鋼鐵被原油中的什麼腐蝕

❶ 油溶性緩蝕劑的種類劃分

油溶性緩蝕劑按其極性基團的種類來劃分，大體可分為以下幾類：①高分子羧酸及其金屬皂類；②酯類i③磺酸鹽及其他含硫有機化合物；④胺類及其他含氮有機化合物；⑤磷酸酯、亞磷酸酯及其他含磷有機化合物。以下我們將逐類介紹。 1大分子羧酸及其金屬皂類 羧酸是研究的最早的油溶性緩蝕劑之一。屬於這一類的緩蝕劑有： (1)動植物脂肪酸及其金屬皂，如洋油酸、羊脂酸、羊蠟酸、月桂酸、豆蔻酸、棕櫚酸、油酸、蓖麻油酸、硬脂酸以及它們的金屬皂類; (2)合成脂肪酸及其皂類，如由石油某一餾分的氧化產物而得的氧化石油脂、氧化地蠟、高碳酸以及它們的金屬皂類； (3)合成多極性高分子羧酸類，如C12～C18烯基丁二酸、羥基脂肪酸(如a-羥基十八酸)、苯氧基十八酸、壬基苯氧乙酸、N-油醯肌氨酸以及這些酸類的有機胺鹽等，國外有許多報道，用烯基或烷基丁二酸與環氧乙烷或醇胺等有機胺反應製得的衍生物作為緩蝕劑； (4)天然石油產品中的石油酸，如環烷酸及其皂等。單一的飽和一元脂肪酸的緩蝕性能較差，一般很少直接使用。因為單個羧基的極性不夠，吸附不強，所以往往使用其金屬皂類。如硬脂酸鋁、環烷酸鋅等。1．1硬脂酸鋁 硬脂酸鋁簡稱鋁皂，它是由硬脂酸用氫氧化鈉皂化後，再用明礬或硫酸鋁置換而得。實際上是一種十七烷基羧酸鹽。硬脂酸鋁可分為單、雙、三硬脂酸鋁3種產品。工業硬脂酸鋁實際上是上述3種的混合物。所謂的單、雙、三硬脂酸鋁只不過是相對以某一組分為主而已。不同結構的硬脂酸鋁與礦物油稠化而成的鋁皂脂，其性能也各不相同。其中以雙硬脂酸鋁的防銹性能為最好。
用硬脂酸鋁配製的防銹油脂，適用於鋼鐵、銅、鋁等多種金屬，對鑄鐵和黃銅也有較好的效果。其耐濕熱和抗大氣腐蝕的性能要比石油磺酸鋇稍好，故適用於長期封存防銹。但其抗鹽水性、中和置換性較差，不宜作海洋氣候和工序間緩蝕。硬脂酸鋁有時會引起黃銅變色，其含量越高越明顯。若控制用量在3%以下，黃銅變色現象可基本消除。
目前，國內以硬脂酸鋁作為防銹劑而生產的防銹油不多。使用較多的是船用潤滑脂。在船用潤滑脂中，硬脂酸鋁是作為增稠劑使用的，但它同時具有良好的防銹性。 1．2環烷酸鋅 環烷酸是不溶於水的油狀物，單獨使用時防銹力不佳，常使用它的鹽類。環烷酸鋅是原油鹼洗液中的副產品環烷酸鈉通過鋅鹽置換得到的。
其結構如下：
實際上，我們所用的環烷酸是帶五元環和六元環烷烴同系物的混合物。因此，環烷酸的具體結構與相對分子質量取決於原油的來源和餾分。一般作為緩蝕劑的是錠子油餾分中所含的環烷酸，酸值在200mgKOH/g左右，環烷酸的相對分子質量在400～600之間，其鋅鹽的含鋅量為7%～9%。環烷酸鋅對黑色金屬的抗潮濕性能較好，對汗液有一定的中和置換性。而對有色金屬，如紫銅、黃銅、青銅的防銹效果並不顯著，重疊性也不太好。環烷酸鋅的抗鹽水能力差，常與石油磺酸鹽復配，應用於鋼、銅、鋁、鑄鐵的長期封存，也可稀釋後用做工序間防銹油。環烷酸鋅油溶性很好，所以添加量常在10%以上，並且所形成的油溶液透明而穩定。對某些極性較強的物質有一定的助溶作用。
1．3氧化石油脂及其鋇皂
