). - RDE : điện cực đĩa quay, (Rotating disk electrode). - RCE : điện cực hình trụ quay- (Rotating cylinder electrode). - SEM : hiển vi điện tử quét, (Scanning electro microscope). - SSCE : điện cực bạc, bạc clorua, (Silver silver chloride electrode) - TCVN : tiêu chuẩn Việt Nam. - A : đương lượng điện hóa. - Cd: điện dung lớp kép. - Cinh: nồng độ chất ức chế. - CM: nồng độ mol. - ĐH1 ÷ ĐH7: Các hệ ức chế ăn mòn. - Ecorr: thế ăn mòn, [V]. - Eo: thế mạch hở, [V]. - I : cường độ dòng, [A]. - Ia: mật độ dòng anốt, [A/cm2] . ix - Ic: mật độ dòng catốt, [A/cm2]. - Icorr : mật độ dòng ăn mòn, [A/cm2]. - If: mật độ dòng faraday, [A/cm2]. - Iinh: dòng ăn mòn khi có chất ức chế ăn mòn, [A/cm2]. - Iuninh: Dòng ăn mòn khi không có chất ức chế ăn mòn, [A/cm2]. - Kads: Hằng số hấp phụ - M: Tốc độ ăn mòn (theo dòng ăn mòn, trọng lượng, tổng trở). - Mo: Tốc độ ăn mòn khi không có chất ức chế. - MPY: Mils per year, 1Mils = 0,0024cm. - ppb : Part per billion, phần tỷ. - ppm : Part per million, phần triệu. - Rp : Điện trở phân cực, [Ω cm2]. - Rct: Điện trở chuyển điện tích, [Ω cm2]. - Rs: Điện trở dung dịch, [Ω cm2]. - Zf : Tổng trở Faraday, [Ω cm2]. - Ucyl: Tốc độ bề mặt, vòng/phút. - Vcorr: Tốc độ ăn mòn, mm/năm - ω: Tốc độ quay, rad/s. - Z: Hiệu quả bảo vệ, %. - Z’: Tổng trở, [Ω cm2]. - Z”: Điện trở ảo, [Ω cm2]. - Zω: Tổng trở khuếch tán, [Ω cm2]. - ρ: Tỷ trọng. - ε: Đương lượng gam. - θ: Độ che phủ. - ∆G: Năng lượng hấp phụ tự do, [KJ/Mol]. x DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Thành phần hóa học của nước biển mỏ Bạch Hổ 20 Bảng 1.2 Thành phần theo khối lượng của thép N80 23 Bảng 2.1 Chuyển đổi tốc độ ăn mòn thép sang các đơn vị khác nhau 42 Bảng 2.2 Thứ tự theo sự phổ biến của các phương pháp đánh giá ăn mòn 47 Bảng 2.3 Chuyển đổi tốc độ quay sang tốc độ bề mặt của nước 49 Bảng 2.4 Chuyển đổi tốc độ quay trong môi trường nước sang chuyển động thẳng Bảng 3.1 Lượng nước thu được theo thời gian và nhiệt độ từ phản ứng tạo mono amit/amin Bảng 3.2 50 61 Lượng nước thu được theo thời gian và nhiệt độ từ phản ứng tạo oleyl imidazolin 65 Bảng 3.3 Thành phần hệ ức chế amit/amin 70 Bảng 3.4 Một số tính chất của các hệ ức chế 70 Bảng 3.5 Thành phần hệ ức chế ăn mòn ĐH5, ĐH6 71 Bảng 3.6 Một số tính chất của hệ ức chế ĐH5, ĐH6 71 Bảng 3.7 Một số tính chất của hệ ức chế ĐH7 72 Bảng 3.8 Kết quả đo các thông số điện hóa và hiệu quả bảo vệ của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH1 Bảng 3.9 Kết quả đo các thông số điện hóa và hiệu quả bảo vệ của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH2 Bảng 3.10 74 75 Kết quả đo các thông số điện hóa và hiệu quả bảo vệ của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH3 77 xi Bảng 3.11 Kết quả đo các thông số điện hóa và hiệu quả bảo vệ của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH4 Bảng 3.12 Sự biến đổi tốc độ ăn mòn thép N80 trong dung dịch NBNT theo thời gian Bảng 