Введение к работе
з Актуальность проблемы
В последние годы при разработке ингибиторов коррозии наметилась тенденция к поиску и применению сырья, содержащего переходные металлы, комплексы на их основе и комплексообразующие соединения, которые взаимодействуют с переходными металлами, присутствующими в электролите или на защищаемой поверхности, образуя аналогичные комплексы.
При производстве многих катализаторов, используемых в нефтехимических процессах, от 3 до 5 % целевого продукта составляют отходы, которые содержат соли переходных металлов, вследствие чего обладают, как правило, высокой адсорбируемостью на стали. Отработанные катализаторы не подлежат регенерации, поэтому одним из возможных путей их утилизации является применение в качестве недорогого сырья для производства ингибиторов.
Несмотря на повышенный интерес исследователей к созданию ингибиторов коррозии на основе комплексообразующих соединений или комплексов, содержащих переходные металлы, остаются недостаточно изученными многие вопросы, касающиеся разработки компонентного состава ингибиторов, исследования их защитной эффективности и механизмов действия в средах различного состава.
В реферируемой диссертации исследуется возможность создания высокоэффективных ингибиторов на основе аминов и триазолов, а также их комплексов с солями Ni, Со, Zn и А1 для защиты оборудования от коррозии в агрессивных средах нефтегазовых и нефтехимических производств, что в свете изложенных выше соображений является актуальной научно-технической задачей.
Цель работы
Исследовать ингибирующую способность ряда комплексов, содержащих соли переходных металлов, в кислых, сероводородсодержащих и минерализованных средах, разработать на их основе высокоэффективные ингибиторы коррозии, а также изучить механизм защитного действия новых ингибиторов.
Научная новизна
-
Впервые показано, что ингибиторы Реакор-11 ЮА, Реакор-11 ЮСП, СПМ-1 и СПМ-2 адсорбируются на углеродистой стали за счет донорно-акцепторного взаимодействия их молекул с катионами железа, то есть имеет место хемосорбция.
-
Установлено, что введение разработанных ингибиторов в сероводород-содержащие минерализованные среды вызывает инверсию лимитирующей стадии катодного выделения водорода, в результате чего коррозионный процесс контролируется стадией замедленного разряда его ионов. При этом происходит резкое снижение наводороживания и охрупчивания металла.
-
Показано, что реагенты Реакор-11 ЮА и Реакор-11 ЮСП в кислых и се-роводородсодержащих минерализованных средах являются ингибиторами смешанного действия, а СПМ-1 и СПМ-2 - катодного.
-
Впервые установлено, что защитная способность разработанных ингибиторов увеличивается с повышением их концентрации в коррозионной среде (КС), не проходя экстремума. Это значительно улучшает их технологические свойства.
-
Впервые изучен механизм защитного действия ингибиторов Реакор-11 ЮА, Реакор-11 ЮСП, СПМ-1 и СПМ-2. Показано, что он имеет двойственную природу, выраженную в адсорбционном воздействии на поверхность стали и инверсионном изменении характера реакции катодного выделения водорода. Факторами, дополнительно повышающими степень защиты ингибиторов, являются гидрофобизация поверхности (в случае Реакор-11 ЮСП) и образование ионной связи между катионами железа и комплексными ионами, содержащими никель и цинк и образующимися в результате диссоциации комплексов с солями этих металлов в водных средах (в случае Реакор-11 ЮСП, СПМ-1 и СПМ-2).
Практическая ценность
Разработаны новые ингибиторы коррозии, которые при прочих равных условиях превосходят по своей защитной эффективности многие известные и распространенные в нефтегазовой промышленности реагенты. Их важнейшими
преимуществами также являются способность ингибировать коррозию под напряжением, которая наиболее часто встречается на объектах нефтегазодобычи и нефтехимии, а также относительно невысокая стоимость. Промышленное производство ингибиторов Реакор-11 ЮА, Реакор-11 ЮСП, СПМ-1 и СПМ-2 позволит утилизировать отходы ряда нефтехимических процессов (в частности, получение катализаторов). Опытные партии новых ингибиторов внедрены на объектах нефтегазодобычи Чернугдкинского УРС ООО «Лукойл-Пермь» (при концентрации реагентов 50-100 мг/л скорость коррозии оборудования не превышает 0,1-0,2 г/м2 ч). Предполагается их внедрение в НГДУ «Осинскнефть» ПО «Пермнефть», а также в ТІШ «Когалымнефтегаз».
Апробация работы и публикация результатов
Материалы диссертационной работы доложены и обсуждались на научно-технических конференциях по вопросам нефтехимии, теории и практики инги-биторной защиты, состоявшихся в период с 1997 по 2000 гт. в Москве, Уфе, Туле, Баку и других городах.
По результатам работы опубликовано 12 печатных трудов: 2 статьи и 10 тезисов докладов на международных, российских и республиканских конференциях.
Объем работы
Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, приложений. Объем диссертации 107 с. машинописного текста; приводятся 20 таблиц, 12 иллюстраций, 5 приложений. Список литературы содержит 94 наименования.