石油脂是生產潤滑油的殘渣或航空潤滑油脫蠟後殘留下來的蠟膏。其中含有20%～30%的油及少量石蠟，其餘主要是地蠟，所以也叫蠟膏。石油脂在較強的氧化條件下被氧化成醇、酮、酸、酯等不同氧化深度產物的混合物。其中可皂化部分主要是各種脂肪酸，即所謂的合成脂肪酸。也有少量羥基酸、酮酸等。不皂化部分有醇、酮等。氧化石油脂是防銹效果優良的防銹劑。因為其中含有羧基、羥基等多種極性基團，對金屬表面有很強的吸附力。少量羥基的存在能乳化掉金屬表面的水跡。所以氧化石油脂的防銹性能一般比脂肪酸好，甚至比硬脂酸鋁、環烷酸鋅、磺化羊毛脂等緩蝕劑都強。它適用於鋼鐵、銅、鋁等多種金屬。但是此類緩蝕劑油溶性較差。因為隨著氧化深度增加，其中羥基、羧基等極性基團含量增多，油溶性下降。為了兼顧防銹性和油溶性，一般控制其皂化值在90～120mg KOH/g左右，或者加入適量助溶劑如非離子表面活性劑Span80等，以改善其油溶性。為了進一步改善氧化石油脂的防銹性和油溶性，大連石油七廠用氫氧化鋇與之中和，製得氧化石油脂鋇皂(743鋇皂)，鋇含量一般在1．8%左右。其防銹性、油溶性均比氧化石油脂好。適用於鋼鐵、銅、鋁等多種金屬，防銹效果較好。此類鋇皂的抗鹽水性能雖比其相應的酸好，但仍不如石油磺酸鋇。故實際使用時常與石油磺酸鋇復合，其添加量一般為l%～2%。氧化石油脂鋇皂的抗濕熱性能很好，更突出的是耐大氣腐蝕性能。氧化石油脂的其他衍生物還有氧化石油脂鋅皂和磺化氧化石油脂鋅皂。它們的防銹性都不錯。
1．4十二烯基丁二酸
十二烯基丁二酸是一種良好的油溶性緩蝕劑。其油溶性比烷基丁二酸要好，在油中較穩定，常用於透平油中。在透平油中加入0．03%～0．O5%，即有良好的緩蝕性能，因此被廣泛應用於內燃機油、儀表油、齒輪油和液壓油中。十二烯基丁二酸對紫銅的抗海水腐蝕性能比石油磺酸鹽好，對鋼鐵抗鹽水腐蝕能力稍差，因此常和石油磺酸鋇復合使用。其添加量為1%～2%。
1．5羊毛脂及其皂類
羊毛脂是羊毛清洗時所獲得的一種副產品，其成分較復雜，主要成分為羊毛酸和羊毛醇所形成的各種酯的混合物。這些成分大部分都是強極性化合物，有強烈的吸附性，故防銹效果很好。但羊毛脂單獨作為防銹劑使用時，添加量較大，一般在10%～20%，因此其應用在很大程度上受到來源和成本的限制。通常將羊毛脂做成羊毛脂皂類或磺化鹽，因為羊毛脂在礦物油中溶解度很大，需要添加較大量才有效。轉化為羊毛脂皂類或磺化鹽後，極性進一步增強，降低了它在礦物油中的溶解度，使其在較低濃度下也有較好的防銹性能。最常使用的有羊毛脂鎂皂、鋁皂等。添加2%以上即可使油明顯稠化，對鋼鐵、銅、鋁等多種金屬均有良好的緩蝕性能，它們抗濕熱、抗大氣腐蝕性能較好，但抗鹽霧性較差。另外，磺鍛羊毛脂鈣皂也有良好的緩蝕性能，它具有較好的抗鹽霧性和汗液置換性。
1．6其他羧酸類緩蝕劑
工業上應用的羧酸類緩蝕劑還有很多，如十六烯基丁二酸、十八烯基丁二酸、壬基苯氧基乙酸等，它們也都具有一定的表面活性，是有效的油溶性緩蝕劑。
2、酯類
