Введение к работе
Актуальность. На долю коррозионных повреждений приходится треті. всех отказов машин и оборудования. Особенно значительны потери от коррозии в нефтегазодобывающей промышленности. Известно, что главная причина ускорения коррозии в этой отрасли - появление в продукции'сероводорода, являющегося одним из самых сильних стимуляторов коррозии вообще. Проблема защиту от коррозии оборудования на месторождениях с високим содержанием в нефти и газе сероводорода в последние годи становится особенно актуальной во всём мире, в частности, в связи с разработкой глубоких скважин, для которых вероятность появления сероводэ рода в продукции особенно велика. Аномалы!о высоким содержанном сероводорода характеризуются, например;, перспективные месторождения не^.тп и газа в Прикаспийской низменности. 23 СССР промышленность обеспечивала ингибиторами коррозии отрасль менее, чем на 50?», и производились массовые закупки за рубежом. Посла распада СССР ситуация еще ухудшилась, и производство ингибиторов с использованием мощностей заводов России очень актуально. Эксплуатация же високосернио.тнх месторождении в принципе невозможна без ингибиторов коррозии и наводороживания.
Несмотря на неуклонный рост числа публикаций по научным и прикладным аспектам сероводородной коррозии, остаются весьма противоречи выли суждения о строении и роли слоев, формирующихся на поверхности стали в сероводородсодержащих средах, а работы с прямыми экспериментальными исследованиями природы взаимодействия молекул органических ингибиторов с поверхностью металла в этих средах буквально единичны. Последнее обстоятельство вероятно связано с тем, что экспериментальные возможности для подобных исследований открылись лишь в 70-х, 80-/ годах, а рассматриваемая коррозионная система ещё и одна из наиболее неудобных в методическом отношении. Для эффективного применения ингибиторов сероводородной коррозии необходимы глубокие исследования механизма их действия, механизма коррозии, влияния факторов среды на протекающие процессы, что, в свою очередь, невозможно без достоверных данных о строении и составе слоев, формирующихся в ингиоируешх средах'на поверхности стали.
Работа выполнена в рамках плановой тематики исследований Института физической химии РАН под номером гос.регистрации №01850080449 l эгласно постановлению Президиума АН СССР и Министерства чёрной металлургии СССР №470/122 от 20.02.66 г. и постановлению ПШТ СССР №[90 от 19.Об!87 г. Она связана с выполнением задания в соответствии с координационным планом Отделения технической химии и технологии но проблеме М. 7.1. Г).
Цель работы; І. РазраСотка нового ингибитора коррозии и наводо-роживания стали для сред с аномально высоким содержанием сероводорода с применением в синтезе вместо аминов менее дефицитного сырья - гидразина, что отвечает новой ситуации, которая возникла в связи с началом конверсии в оборонных отраслях промышленности. 2, Получение прямых экспериментальных данных о природе взаимодействия молекул органических ингибиторов /в том числе основного компонента нового-ингибитора на основе производных гидразина/ с поверхностью стали в процессе коррозии в сероводородсодержащих средах, о строении и составе слоев, формирующихся на стали в этих условиях, что позволило бы более обоснованно судить о механизме действия ингибиторов коррозии.
Научная новизна и ооновньге положения, выносимые на защиту: I. Впервые обнаружено форг чование фазового слоя особой аморфной модификации сульфида железа на поверхности стали при эффективном инги-бировании сероводородной коррозии, показаны его заметные защитные функции. 2. Вопреки существовавшим представлениям о механизме ингиби-рования стали в сероводородсодержаїцей среде путём стабилизации защитного слоя мелкокристаллического макинавита формирующейся поверх него фазовой плёнкой металлорганических комплексов, доказано, что при защитных концентрациях ингибитор адсорбируется поверх упомянутого выше слоя сульфида особой модификации в количествах порядка одного монослоя, а присутствие макинавита, являющегося слоем осаждения, наоборот, всегда является критерием недостаточно высокой степени защиты. 3. Наряду с новой модификацией сульфида железа впервые подучены фотоэлектронные спектральные характеристики макинавита. 4. Зарегистрирована повышенная концентрация гидросульфид юнов во внешних областях сульфидного слоя в сравнении с его объёмом, что соответствует представлениям об их активной роли в процессе адсорбции молекул ингибиторов. 5. С помощью метода рентгеновской фото-электрониой спектроскопии получены сведения о механизме адсорбции октадециламина и 3,5-дигексил-1,2,4-триазола на стали f условиях серонодородной коррозии. 6. Изучены механизм синтеза, компонентны!"! состав и защитные свойства перспективного ингибитора сероводородной коррозии на основе гидразина и энаптовой кислоты.
Практическая ценность. Установлена возможность получения ингибиторов коррозии путём синтеза гидразина и высокомолекулярных карбонових кислот. Разработан эффективный ингибитор наводороживания и об-«рй коррозии стали для сред с аномально высоким содержанием сероводорода на основе производных гидразина и энаптовой кислоты, находящийся на уропне лучишх отсчестпг-нннх и а^г/Оегчих обг-у.т^п. !;j-oi>o;;;:!i-
ные исследования легли в основу дальнейших разработок по созданию ингибиторов, в частности, с использованием несимметричного диметилгид--разина. Использование гидразина и несимметричного дшлетилгидразина для производства ингибиторов коррозии не только смягчит зависимость от импорта и позволит обойти дефицит аминов, используемых в качестве сырья, но одновременно даст возмсжиость рационально решить актуальную проблему утилизации этих ядовитых веществ, высвобождающихся в больших объёмах в результате глобального сокращения вооружений.
Апробация работ»- Результаты работы доложены и обсуждены на 5-сй Респуоликанской научно-технической конференции молодых учёных а~, проблемам сбора, подготовки и транспорта нефти и нефтепродуктов по трубопроводам /Уфа,1982/; Конференции "Противокоррозионная защита нефтегазопромыслового оборудования и трубопроводов" /Уфа,1985/; 3-eii Всесоюзной конференции молодых учених па физической химии /Москва, 1986/; Всесоюзном совещании "Защита от коррозии нефтегазового оборудования в процессе строительства предприятии нефтяной и газовой про-мшлениостн" /Красный Курган, 1987/; конференции "Современные средсты и методы химической защиты не рте промислового оборудования от коррозии и биоповреждений" /Казань, 1989/; Зональной научно-технической контрен, лі "Современные проблемы коррозии и защити металлов от коррозии в народном хозяйстве" /Уфа,1990/.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 печатных работ.
Объем работы. Диссертация изложена на 173 страницах, включая 29 рисунков, 10 таблиц. Диссертация состоит из введения, 5 глав, buuw дов, списка литературы из 247 наименований.
