Полученные новые олигомеры использованы как ингибиторы коррозии стали. В качестве коррозионной среды использована пластовая вода.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Э
лектронный научно
-
практический журнал

«МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК»

МАРТ 2018

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ




УДК 678.632:620.197

АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ОЛИГОМЕРЫ КАК ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ СТАЛЬНОГО

НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Агаев И.Ф.
, Наибова Т.М.

Азербайджанский Государственный Университет Нефти и
Промышленности

E
-
mail:

ilkin
.
agaev
[email protected]
gmail
.
com

Осуществлена модификация
мочевино
-
формальдегидного олигомера
бензогуанамином
.
Определены основные показатели полученных олигомеров. Для сравнения
,

в идентичных
условиях также исследован
мочевино
-
формальдегидный олигомер
.

Полученные новые олигомеры использованы как ингибиторы коррозии стали.

В качестве

коррозионной среды использована пластовая вода
. Рассчитаны скорость
коррозии, з
ащитный
эффект и
степень защиты
.

Выявлено, что на процесс коррозии стали влияют химический состав, структура,
концентрация ингибитора, коррозионная среда и др.

Установлено, что олигомеры, содержащие аминные функциональные группы, могут быть
использованы в качестве ингибито
ра коррозии стали в среде пластовых вод.

Ключевые слова:

поликонденсация, олигомеры, ингибиторы, коррозия, нефтехимия,
пластовая вода, сероводород.


NITROGEN
-
CONTAINING OLIGOMERS AS INHIBITORS OF CORROSION OF STEEL
OILFIELD EQUIPMENT

Aghayev I.F., Naibova

T.M.

The carbamide
-
formaldehyde oligomer has been modified with benzoguanamine.

The main
indicators of the oligomers obtained are determined.

For comparison, carbamide
-
formaldehyde oligomer
was also studied unde
r identical conditions
.

The new o
ligomers obtained are used as corrosion inhibitors
f
or steel.

As a corrosive medium

produced

water is used.

The corrosion rate, the protective effect and the
degree of pro
tection are calculated
.

It was revealed that the chemical composition, structure, inh
ibitor

It has been found that oligomers containing amine functional groups can be used as a corrosion
inhibitor of steel in the
produced

water environment.

Keywords:

polycondensation, oligomers, inhibitors, corrosion, petrochemistry, produced water,
hydrogen sulphide.

Э
лектронный научно
-
практический журнал

«МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК»

МАРТ 2018

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ




Коррозия металлических сооружений причиняет огромный ущерб всем отраслям
промышленности. Особенно велики потери металла в результате коррозии
нефтепромыслового
оборудования
, связанной

с наличием агрессивных
компонентов в рабочих средах.

Коррозионное разрушение нефтепромыслового оборудования сокращает срок службы,
приводит к частым авариям, к загрязнению окружающей среды.

Специфика коррозионного
разрушения связана с гетерогенностью добываемой из скважин
жидкости (нефть
-
пластовая вода). Закономерности протекания коррозионного процесса
определяются многими факторами, среди которых основную роль играют физико
-
химические
свойства среды (минерализация,

pH

среды, наличие сероводорода и прочее).

Изучение зависимости скорости коррозии от минерализации пластовой воды позволяет
охарактеризовать ее коррозионную агрессивность. Большое значение имеют растворенные в ней
соли. С увеличением концентрации солей
кор
розия металлов заметно усиливается, что
объясняется, главным образом, изменением электропроводности среды. Наряду с этим, на процесс
коррозии металлов оказывают влияние ионы
. Наличие сероводорода в среде, содержащей
нейтральные соли, вносит изменение

в его поведении, как агрессивного компонента, что
обусловлено, главным образом, составом и структурой образующихся продуктов в результате
коррозии.

Существуют различные методы защиты от коррозии оборудований нефтяной
промышленности. Наиболее эффективным м
етодом защиты
в обводненных нефтяных скважинах
является применение ингибиторов коррозии

[1
]
.

Тормозящее действие ингибиторов обусловлено воздействием их на кинетику
электрохимических реакций коррозионного процесса. Механизм защитного действия ингибиторов
с
вязан с их адсорбцией на границе раздела металл
-
среда. Адсорбция органических соединений на
металлах обусловлена не только физическими силами, но сопровождается и хемосорбционным
взаимодействием и химическими изменениями адсорбированных частиц. Неоднородно
сть
коррод
ирующей поверхности металла обуславливает и неоднородность в структуре самого
адсорбционного слоя ингибитора. За адсорбционную связь металл
-
ингибитор ответственен
адсорбционно
-
активный центр молекулы ингибитора, в которой имеются подвижные электр
онные
пары, способные к донорно
-
акцепторным взаимодействиям

с металлической поверхностью.
Электронная плотность на адсорбционно
-
активном центре ингибитора определяет прочность его
связи с поверхностью металла, т.е. его ингибирующий эффект. Причиной защитно
го действия
органических ингибиторов коррозии в кислых и нейтральных средах является образование на
поверхности металла защитной пленки, представляющей собой продукт химического
взаимодействия атомов металла, ингибитора и ионов коррозионной среды

[2]
.