3.13 85 Sự phụ thuộc tốc độ ăn mòn thép N80 có chất ức chế ĐH4 vào nồng độ và thời gian ngâm mẫu Bảng 3.19 84 Sự phụ thuộc hiệu quả ức chế ăn mòn của chất ức chế ĐH3 vào nồng độ và thời gian ngâm mẫu Bảng 3.18 83 Sự phụ thuộc tốc độ ăn mòn thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH3 trong NBNT, theo thời gian ngâm mẫu Bảng 3.17 82 Sự phụ thuộc hiệu quả ức chế ăn mòn của chất ức chế ĐH2 vào nồng độ và thời gian ngâm mẫu Bảng 3.16 80 Sự phụ thuộc tốc độ ăn mòn thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH2 trong NBNT, theo thời gian ngâm mẫu Bảng 3.15 79 Sự biến đổi tốc độ ăn mòn thép N80 trong dung dịch có chất ức chế ĐH1 theo thời gian Bảng 3.14 78 87 Sự phụ thuộc hiệu quả ức chế ăn mòn của chất ức chế ĐH4 vào nồng độ và thời gian ngâm mẫu 88 Bảng 3.20 Kết quả đo một số thông số điện hoá và hiệu quả bảo vệ của ĐH5 92 Bảng 3.21 Kết quả đo một số thông số điện hoá và hiệu quả bảo vệ của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH6 Bảng 3.22 Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu đến hiệu quả bảo vệ thép N80 của hệ ức chế ĐH5 Bảng 3.23 96 Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu đến hiệu quả bảo vệ thép N80 của hệ ĐH6 Bảng 3.24 93 97 Kết quả đo các thông số điện hóa và hiệu quả bảo vệ của hệ ĐH7 101 xii Bảng 3.25 Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu đến hiệu quả bảo vệ của ĐH7 101 Bảng 3.26 Kết quả so sánh ĐH7 và Corrtreat 5704 103 Bảng 3.27 Tốc độ ăn mòn thép N80 và HQBV trong dung dịch NBNT có chất ức chế ĐH7 theo thời gian Bảng 3.28 Các thông số điện hóa và hiệu quả bảo vệ thép N80, khi khử ôxi bằng phương pháp đường cong phân cực Bảng 3.29 104 106 Kết quả xác định hiệu quả bảo vệ thép N80 khi khử ôxi, bằng phương pháp tổng trở 107 Bảng 3.30 Hiệu quả bảo vệ thép N80 của hệ ĐH7 theo tời gian ngâm mẫu 108 Bảng 3.31 Lựa chọn tốc độ quay cho điện cực thử nghiệm 111 Bảng 3.32 Tốc độ ăn mòn thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH7, tốc độ quay của điện cực là 90 vòng /phút Bảng 3.33 112 Tốc độ ăn mòn thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH7, tốc độ quay của điện cực là là 366 vòng /phút; 695 vòng/phút 112 Bảng 3.34 Hiệu quả bảo vệ kim loại của chất ức chế khảo sát theo phương pháp hao hụt trọng lượng trên điện cực RCE 114 Bảng 3.35 Tốc độ ăn mòn, hiệu quả bảo vệ thép N80 của hệ ức chế trong điều kiện tĩnh và tốc độ vòng quay 90 vòng/phút 114 Bảng 3.36 Tốc độ ăn mòn, hiệu quả bảo vệ thép N80 của hệ ức chế trong điều kiện tốc độ vòng quay 366 vòng/phút và 695 vòng/phút 116 Bảng 3.37 Hiệu quả bảo vệ của hệ ĐH7 118 Bảng 3.38 So sánh hai phương pháp đo RDE và flow loop 121 Bảng 3.39 Hiệu quả bảo vệ thép N80 của chất ức chế imidazolin tại tốc độ chảy khác nhau Bảng 3.40 122 Tổng trở của thép N80 tại các tốc độ chảy khác nhau tại nồng độ 5ppm ức chế imidazolin 124 xiii Bảng 3.41 Tổng trở thép N80 tại các nồng độ chất ức chế imidazolin