收稿日期:2007205209,修订日期:2007206201 3通讯作者,Tel:(862592)2184358,E 2mail:rzhu@x mu .edu .cn 国家自然科学基金(20527005)资助第13卷 第4期2007年11月电化学E LECTROCHE M I STRYVol .13 No .4Nov .2007文章编号:100623471(2007)0420387205碳钢在N 2甲基二乙醇胺介质中的电化学阻抗谱研究韦冬萍1,2,胡荣宗13,潘丹梅1,黄维雄1,董 瑞1(1.厦门大学化学化工学院化学系现代分析科学教育部重点实验室,福建厦门361005;2.广西民族大学化学与生态工程学院,广西南宁530006)摘要: 应用电化学阻抗谱(E I S )研究碳钢在N 2甲基二乙醇胺(MDE A )介质中的腐蚀行为.实验表明,未经预阴极活化处理的碳钢表面存在氧化膜,溶解氧促使它腐蚀速率增大,经活化处理去除氧化膜后则相反.在不含热稳定性盐(HSS )的MDE A 溶液中,碳钢的腐蚀性随MDE A 浓度的增加呈先上升后下降趋势;而在HSS 高含量的溶液中,其腐蚀性则随MDE A 浓度的增加而单调下降.在含有HSS 模拟溶液中,碳钢的阳极极化E I S 随极化电位由低到高分别出现感抗、负阻抗以及W arburg 阻抗响应等特征,对应于孔蚀、活化状态向钝化状态过渡以及进入钝化的趋势,腐蚀反应的阴极过程表现为电化学反应和扩散传质混合控制,阳极过程为电化学反应控制.关键词: 热稳定性盐;N 2甲基二乙醇胺;电化学阻抗谱;碳钢;腐蚀中图分类号: O 646.6;TG174.3+6文献标识码: A N 2甲基二乙醇胺(methyldiethanola m ine,简称MDE A )是天然气、炼厂气的高效脱硫(H 2S )、脱碳(CO 2)试剂,脱硫、脱碳系统的许多部件均用碳钢制作.MDE A 在使用过程中发生降解作用生成热稳定性盐(Heat 2Stable Salts,简称HSS ),HSS 的生成与积累是导致设备腐蚀加剧的重要原因[122].应用电化学方法研究含有HSS 的MDEA 溶液对脱硫、脱碳系统碳钢设备的腐蚀行为及其腐蚀控制因素有着重要的意义.文献上已有采用高压反应釜挂片法[3]、线性极化法[4]和动电位极化法[5]等研究碳钢在MDEA 介质中腐蚀的报道.电化学阻抗谱(Electr oche m ical I m pedance Spectr oscopy,简称E I S )以其对研究体系的扰动小且能给出丰富的动力学和表面状态信息等优点而在腐蚀科学中得到日益广泛的应用[6],Guo XP 应用E I S 技术研究碳钢在CO 2饱和的MDE A 介质中的腐蚀行为[5].本文应用E I S 法研究MDE A 浓度、溶解氧对碳钢腐蚀性的影响及其在多组分混合HSS 模拟溶液中的腐蚀行为和腐蚀反应控制因素,为生产过程的腐蚀监控提供了理论分析和实验方法.1 实验部分1.1 仪器与试剂263A 型恒电位仪/5210型锁相放大器(美国EG&G 公司);研究电极为 10mm 的A3碳钢(用环氧树脂封装,仅露出横截面),参比电极为饱和甘汞电极(SCE ),辅助电极为铂电极;三室电解池自制;02#～06#金相砂纸.MDEA 试剂,工业级;其他试剂均为分析纯;高纯氮气,纯度≥99.999%;压缩空气;实验用水均为去离子水.1.2 HSS 模拟溶液的制备HSS 模拟溶液参照文献[7]分析实际贫胺液样品HSS 阴离子的组成配制,见表1.表中所示浓度系指该酸(或盐)的阴离子浓度.如无特别注明该底液为30%(by mass )MDEA 水溶液.1.3 E I S 实验A 3碳钢电极依次用02#～06#金相砂纸抛光,© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
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