ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ СОЛЕЙ АЛКИЛФЕНОЛСУЛЬФОКИСЛОТЫ (АФСК) НА КОРРОЗИЮ СТАЛИ МАРКИ С1-20 В ДВУХФАЗНОЙ СИСТЕМЕ 0,1 N ВОДНЫЙ РАСТВОР-КЕРОСИН В СОСТАВЕ КОНСЕРВАЦИОННЫХ ЖИДКОСТЕЙ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 620.197

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ СОЛЕЙ АЛКИЛФЕНОЛСУЛЬФОКИСЛОТЫ (АФСК) НА КОРРОЗИЮ СТАЛИ МАРКИ С1-20 В ДВУХФАЗНОЙ СИСТЕМЕ 0,1 N ВОДНЫЙ РАСТВОР-КЕРОСИН В СОСТАВЕ

КОНСЕРВАЦИОННЫХ ЖИДКОСТЕЙ

АЛИЕВ ТОФИГ АББАСАЛИ ОГЛЫ

Член корр. НАНА, д.х.н., профессор, директор Института Природных Ресурсов

Министерства Науки и образования Азербайджанской Республики. г. Нахчыван

ГАСАНОГЛУ ЯШАР МЕХМЕТ ОГЛЫ

Преподователь Ибрагим-Чеченского универсистета, г.Агры., Турция.

МАМЕДОВА ГЮНЕЛ АСЛАН КЫЗЫ

канд. хим. наук., доцент. Зав. лаборатории Института Природных Ресурсов

Министерства Науки и образования Азербайджанской Республики. г. Нахчыван

СЕИДОВА ФИДАН ФАМИЛ КЫЗЫ

Научный сотрудник Института Природных Ресурсов Министерства Науки и образования Азербайджанской Республики. г. Нахчыван

Аннотация Методом гравиметрии исследовано влияние некоторых, а именно магниевой -, цинковой- и бариевой- солей алкилфенолсульфокислоты (условно обозначенные нами как Mg - НГПИ-2, Zn-НГПИ^ и Ва-НГПИ -2. НГПИ-Нахчыванский Государственный Педагогический Институт, бывшее название Нахчыванского Государственного Университета) на коррозию стали марки Ст-20 в двухфазной системе 0,1 N водный раствор HCl - керосин, ранее исследованные нами над сталью марки Ст-3 и Ст-10. Установлено, что все исследованные соединения в диапозоне концентрации 25... 200 мг. л'1 эффектавно защищают сталь Ст-20 от коррозионного процесса в указанной системе. Показано, что в аналогичных условиях их эффективность отличается друг от друга несушественно. Как указывано раньше, это связано с близостью строение ионов Mg+2, Zn+2, Ba+2, а также с обшим органическим анионом, роль которого в формировании защитной пленкирещающая. Показано также, что коррозионные характеристики Ст-20 в указанной системе очень близки к коррозионным характеристикам Ст-3 и Ст-10.

Ключевые слова: коррозионный процесс, скорость коррозии, сталь марки Ст-3, Ст-10, Ст-20. ингибиторы коррозии, эффективность ингибирования коррозии.

Введение

Известно что, в настоящей времени в различных отраслях промышленности, в том числе нефтегазодобывающей многочисленное металлическое оборудование подвергаются сильному коррозионному воздействию среды. Так, во многих технологических процессах в качестве рабочих сред используют различные кислоты или кислые среды. Например, солянокислотную обработку нефтяных и газовых скважин применяют для допольнительного притока нефти и газа. Вместе с этим в нефтяной и газовой промышленности приходится иметь дело с кислыми природными водами, а в нефтепереработывающей с кислотами [1-4]. Поэтому защита от коррозии оборудования, работающего в условиях воздействия на металл кислых агрессивных сред, в том числе HCl, является важной задачей.

Известно также, что среди многочисленных методов борьбы с коррозией в различных областях промышленности, и особенно нефтегазодобавающей, ингибирование агрессивных сред является одним из наиболее простых и экономически выгодных методов.

Ранее нами исследованы влияния некоторых солей алкилфенолсульфокислоты (АФСК) на коррозию стали марки Ст-3 и Ст-10 в различных коррозионно агрессивных системах [510].

Настоящая работа посвящена влиянию некоторых из этих солей на стали марки Ст-20 в системе 0,1 N водный раствор HCl - керосин.

Методика эксперимента

Коррозионные испытания проводились гравиметрическим методом на образцах стали марки Ст-20.

Образцы стали Ст-20 размерами 30 х 20 х 3 мм зачишались наждачной бумагой различной дисперсности до блестящей поверхности. После этого образцы тшательно промывали в воде, высушивали, обезжировали ацетоном ( или этанолом), упаковывали фильтровальной бумагой, выдерживали в эксикаторе влагопоглотителем в течение 24 часов и взвяшивали на аналитических весах с точностью ± 0,0001 г. [6].

Методика экспериментов подробно описана в [6].

Скорость коррозии рассчитали по формуле: К = и (1)

Где Am - разность масс образцов до и после опытов (г), S - плошадь поверхности образцов (m2), т - время опытов (ч).

Коэффициент торможения вычисляли по формуле:

= И. (2)

Y King ( )

где Ko - скорость коррозии образца в отсутствии ингибитора:

King - скорость коррозии образца в присутствии ингибитора (г.м-2. ч-1).

Защитный эффект ингибитора рассчитывалась по формуле:

Z = ———• 100 (%) (3)

к0

Где K o и King соответственно скорости коррозии в неингибируемых и ингибируемых растворах [6].

