获奖项目名称：

缓蚀剂协同作用机理研究与创新

第一完成单位：

北京化工大学

项目联系人：

赵景茂

联系人电话：

13911968706

联系人邮箱：

jingmaozhao@126.com

项目简介：

  我国是油气进口第一大国，连续多年对外依存度超过70%。为了确保国家能源安全，我国加大了对苛刻环境油气田的开发力度，超深、高含H2S/CO2油气田相继投产。开采上述油气资源时，做好金属材料的腐蚀防护是安全生产的首要前提。
  采用缓蚀剂具有操作简便、见效快等优点，已成为油气田腐蚀控制的一个主要技术手段。影响缓蚀剂应用效果的因素较多，如分子结构、介质流速、温度以及腐蚀性气体组分等。同一缓蚀剂在不同油田的效果不尽相同，甚至会结果迥异；即使同一油田，随开采程度的加深，缓蚀剂溶解性与缓蚀效果也会改变。另外，加注浓度高直接提升缓蚀剂应用成本。因此开展缓蚀剂协同效应及协同机理研究，研发高效缓蚀剂，并降低运维成本具有重要的理论意义与实际价值；同时，采用超分子缓蚀剂组装技术，可以克服部分缓蚀剂不易水溶，难以应用的缺点，具有很好的应用前景。
  本项目开展油气田苛刻腐蚀环境下的缓蚀剂作用机理、缓蚀剂间协同效应及预测等研究。创新点如下：
  1）明确了咪唑啉类缓蚀剂的结构、介质流速与缓蚀效果间的耦合关系，为研制高效缓蚀剂奠定基础；
  2）提出了咪唑啉与硫脲的协同机理—双层膜模型，即硫脲位于膜底部，而咪唑啉处于膜外层；这种结果既阻止了腐蚀介质向金属表面扩散，又限制硫脲分子的脱附，促使两者发挥优异的协同效应；
  3）发现了咪唑啉与苯甲酸钠的协同效应；提出两者在碳钢表面的“两步吸附”模型，即咪唑啉分子率先吸附，继而发生苯甲酸根的吸附，这样使吸附膜层更致密；
  4）构建出自由体积分数预测缓蚀剂间协同效应的新方法，有效缩减了新型缓蚀剂的研发周期；
  5）揭示了缓蚀剂在CO2和CO2/H2S体系中效果差异性的本质原因，为靶向开发不同环境的高效缓蚀剂奠定基础。
  相关成果得到国内外同行认同，对应技术已被企业采纳，为高效缓蚀剂研发提供了技术支持并发挥引领作用。