khác nhau trong điều kiện dòng chảy động 5m3/giờ 125 Bảng 3.42 Mối quan hệ giữa hiệu quả bảo vệ và mức độ che phủ bề mặt 127 Bảng 3.43 Hệ số hấp phụ b và năng lượng hấp phụ tự do Gibbs của các hệ ức chế tổng hợp được 128 xiv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Trang Hình 1.1 Quá trình ăn mòn trên ranh giới bề mặt kim loại - dung dịch điện ly Hình 1.2 4 Ảnh hưởng của tốc độ chuyển động nước biển đến tốc độ ăn mòn thép ít cacbon 13 Hình 1.3 Các tác nhân gây ăn mòn bên trong đường ống dẫn 13 Hình 1.4 Sơ đồ ăn mòn điện hóa có ôxi trong đường ống dẫn 17 Hình 1.5 Sơ đồ ăn mòn đường ống do quá trình ôxi hóa kim loại 17 Hình 1.6 Đồ thị ảnh hưởng của nồng độ khí hòa tan tới tốc độ ăn mòn thép 17 Hình 1.7 Sơ đồ ăn mòn bên trong thiết bị 18 Hình 1.8 Các chế độ dòng chảy bên trong đường ống khi thay đổi tốc độ 19 Hình 1.9 Chế độ dòng chảy đặc trưng bên trong đường ống 19 Hình 1.10 Sự hấp phụ chất ức chế ăn mòn lên bề mặt kim loại 25 Hình 1.11 Bảo vệ bề mặt bên trong đường ống bằng chất ức chế 28 Hình 1.12 Cơ chế ức chế ăn mòn của imidazolin 30 Hình 2.1 Thiết bị điều chế amit và imidazolin 38 Hình 2.2 Đường phân cực anôt và catôt 41 Hình 2.3 Mạch điện tương đương 42 Hình 2.4 Đồ thị Nyquist 43 Hình 2.5 Thiết bị đo điện hóa CCM-HH 1 45 Hình 2.6 Thiết bị AUTOLAB PG302 45 xv Hình 2.7 Thiết bị đo ăn mòn Corrater RCS9000 45 Hình 2.8 Ảnh thiết bị thử nghiệm trong điều kiện tĩnh 47 Hình 2.9 Hệ đo theo phương pháp RCE, đạt tốc độ 5.000 vòng/giờ 48 Hình 2.10 Điện cực làm việc hình trụ chế tạo từ thép N80 49 Hình 2.11 Thiết bị flow loop ở qui mô lớn 51 Hình 2.12 Một số dạng thiết bị flow loop ở qui mô phòng thí nghiệm 52 Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý một hệ đo flow loop 52 Hình 2.14 Sơ đồ khối hệ thống flow loop trong phòng thí nghiệm 54 Hình 2.15 Một số hình ảnh thiết bị flow loop chế tạo được 55 Hình 3.1 Sắc đồ và phổ khối của hỗn hợp axít béo dầu lạc 60 Hình 3.2 Đồ thị lượng nước thu được theo thời gian và nhiệt độ của phản ứng tạo mono amit/amin 62 Hình 3.3 Phổ hồng ngoại của mono oleyl amit 63 Hình 3.4 Sắc đồ và phổ khối của chất ức chế amit 64 Hình 3.5 Đồ thị lượng nước thu được theo thời gian và nhiệt độ của phản ứng tạo imidazolin 66 Hình 3.6 Phổ hồng ngoại của oleyl imidazolin 67 Hình 3.7 Sắc đồ và phổ khối của chất ức chế tổng hợp được 68 Hình 3.8 Đường cong phân cực của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH1 73 Hình 3.9 Đường cong phân cực của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH2 Hình 3.10 Đường cong phân cực của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH3 Hình 3.11 75 76 Đường cong phân cực của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH4 78 xvi Hình 3.12 Ảnh hưởng của nồng độ hệ ức chế ĐH1 đến tốc độ ăn mòn của thép N80 Hình 3.13 Sự phụ thuộc của hiệu quả bảo vệ của hệ ức chế ĐH1 vào nồng độ và thời gian ngâm mẫu Hình 3.14 86 Ảnh hưởng tốc độ ăn mòn