酯類緩蝕劑包括天然化合物和人工合成酯兩大類。常用的天然化合物有羊毛脂及其皂類，它是使用較早的一類油溶性緩蝕劑，防銹性能良好。還有蜂蠟，是一種天然的表面活性劑，緩蝕性能也較好，但由於成本高，來源困難，很少使用。人工合成的酯類極性較弱，在油中的溶解度較大，因此要添加量較大時才有效。如硬脂酸乙酯、月桂酸十八酯、蓖麻醇酸乙酯等緩蝕效果都不是很好。在酯類分子上引進另外的極性基團，可以大大降低酯在油中的溶解度。其中最為突出的是失水山梨醇單油酸酯(Span80)，此外還有單油酸甘油酯、季戊四醇油酸酯等。酯類緩蝕劑一般很少單獨使用，常與其他緩蝕劑復配，以提高防銹性或作為其他緩蝕劑的助溶劑。它們的缺點是高溫下易氧化變成酸而引起金屬銹蝕，因此不宜高溫下使用。
(1)SpanSO80 Span80是應用非常廣泛的一種非離子表面活性劑，其HLB值為4．3，親油性很強，是油溶性乳化劑，故在水中分散不穩定，易分層。由於其親油性好，常作為緩蝕劑的助溶劑和分散劑，如與苯並三氮唑、氧化石油脂、石油磺酸鋇等復配使用，有助溶作用。另外，Span80中還含有少量的油酸(<4%)，可能腐蝕鉛、銅等金屬。
(2)其他酯類緩蝕劑 其他酯類緩蝕劑還有十六烷基丁二酸單甲酯、9-羥基-l0-苯基硬脂酸甲酯、氧化石油脂衍生物等。
3磺酸鹽及其他含硫有機化合物
這是一類應用較早和較廣泛的一種油溶性緩蝕劑，最常用的是石油磺酸鹽，石油磺酸鹽是各種磺酸鹽的混合物，主要成分為復雜的烷基苯磺酸鹽和烷基萘磺酸鹽，其次則為脂肪烴的磺酸鹽和環烴的磺酸鹽及其氧化物等。它是工業上廣泛應用的油溶性陰離子型表面活性劑，可用作切削油和農葯乳化劑、用作礦物浮選的泡沫劑、燃料油中的分散劑等。高相對分子質量的石油磺酸鹽用作金屬防銹油中的防銹劑，常用的有石油磺酸鋇、石油磺酸鈉和石油磺酸鈣。石油磺酸鹽按其中金屬氫氧化物的含量高低，可分成中性磺酸鹽、鹼性磺酸鹽和高鹼性磺酸鹽三類。中性磺酸鹽具有良好的耐鹽水腐蝕性能，並有較好的汗液置換性。但對銅和銅合金的防銹效果較差，常與苯並三氮唑等銅緩蝕劑聯用。這類磺酸鹽常用於零件工序間防銹和產品長期封存。其中鋇鹽防銹性最好。鹼性磺酸鹽具有優良的中和性和浮游分散性，常用於內燃機、柴油機潤滑油及一些燃料油中。高鹼性磺酸鹽也主要用於內燃機、柴油機潤滑油中，作為浮游分散劑，防止積炭的產生。
(1)石油磺酸鋇
石油磺酸鋇是目前國內外應用較多的一種石油磺酸鹽緩蝕劑。在我國幾乎所有的防銹油脂中都含有它，添加量一般在1%～l0%。常用於機械產品的工序間和長期封存防銹油中。主要適合於黑色金屬防銹，對其他金屬也有效果。制備石油磺酸鈣的原油，其相對分子質量在300～470為宜。其中含有長烷側鏈的芳香烴越多越好。一般認為當長側鏈(即R-烴基)上的碳原子數為24左右所製得的石油磺酸鋇，其油溶性和防銹性都比較好。除石油磺酸鋇外，還常用石油磺酸鈉和石油磺酸鈣。鈉鹽外觀呈棕色油狀黏稠體，有效含量一般在40%以上，易溶於油，並有一定的親水性，常用於乳化油中，添加量在1%～l0%，適用於黑色金屬。石油磺酸鈣由於無毒，主要用於食品及醫療器械防銹，也可作為潤滑油的清凈分散劑。中灰分石油磺酸鈣主要特性是提高潤滑油對機件的洗滌和防銹能力，減少機件上膠膜和沉澱物的生成，從而改善其抗氧、抗腐蝕性能。高灰分石油磺酸鈣適用於輕負荷內燃機油中，並常與抗氧抗腐蝕劑復合使用，以提高油品的氧化安定性和抗腐蝕性能。
(2)二壬基萘磺酸鋇