Э
лектронный научно
-
практический журнал

«МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК»

МАРТ 2018

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ




В не
фтяной и газовой промышленности в качестве ингибитора коррозии получили
распространение высокомолекулярные вещества сложной структуры. Высокомолекулярные
соединения, используемые в качестве ингибиторов коррозии, содержат как полярные
(адсорбционно
-
активные
), так и неполярные (гидрофобные) части. Полярный конец такой
молекулы является активным участником в адсорбционном процессе
,

и при взаимодействии
полярной (функциональной) группы
ингибитора с поверхностью коррод
ирующего металла
одновременно имеет место ка
к физическая, так и химическая адсорбция

[3
-
4
]
.

В научно
-
исследовательской работе в качестве ингибитора испытывались мочевино
-
формальдегидный олигомер

(МФО)

и продукты сополиконденсации мочевино
-
формальдегидного
олигомера с бензогуанамином

(БГМФО)
.
Продукты сополиконденсации получаются по известной
методике

[5]
.

Определены основные показатели полученных олигомеров. Для сравнения, в
идентичных условиях также исследован мочевино
-
формальдегидный олигомер

(
таб
.

1).

Таблица 1
.
Основные показатели
МФО

и
БГМФО

Показатели

МФО

БГМФО

Содержание элементов, % масс

азот

углерод

водород


7,6

70

5,2


14,8

72,9

5,
8

Содержание свободного
формальдегида, % масс

4,6

2,8

Температура каплепадения по
Уббелоде, °С

65

80

Плотность, кг/м
3

1180

1220

Адгезионная
прочность, МПа

1,82

2,64


В качестве коррозионной среды использовали пластовую воду. Для в
ыявления
эффективного действия
ингибиторов проводились контрольные испытания в двухфазных
системах (пластовая вода
-
нефть) в объемном отношении 7:1 без добавки
ингибитора.

Сопоставляя результаты испытания коррозионной активности и характеристик пластовых
вод, видно, что коррозия стали находится в прямой зависимости

от

среды
. Весьма своеобразно в
рассматриваемых условиях влияние состава пластовой воды. Специфическ
ое влияние оказывают
ионы хлора в присутствии сероводорода

(
таб
.

2).


Таким образом, в отсутствии сероводорода хлорид
-
ионы оказывают слабое воздействие на
коррозию стального оборудования скважин. Это объясняется тем, что ионы
хлора, проникая,
нарушают пассивность оксидной пленки и препятствуют ее возникновению на металле,
конкурируя с растворенным кислородом
.

Э
лектронный научно
-
практический журнал

«МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК»

МАРТ 2018

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ




Таблица 2
.
Результат
ы эксперимента в пластовой воде

Наличие
ингибитора

Концентрация
ингибитора,
мг/л

Скорость
коррозии,
г/м
2
·
ч

Степень
защиты

(
Z)
, %

Защитный
эффект (
ɣ
)

Без ингибитора

-

6,3

-

-

БГМФО

200

0,85

86,5

7,4

300

0,69

89,
0

9,1

400

0,66

89,5

9,5

500

0,52

91,7

12,1


Установлено, что различное поведение исследованных соединений связано с природой и
строением
азот
содержащей добавки, т.е
. с наличием в составе активной группы, являющейся
акцептором или донором, смещающим электронную плотность на адсорбционном центре. При
введении электрофильных заместителей увеличивается положительный заряд на адсорбционном
центре молекулы и облегчается ад
сорбция ее на отрицательно заряженной поверхности металла.
За счет этого снижается коррозия, т.е. увеличивается ингибирующий эффект.


Список литературы

1.

Гоник А.А. Защита нефтепромыслового оборудования. М: Химия, 1983, 193 с.

2.

Розенфельд И.Л. Коррозия и
защита металлов. М: Химия, 1970, 352 с.

3.

Сейфиев Ф.Г., Кязимов А. М., Мамедьярова И.Ф., Наибова Т.М. Защита подземного
нефтепромыслового оборудования от коррозии. Ж. Азербайджанское нефтяное хозяйство. №3,
2009, 37
-
41 с.

4.

Сейфиев Ф.Г., Наибова Т.М., Ахундов
И.
З., Тагиева С.Э. Возможность регулирования
процесса коррозии на основе проведения лабораторных и промысловых исследований. Ж. Защита
окружающей среды в нефтегазовом комплексе. Москва, 2009, №10, с. 4
-
7.


5.

Торопцева А.Т., Белгородская К.В., Бондаренко В.М.

Лабораторный практикум по
химии и технологии высокомолекулярных соединений. Л.: Химия, 1972, 414 с.



Приложенные файлы

  • pdf 14940637
    Размер файла: 533 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий