Ингибитор коррозии "ик-ма-16" на основе кротонового альдегида и моноэтаноламина Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ «ИК-МА-16» НА ОСНОВЕ КРОТОНОВОГО АЛЬДЕГИДА И МОНОЭТАНОЛАМИНА

Нарзуллаев Акмал Холлинорович

аспирант Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Узбекистан, Ташкентская область, Ташкентский р-н, п/о Шуро-базар

E-mail: [email protected]

Бекназаров Хасан Сойибназарович

д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Узбекистан, Ташкентская область, Ташкентский р-н, п/о Шуро-базар

E-mail: hasan 74@mail. ru

Джалилов Абдулахат Турапович

д-р хим. наук, акад. АН РУз, Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии,

Узбекистан, г. Ташкент

Панжиев Арзикул Холлиевич

старший преподаватель, Каршинский инженерно-экономический институт,

Узбекистан, г. Карши

CORROSION INHIBITOR IK-MA-16 ON THE BASIS OF THE CROTON ALDEHYDE

AND MONOETHANOLAMINE

Akmal Narzullayev

Graduate student of Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent region, Tashkent district, p/o Shuro Bazaar

Hasan Beknazarov

Doctor of Technical Sciences Leading Researcher, Tashkent Research Institute of Chemical Technology,

Uzbekistan, Tashkent region, Tashkent district, p/o Shuro Bazaar

Abdulahat Djalilov

D.Sc., Academician, Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology,

Uzbekistan, Tashkent

Arzikul Panjiyev

Karshi Engineering Economic Institute, Senior Lecturer?

Uzbekistan, Karshi

АННОТАЦИЯ

В статье изучены закономерности влияния концентрации ингибитора коррозии в воде на коррозию стали. «ИК-МА-16» ингибирует коррозию Ст-20 с максимальной эффективностью ингибирования 95,5% при 30-40°С и при максимальным уровне концентрации (0,4%) ингибитора.

ABSTRACT

The article examines the patterns of the effect of corrosion inhibitor concentration in water on steel corrosion. "IK-MA-16" inhibits St-20 corrosion with a maximum inhibition efficiency of 95.5% at 30-40 ° C and at the maximum concentration level (0.4%) of the inhibitor.

Библиографическое описание: Ингибитор коррозии «ИК-МА-16» на основе кротонового альдегида и моноэтано-ламина // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Нарзуллаев А.Х. [и др.]. 2019. № 6(60). URL:

http://7universum.com/ru/nature/archive/item/7408

Ключевые слова: ингибиторы коррозии, коррозия металла, кротоновый альдегид, циануровая кислота, фосфорная кислота.

Keywords: corrosion inhibitors, metal corrosion, crotonaldehyde, cyanuric acid phosphoric acid.

Введение. Ингибиторы коррозии тормозят, а в ряде случаев практически полностью подавляют процесс разрушения металлов в агрессивных средах, действуя как защитное покрытие и нейтрализатор.

Процессы добычи нефти и газа часто сопровождаются отложением твердых осадков неорганических веществ, накапливающихся на стенках скважин и подъемных труб, в насосном оборудовании и наземных коммуникациях системы сбора и подготовки нефти. Накопление солей усложняет добычу нефти, приводит к порче дорогостоящего оборудования, трудоемким ремонтным работам, а в итоге к значительному недобору и потере нефти [1; 6].

С целью разработки новых отечественных импортозамещающих, экспортоориентированных ингибиторов коррозии нами проводятся целенаправленные исследования по разработке ингибиторов коррозии [4].

Экспериментальная часть.

Получение ингибитора коррозии на основе кро-тоновой фракции.

При получении ингибитора использовались мо-ноэтаноламин (т.), кротоновый альдегид (х.ч.), ад-дукт циануровая кислота. Реакция проводилась в круглодонной колбе емкостью 500 мл, снабженной обратным холодильником, в течение 6 часов при температуре 180-220 оС. Выход триазина-1,3,5 составил 80% от теоретического.

Скорость коррозии (V) в г м-2 ч-1 вычисляли по формуле

VK =

M1 -М2

S *t

где: Ml - масса образца до испытания, г

- масса образца после испытания, г S - площадь поверхности образца, м2 t - время испытания, ч

Степень защиты ингибиторов коррозии вычисляли по формуле

Z = ■

Vko — vk

Vko

■* 100

где: V™ - скорость коррозии образцов в неингибиро-ванной среде, г*м-2 ч-1

Vкi - скорость коррозии образцов в ингибиро-ванной среде, г*м-2 ч-1 [3; 6].

Результаты и их обсуждение. В литературе имеются данные об использовании кротонового альдегида в качестве ингибитора коррозии. Однако из-за высокой токсичности кротонового альдегида (его ПДК в рабочей зоне составляет 0,5 мг/м3) данный ингибитор не нашел промышленного применения [6].

С целью использования кротонового альдегида, создания безотходной технологии и защиты окружающей среды нами изучена реакция конденсации кро-тонового альдегида с моноэтаноламином (табл. 1).

Таблица 1.

Влияние концентрации ингибитора на скорость коррозии в соляно-кислотной среде

Ст-20; С^а - 3%; t = 45оС; т = 24 ч

Ингибитор Потери массы образца m1 - m2 Vk, - скорость коррозии образцов в неингибированной среде, г*м-2 ч-1 Vkî - скорость коррозии образцов в ингиби-рованной среде, г*м-2 ч- Степень защиты Z, %

ИК-МА-16 0,382 0,382 - -

ИК-МА-16 0,0457 0,382 0,3363 88

ИК-МА-16 0,0158 0,382 0,3386 95,8

ИК-МА-16 0,0128 0,382 0,3692 96,66

ИК-МА-16 0,0178 0,382 0,3642 95,3

ИК-МА-16 0,0148 0,382 0,3672 96,1

Полученный ингибитор ограниченно растворяется в газоконденсате. При растворении в двухфазной среде - газоконденсат: вода - он выделяется в самостоятельную фазу, что ограничивает его использование в качестве ингибитора сероводородной коррозии.

С целью разработки углеводородорастворимых ингибиторов была изучена реакция кротонового альдегида с аммиаком в среде растворителя. В качестве растворителей использовали этиловый спирт. В результате были получены углеводородорастворимые

ингибиторы, обладающие хорошими защитными свойствами.

СН3 - СН = СН - СНО + N43 —► СН3 - СН = СН - СН - КИ2

ОН

[2; 6]

Ингибитор «ИК-МА-16» обладает слабым характерным запахом кротонового альдегида. Хорошо растворяется в газоконденсате и углеводородах. Основные показатели ингибитора «ИК-МА-16» приведены в (табл. 2).

Таблица 2.

Физико-химические показатели ингибитора «ИК-МА-16»

№ Наименование показателей Значение

Растворимость:

1. в газоконденсате растворим

в воде диспергируется

2. Температура застывания, оС, не выше минус 25

3 Вязкость кинематическая при 20оС м2/с не более 25

4. Сухой остаток, %, не менее 67

5. Плотность ингибитора при 20оС, г/см3, не более 1,05

«ИК-МА-16» был испытан в качестве ингибитора коррозии в сероводородных, углекислых и солянокислых средах (табл. 3).

Таблица 3.

Влияние ингибитора «ИК-МА-16» на коррозию стали марки Ст-20 в углекислой среде (Рсо2=1,0 МПа)

при комнатной температуре

Концентрация ингибитора, мг/л Время опыта, ч Скорость в коррозии, г/м2 ч Степень защиты, %

Без ингибитора 20 3,7 -

200 20 0,137 96,29

Без ингибитора 40 3,8 -

200 40 0,172 96,46

Без ингибитора 60 3,5 -

200 60 0,138 96,0

Без ингибитора 80 3,4 -

200 80 0,135 95,94

Как видно из приведенных данных, ингибитор «ИК-МА-16» во всех случаях показывает более высокую защиту.

К настоящему времени открыт и эксплуатируется ряд газовых месторождений в Центральной Азии, в том числе в Узбекистане, представленных карбонатными породами и имеющих высокую пластовую температуру.

Наилучшую защиту ингибиторы обеспечивают при температурах ниже 56-65 оС. Охлаждение забоя и ствола скважины до указанных температур не представляет технических трудностей, и поэтому исследование антикоррозионной активности ингибиторов проводилось при значениях температуры до 80оС.

В связи с этим экспериментальные работы по изучению скорости коррозии Ст-20 в среде 8%-ной

соляной кислоты, ингибированной различными ингибиторами и их смесями, проведены при температурах от 20 до 80оС.

Концентрация кислоты, количество ее на единицу поверхности образца, продолжительность опытов были постоянными. Опыты проводили при атмосферном давлении, так как при повышении давления скорость коррозии уменьшается.

Надо отметить, что исследовались только те ингибиторы солянокислой коррозии, которые имеют сырьевую базу и не являются дефицитными. Кроме того, изучалась возможность снижения коррозионной активности соляной кислоты путем эмульгирования ее в углеводородной среде [5].

На рис. 1 показана зависимость скорости коррозии Ст-20 от температуры для 8%-ной соляной кислоты, ингибированной «ИК-МА-16».

100

80

л

н =

э

а

п

Л X

<и

с

<и н U

60

40

20

0,2 0,4 0,6 0,

Концентрация ингибитора, %

Рисунок 1. Зависимость скорости коррозии от концентрации «ИК-МА-16»

При использовании смеси ингибитора марки «ИК-МА-16» с мочевиной и формальдегидом происходит резкое снижение коррозионной активности в 8% растворе соляной кислоте.

Заключение. Анализ проведенных исследований показал, что изменение скорости коррозии и эффективность ингибитора зависят от концентрации ингибитора и температуры раствора.

«ИК-МА-16» ингибирует коррозию Ст-20 с максимальной эффективностью ингибирования 95,5% при 30-40°С и при максимальном уровне концентрации ингибитора 0,4% масс.

0

0

1

Список литературы:

1. Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Защита стали от коррозии олигомерными ингибиторами и их композициями // Химия и химическая технология. - 2015. - № 1. - С. 50-52.

2. Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Изучение антикоррозионных свойств новых олигомерных ингибиторов коррозии // Композиционные материалы. - 2014. - № 3. - С. 20-24.

3. Данилов А.М. Применение присадок в топливах: Справочник / А.М. Данилов. - СПб.: ХИМИЗДАТ, 2010.

4. Капустин В.М. Нефтяные и альтернативные топлива с присадками и добавками / В.М. Капустин. - М.: Колос, 2008.

5. Синтез, свойства и технология ингибиторов коррозии на основе кротонового альдегида и аммиака / Д. Юсупов, И. Тиркашев, Э.Д. Юсупов и др. // Химическая промышленность. - 1998. - № 1.

6. Эшмаматова Н.Б. Синтез и физико-химическое исследование олигомерных ингибиторов коррозии // Приволжский научный вестник. -2013. - Т. 1. - № 8 (24).