của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ĐH4 Hình 3.19 85 Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu và nồng độ ĐH3 tới hiệu quả bảo vệ Hình 3.18 84 Ảnh hưởng của nồng độ hệ ức chế ĐH3 đến tốc độ ăn mòn của thép N80 Hình 3.17 83 Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu và nồng độ ĐH2 tới hiệu quả bảo vệ Hình 3.16 81 Ảnh hưởng của nồng độ hệ ức chế ĐH2 đến tốc độ ăn mòn của thép N80 Hình 3.15 81 87 Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu và nồng độ ĐH4 tới hiệu quả bảo vệ 88 Hình 3.20 Hình ảnh thép N80 khi có và không có chất ức chế 89 Hình 3.21 Đường cong phân cực của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH5 Hình 3.22 Đường cong phân cực của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH6 Hình 3.23 94 Đường cong phân cực của thép N80 trong NBNT tại thời gian ngâm mẫu khác nhau, nồng độ ĐH5 = 120 ppm Hình 3.25 93 Ảnh hưởng của nồng độ chất ức chế ĐH5 và ĐH6 lên hiệu quả bảo vệ thép Hình 3.24 91 95 Đường cong phân cực của thép N80 trong NBNT tại thời gian ngâm mẫu khác nhau, nồng độ ĐH6 = 120 ppm 97 xvii Hình 3.26 Ảnh hưởng của thời gian ngâm mẫu tới hiệu quả ức chế ăn mòn của hệ ức chế ĐH5, ĐH6 Hình 3.27 Đường cong phân cực của thép N80 tại các nồng độ khác nhau của hệ ức chế ĐH7 Hình 3.28 100 Các đường cong phân cực của thép N80 tại các thời gian ngâm mẫu khác nhau, tại nồng độ 100 ppm ĐH7 Hình 3.29 98 102 Các đường cong phân cực của thép N80 tại nồng độ 100 ppm của hệ ĐH7 và Corrtreat 5704 103 Hình 3.30 Đường Tafel của thép N80 tại nồng độ 5 ppm ĐH7 106 Hình 3.31 Phổ tổng trở của thép N80 trong dung dịch 5ppm ĐH7 107 Hình 3.32 Đường tafel của thép N80 trong dung dịch có 5 ppm ĐH7 108 Hình 3.33 Phổ tổng trở của hệ ĐH7 109 Hình 3.34 Ảnh hưởng của nồng độ chất ức chế tới hiệu quả bảo vệ kim loại tại các tốc độ quay khác nhau của điện cực Hình 3.35 113 Nhánh anốt đường cong phân cực thép N80 khi sử dụng hệ ức chế ĐH7 115 Hình 3.36 Ảnh hưởng của chế độ dòng chảy tới tốc độ ăn mòn thép N80 116 Hình 3.37 Ảnh hưởng của nồng độ chất ức chế tới tốc độ ăn mòn thép 117 Hình 3.38 Phổ tổng trở thép N80, điện cực quay 366 vòng/phút 117 Hình 3.39 Ảnh SEM nền kim loại được bảo vệ tại các nồng độ chất ức chế khác nhau, điện cực quay 366 vòng/phút Hình 3.40 So sánh phổ tổng trở của hai phương pháp đo RDE và flow loop Hình 3.41 120 So sánh đường cong phân cực của hai phương pháp đo RDE và flow loop Hình 3.42 118 Phổ tổng trở thép N80 trên thiết bị flow loop khi không có 120 xviii chất ức chế Hình 3.43 121 Phổ tổng trở thép N80 trên thiết bị flow loop khi sử dụng 5 phần triệu imidazolin 122 Hình 3.44 Sơ đồ mạch điện cân bằng 123 Hình 3.45 Phổ tổng trở thép N80 trên thiết bị fow loop khi sử dụng 5÷25 phần triệu imidazolin, tốc độ dòng chảy 5 m3/giờ Hình 3.46 125 Sự phụ thuộc của nồng độ chất ức chế và tỷ lệ nồng độ chất ức chế/ độ che phủ theo quá trình hấp phụ đẳng nhiệt langmuir 126