二壬基萘磺酸鋇是人工合成的油溶性磺酸鹽。它由萘與壬烯在適當條件下發生烷基化反應，生成二壬基萘，然後在25～35℃下，用發煙硫酸磺化，生成二壬基萘磺酸，再用乙醇水溶液抽提，抽提後直接用氫氧化鋇中和皂化，即得成品。二壬基萘磺酸鋇與石油磺酸鋇的基本性能相似，其油溶性好，貯存穩定性也比較好，有效用量小，一般在2%～6%之間。它是一種多用途的油溶性緩蝕劑，不僅可以添加在潤滑油中，而且在內燃機油、專用錠子油中都有良好的緩蝕效果。它有一定的抗鹽水能力，對黑色金屬有較好的緩蝕效果，對黃銅效果也良好，對青銅、紫銅效果差些。
磺酸鹽及其他含硫有機緩蝕劑還有烷基磺醯胺乙酸鈉、2一巰基苯並噻唑十二烷基酚醚(結構如下)等。前者常用於燃料油中，防止油罐、油管的腐蝕。後者常用於銅製品的緩蝕劑。
4磷酸酯、亞磷酸酯及其他含磷有機化合物
磷酸酯緩蝕劑在5．2．4節中已作介紹，這里主要介紹一些油溶性的含磷緩蝕劑。
(1)磷酸及其衍生物在酸性磷酸酯中，典型的有雙十八烷基磷酸酯、雙辛基磷酸酯、雙環己基磷酸酯等。它們在透平油腐蝕試驗中，加0．2%就足夠了，能在鋼鐵表面生成一層灰色的保護膜，這是磷酸與鋼鐵的反應物。文獻報道(P-Rc6H4)OP03H或它的鹼金屬鹽、全氟代磷酸酯(H(CF2)nOP(O)(OH)2，n=2～8，R為C6～30的烷基)可用作電池中鋅電極的緩蝕劑。
烷基硫代酸性磷酸酯及其金屬鹽類，具有抗氧、抗蝕、降凝作用，是一類多效防銹添加劑。其結構式如下：
(2)亞磷酸及其衍生物在石油升溫加工過程中，環烷酸及硫化物導致的腐蝕可用亞磷酸酯(A)、(B)進行抑制。其中R1、R2、R3為C6～l2烷基或芳基。
Clubley等報道了下列結構(a)的含有羧基的亞磷酸具有抑垢和緩蝕作用，可用於水系統中金屬的緩蝕。式中R1=H、Me。9(10)-亞磷醯基硬脂酸(b)是一種棕紅色黏稠液體，磷含量7%～9%，油溶性較差。用作緩蝕劑時，常和石油磺酸鋇復合使用，可提高對鋼的濕熱箱效果，改善其酸中和性。
(3)含磷聚合物 含磷高分子用做緩蝕劑是近十幾年才開始的，其主要類型為聚醯胺、聚丙烯酸及聚醚類含磷高聚物。十二烷基膦酸聚乙二醇酯為棕紅色液體，可作一般的緩蝕劑使用，對鋼鐵使用效果較好，其結構如下。聚氧乙烯烷基醚磷酸酯為一種淺紅色透明液體，磷含量2．5%，酸值30～40。可用於金屬切削油、切削液的防銹、抗磨。
另據報道含有-CH2CR[COOCH2CH(OH)CIq2N(Z)CH2P(O)(ox)2]的聚丙烯酸是很好的分散劑，也是緩蝕劑。其中R=H，Me；X=H，鹼金屬；Z=-CH2P(O)(ox)2，烷基，芳基，環己基，芳烷基。其制備方法為：用(甲基)丙烯酸高聚物與LCH2CH(OH)CH2N(Z)CH2P(O)(oX)2(L=鹵素)或GN(Z)CH2p(o)(ox)2(G=縮水甘油基)反應製得。用聚醯胺和PCI3甲醛在乙酸中反應製得的含磷聚醯胺高聚物也可作為緩蝕劑。Matulenwicz等報道具有如下結構的低聚物也是良好的緩蝕劑。
其中R=H，或碳原子數小於等於24的烷基；PO=丙烯氧化物；EO=乙烯氧化物；x=1～100；Y=0～100；R=1～3；n=1～100：W=0～100。

❷ 跪求關於鋼鐵腐蝕特別是硫化氫二氧化碳的腐蝕機理和解決方法

1. 濕硫化氫環境的定義
(1)國際上濕硫化氫環境的定義
美國腐蝕工程師協會（NACE）的MR0175-97「油田設備抗硫化物應力開裂金屬材料」標准:
⑴ 酸性氣體系統：氣體總壓≥0.4MPa，並且H2S分壓≥ 0.0003MPa；
⑵ 酸性多相系統：當處理的原油中有兩相或三相介質（油、水、氣）時，條件可放寬為：氣相總壓≥衡姿1.8MPa且H2S分壓≥0.0003MPa；當氣相壓力≤1.8MPa且H2S分壓≥0.07MPa；或氣相H2S含量超過15%。
(2)國內濕硫化氫環境的定義
「在同時存在水和硫化氫的環境中，當硫化氫分壓大於或等於0.00035 MPa時，或在同時存在水和硫化氫的液化石油氣中，當液相的硫化氫含量大於或等於10×10-6時，則稱為濕硫化氫環境」。
(3) 硫化氫的電離
在濕硫化氫環境中，硫化氫會發生電離，使水具有酸性，硫化氫在水中的離解反應式為：
H2S ＝ H+ ＋ HS－ （1）
HS－ ＝ H+ ＋ S2－ （2）
2.硫化氫電化學腐蝕過程
陽極： Fe - 2e → Fe2+
陰極： 2H+ + 2e → Had + Had → 2H → H2↑
↓
[H]→ 鋼中擴散
其中：Had - 鋼表面吸附的氫原子[H] - 鋼中的擴散氫
陽極純攔喊反應產物： Fe2＋ ＋ S2－ → FeS ↓
註：鋼材受到硫化氫腐蝕以後陽極的最終產物就是硫化亞鐵，該產物通常是一種有缺陷的結構，它與鋼鐵表面的粘結力差，易脫落，易氧化，且電做野位較正，因而作為陰極與鋼鐵基體構成一個活性的微電池，對鋼基體繼續進行腐蝕。

❸ 為什麼原油是鋼鐵的原料

因為目前國內鋼材嚴重依賴國外礦石進口，而進口礦石運輸主要依賴海運，海運的最重要費專用就是產生屬在輪船耗油問題，原油漲價，汽油，柴油等相關輪船用油必然上漲，進而帶動海運費用上漲，然後帶動進口礦石成本增加，然後是鋼廠成本增加，以此類推，你明白了么？
記住：海運，礦石，幾個關鍵詞！

❹ 原油、成品油對鋼鐵的腐蝕速率大小（一般情況），與鋼鐵在海水中的腐蝕速率比哪個更快

原油開采運輸時裡面都加有大量腐蝕性試劑，腐蝕性大於海水

❺ 石油能腐蝕金屬管道，請問原理是什麼是什麼物質和鋼鐵發生了化學腐蝕

石油是原油，里邊不僅含水，也有一定的鹽類物質，石油的金屬管道為鋼，主要是鐵和碳組成的合金，碳和鐵在水中可以形成電化學反應使得鐵元素失去電子而被腐蝕，生成氧化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵等物質。