Результаты и обсуждение

Результаты экспериментальных данных, полученные гравиметрическим методом приведены в таблице. Как видно из этих данных все исследованные производные АФСК значительно снижают скорость коррозии Ст - 20 в системе 0,1 N- ный водный раствор HCl -керосин, начиная с незначительных концентрациях. Так, ингибиторы Mg - НГПИ - 2, Zn -НГПИ- 2 и Ba - НГПИ - 2 при концентрации 25 мг . л-1 снижают скорость коррозии 6,91 раз (от 6,22 г . м-2 ч-1 до 0,90 г . м-2 . ч-1), 10,58 раз (от 6,22 г . м-2. ч-1 до 0,88г . м-2 ч-1 ) и 8.89 раз (от 6,22 г . м-2. . ч-1 до 0,70 г . м-2 ч-1 ) соответственно и показывают 85,53 %, 85,85% и 88,75 %-ный зашитный эффект.

Таблица .Влияние некоторых солей алкилфенолсульфокислоты (АФСК) на коррозию стали марки Ст-20 в двухфазной системе 0,1 N.-ных водный раствор НС1 -керосин (соотношение объемов фаз 1:1)

Tabl.Effect of some salts of alkylphenol sulfuric acid on the corrosion process of Ct20 steel in 0.1 N HCl-kerosene system (the volume ratio of the phases is 1:1)

Синг. мг.л-1 Cinh mg.l-1 Mg-НГПИ-2 Zn-HfnH-2 Ba-HTnH-2

Скорость коррозии -2 -1 г.м 2.ч 1 Corrosion rate g.m.-2h.-1 Z/ у /Защитный эффект(%), Коэффициент торможения Corrosion inhibition efficiency Скорость коррозии -2 -1 г.м 2.ч 1 Corrosion rate g.m.-2h.-1 Z/ у Защитный эффект(%), Коэффициент торможения Corrosion inhibition efficiency Скорость коррозии -2 -1 г.м2.ч 1 Corrosion rate g.m.-2h.-1 Z/ у Защитный эффект(%), Коэффициент торможения Corrosion inhibition efficiency

0,00 6,22 - 6,22 - 6,22 -

25 0,90 85,53 6,91 0,88 85,85 10,58 0,70 88,75 8,89

50 0,60 90,35 10,37 0,52 91,63 11,96 0,42 93,25 14,81

100 0,42 93,25 14,81 0,38 93,89 16,37 0,34 94,53 18,29

200 0,24 96,14 25,92 0,22 96,46 28,27 0,20 96,79 31,10

Начиная с концентрации 50 мг эти ингибиторы проявляют выше 90 % защитного эффекта. Так, при этой концентрации ингибиторы Mg - НГПИ - 2, Zn - НГЛА- 2 и Ba - НГПИ

- 2 снижают скорость коррозии

10,37 раз, 11,96 раз и 14,81 раз соответственно и показывают 90,35%, 91,63% и 93,25%-ный защитный эффект. С повышением концентрации указанных соединений до 100 мг. л-1 и 200 мг. л-1 защитный эффект также возрастает. При концентрации 200 мг . л-1 наблюдаемый зашитный эффект у обоих соединений составляет выше 96% , а коэффицент торможения 25,92 раз, 28,27 раз и 31,10 соответственно.

Сравнивая данные, полученные для различных соединений в аналогичных условиях, нетрудно заметить, что их эффективность отличается друг от друга несущественно. По нашему мнению это связано с близостью строения ионов Mg+2, Zn+2, Ba+2, а также с обшим органическим анионом, роль которого в формировании защитной плёнки рещаюшая.

Сравнивая данные, относящихся к стали Ст-20 с данными Ст - 3 и Ct-10 аналогичных условиях можно заключить, что коррозионные характеристики этих марок сталей очень близки друг к другу, а иногда различить их не представляют возможным.

Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что использование Mg - НГПИ - 2, Zn

- НГПИ- 2 и Ba - НГПИ - 2, а также сходные по составу с ним вещеста в нефтегазодобывающей промышленности, где широко используют металлические конструкции из Ст -3, Ст - 10, а также Ст-20 повысить надёжность работы систем добычи, первичной обработки, хранения и транспортировки нефти и газового конденсата, а также исключить применение дорогостоящих инпортных ингибиторов коррозии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Розенфельд И.Л. Ингибиторы коррозии. Москва: Химия, 1977, 352с.

2. Иванов Е.С. Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах (справочник). Москва, Металлургия, 1996, 175с.

3. Решетников С.М. Ингибиторы кислотной коррозии металлов. Ленинград: Химия, 1986, 144с.

4. Алиев Т.А. Влияние солей алкилфенолсульфокислоты (АФСК) на коррозию стали Ст-3 в системе HCl-керосин // Физико-химическая механика материалов, 2008, №5, с.69-74.

5. Алиев Т.А., Ashassi-Sorkhabi Н., Гусейнов К.З., Seifzadeh D. Влияние некоторых солей алкилфенолсульфокислоты на электрохимическое и коррозионное поведение Ст3 в системе 0,1n водный раствор HCl // Практика противокоррозионной защиты, 2009, №2(52), с.50-55.

6. Алиев Т.А. Физико-химическое изучение процесса ингибирования стали от коррозии некоторыми производными фенола в двухфазных системе углеводород-электролит. Дис. канд. хим. наук. Баку. ИНФХ АН Азерб. ССР, 1988, -ю177с.

7. Алиев Т.А. Исследование влияния производных алкилфенолсульфокислоты на коррозию стали Ст-3 в системе 0,1N раствор HCl-керосин // Процессы нефтехимии и нефтепереработки, 2008, №1(33), с. 9-15.

8. Patent :200800141(Алиев T.A.)

9. Patent: 20080142 (Алиев T.A.)