Научная статья на тему 'Inorganic complexes of imidazoline derivatives based on synthetic Oxy-, petroleum acids as corrosion'

Inorganic complexes of imidazoline derivatives based on synthetic Oxy-, petroleum acids as corrosion Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
114
49
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Kimya Problemleri
Scopus
CAS
Область наук
Ключевые слова
DIESEL FUEL / LIQUID PHASE OXIDATION / IMIDAZOLINE DERIVATIVES / CORROSION INHIBITOR / ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО / ЖИДКОФАЗНОЕ ОКИСЛЕНИЕ / ИМИДАЗОЛИНПРОИЗВОДНЫЕ / ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Эфендиева Л.М.

Синтезированы синтетические нефтяные (СНК) и оксикислоты (ОНК) с использованием нафтенопарафиновых углеводородов, выделенных из фракции 217-349°С смеси азербайджанских нефтей в присутствии графена. На основе синтезированных кислот и полиэтиленполиамина (ПЭПА) получены имидазолины и приготовлены их комплексы с HCl и H2SO4. Изучены защитные свойства от коррозии полученных комплексов в водном растворе 1%-го NaCl, насыщенного CO2, в присутствии стального образца. Показано, что комплексы имидазолинов с HCl и H2SO4 при концентрациях 25 и 50 ррм обладают защитным эффектом от коррозии 95-96%.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ИМИДАЗОЛИНПРОИЗВОДНЫХ НА ОСНОВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ОКСИ- И НЕФТЯНЫХ КИСЛОТ В КАЧЕСТВЕ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ

Synthetic petroleum acids (SPA) and oxyacids (OPA) have been synthesized with the use of naphthenic-paraffmic hydrocarbons obtained from fraction 217-349°С of Azerbaijan oils in the presence of graphene. Imidazolines and related complexes with HCl and H2SO4 have been obtained on the basis of synthesized acids and polyethylenepolyamine (PEPA); protective properties against corrosion in the water solution 1% NaCl saturated with CO2 in the presence of steel sample have been studied. It revealed that complexes of imidazolines with HCl and H2SO4, in 25 and 50 ppm concentrations have protective effect against corrosion 93-96%.

Текст научной работы на тему «Inorganic complexes of imidazoline derivatives based on synthetic Oxy-, petroleum acids as corrosion»

KÍMYA PROBLEML9RÍ № 1 2017

67

UOT 665.753.4:546.22:547.781.785

SÍNTETÍK NEFT TURSULARI va OKSÍTUR§ULAR aSASINDA ALINMIS ÍMÍDAZOLÍN TÓR8M8L8RÍNÍN QEYRÍ-ÜZVÍ KOMPLEKSL8RÍNÍN KORROZÍYA

ÍNHÍBÍTORU KÍMÍ T8DQÍQÍ

L.M.afandiyeva

AMEA Y.Mammadaliyev adina Neft-Kimya Proseslari institutu

AZ 1025, Baki §., Xocali pr.30 Fax: (+99412) 490-24-76, e-mail: efendiyevalm7@gmail.com

Azarbaycan neftlari qari§iginin dizel fraksiyasindan ayrilmi§ naften-parafm karbohirogenlarinin havanin oksigeni i§tirakinda maye fazada katalitik oksidla§masindan alinan sintetik neft tur§ulari (SNT) va oksitur§ular (ONT) qari§igi va polietilenpoliaminlar (PEPA) asasinda imidazolin toramalari sintez edilmi§, onlarin qeyri-üzvi tur§ularla komplekslari hazirlanmi§dir. Bu komplekslarin CO2 ila doydurulmu§, NaCl-in suda 1%-li mahlulunda poladin korroziyasinin kinetikasina tasiri oyranilmi^dir. Müayyanla§dirilmi§dir ki, SNT+ONT asasinda alinmi§ imidazolinlarin qeyri-üzvi komplekslari 25 va 50 ppm qatiliqlarda metali korroziyadan 95-96% mühafiza edirlar. Komplekslar ügün hamin qatiliqlarda adsorbsiya sabitinin va Hibbs enerjisinin qiymatlari hesablanmi§dir. Müayyan edilmi§dir ki, inhibitor metalin sathina xemosorbsiya olunaraq, qoruyucu ortük amala gatirir. Agar sozldr: dizel fraksiyasi, maye fazada oksidla§ma, imidazolinlar, korroziya inhibitoru

GIRIS

Neft emali sanayesinda korroziyadan mühafiza aktual bir problem olaraq qalmaqdadir. Yüksak miqdarda CO2-ya malik qaz va qaz kondensati yataqlarinin, o cümladan neft hasilatinin intensivla§dirilmasi metodunun tatbiqi zamani karbon dioksidin tasiri altinda ba§ veran korroziya prosesi ila mübariza neft va qaz sanayesinda ahamiyyatli yer tutur. Sanaye miqyasinda, xüsusan da neft-kimya sanayesinda metallarin, avadanliqlarin korroziyadan mühafizasi texniki, ekoloji va iqtisadi cahatdan olduqca vacibdir. Metallarin korroziyadan müdafiasi ü9ün an geni§ yayilmi§ üsullardan biri inhibitorlarin tatbiqidir [1-3]. Korroziya inhibitorlari metal sathinda adsorbsiya olunaraq, qoruyucu ortük amala gatirmakla sathi korroziyadan müdafia

edir. Adsorbsiya qabiliyyati inhibitorun kimyavi tarkibindan, ikiqat rabitanin va funksional qruplarin nóvündan, metalin sathindan va onun tabiatindan ahamiyyatli daracada asilidir. Korroziya inhibitorlari i9arisinda asasan tabii va sintetik neft tur§ulari asasinda alinmi§ amidoaminlar, imidazolinlar xüsusila farqlanir [4]. Bu baximdan taqdim olunmu§ maqalada Azarbaycan neftlari qari§iginini dizel fraksiyasindan ayrilmi§ naften-parafin karbohidrogenlarinin maye fazada katalitik oksidla§masindan alinan sintetik neft tur§ulari (SNT) va oksitur§ular (ONT) asasinda imidazolin toramalari, onlarin qeyri-üzvi tur§ularla komplekslari alinmi§ va onlar korroziya inhibitoru kimi sinaqdan ke9irilmi§dir.

t0CRÜBÍ Hisse

inhibitorlarin hazirlanmasi ü9ün tadqiqat obyekti kimi Azarbaycan neftlari qari§iginin 217-349°C temperaturda qaynayan fraksiyasinin naften-parafin karbohidrogenlari gótürülmü§dür. Fraksiya aromatik

karbohidrogenlardan ekstraksiya üsulu ila tamizlanmi§dir. Ekstragent kimi n-metil pirrolidondan istifada edilmi§dir. Müayyan edilmi§dir ki, aromatiksizla§ma prosesindan sonra fraksiyanin tarkibinda aromatik

68

L.M.9F9NDÍYEVA

karbohidrogenlarin miqdari 16%-dan ~1%-a qadar azalmi§dir. Alinan naften-parafin karbohidrogenlari maye fazada, havanin oksigeni ila, 135-140°C temperaturda, qrafenin katalitik i§tirakinda, 5 saat müddatinda barbotaj tipli reaktorda oksidla§dirilmi§dir [5, 6]. SNT+ONT va PEPA (polietilen-

poliaminlar) asasinda imidazolinlarin sintezi 2 marhalada hayata ke9irilmi§dir: 1-ci marhalada 130-140°C temperaturda bir molekul su ayrilaraq amidoaminlar, 2-ci marhalada isa 220-240°C temperaturda ikinci su molekulu ayrilaraq imidazolin toramalari alinir:

o

r-ch-ch2- c

oh

oh

nh2(ch2ch2nh)nch2ch2nh2

130-1400c

-h2o

r-ch-ch2- c

oh

o

svnh(ch2ch2nh)nch2ch2nh2 240°c

-h2o

r-ch-c

ch2

\

n—ch2

oh

(c^c^nh^c^c^n^

Alinmi§ imidazolin toramalarinin bazi fiziki-kimyavi góstaricilari cadval 1-da taqdim edilmi§dir.

Cadval l.imidazolin toramalarinin fiziki-kimyavi gostaricilari

+

№ Góstaricilar Amidoamin

1 Aqreqat hali Ozlü maye

2 iyi Kaskin

3 Rangi Tünd qahvayi

4 Molekul kütlasi 524

5 Donma temperaturu, °C 5

6 Xüsusi 9akisi, q/sm ; 20°C 1.1312

N0TÍCe ve MÜZAKÍR0L0R

Nóvbati marhalada imidazolin toramalarinin HCl va H2SO4 tur§ulari ila 1:1 mol nisbatinda komplekslari hazirlanmi§dir. imidazolinlarin HCl (S-7) va H2SO4 (S-8) tur§ulari ila suda hall olan komplekslarinin CO2 ila doydurulmu§, NaCl-in suda 1%-li mahlulunda poladin korroziyasinin kinetikasina tasiri óyranilmi§dir. Taqdiqatlar

ACM proqrami vasitasi ila tamin edilmi§ ACM GILL AC potensiometrinda aparilmi§dir. Tadqiq olunan birla§malarin mühafiza xassalari 25 va 50 ppm qatiliqlarda óyranilmi§dir. Sintez olunmu§ imidazolinlarin sirka va qari§qa tur§usu ila amala gatirdiyi komplekslarin mühafiza effektlarinin naticalari cadval 2-da taqdim edilmi§dir.

SiNTETiK NEFT TUR§ULARI VO OKSiTUR§ULAR

69

Cadval 2. S-7, S-8 komplekslarinin CO2 ila doydurulmu§, NaCl-in suda 1%-li mahlulunda korroziyaya qar§i muhafiza effektinin naticalari

Inhibitorun Zaman, Korroziya Langitma Korroziya Metal Korroziyadan

qatiligi, saat carayani, amsali,Y surati, itkisi, mudafia effekti,

ppm mA/C mm/il mq %

inhibitorsuz 5 0.175648 - 2.0357 0.000997 -

10 0.194523 - 2.69 0.00234 -

20 0.296308 - 3.4342 0.005446 -

S-7

5 0.023817 7.3 0.27604 0.000516 86.3

25 10 0.019232 12.2 0.222902 0.000659 93.6

20 0.012035 24.5 0.139485 0.000867 96

5 0.025891 6.8 0300073 0.000549 85.3

50 10 0.01979 11.7 0.229363 0.000701 91.4

20 0.011278 26.4 0.130713 0.000896 96.3

S-8

5 0.022802 7.8 0.264275 0.000521 87.3

25 10 0.026414 8.7 0.306141 0.000697 88.5

20 0.024994 11.8 0.289678 0.001045 92

5 0.016247 12 0.168061 0.000444 91.7

50 10 0.016199 14.2 0.187742 0.000558 92.9

20 0.014501 18.1 0.188303 0.000768 95

Cadval 2-dan gorunduyu kimi, har iki kompleks tacrubanin son iyirminci saatinda 25 va 50 ppm qatiliqlarda korroziyanin suratini nazara 9arpacaq daracada azaldir. Bela ki, S-7 kompleksinin 25 ppm qatiliqda muhafiza effekti 96%, 50 ppm qatiliqda 96.3% ta§kil etmi§dir.

S-8 kompleksi isa bu qatiliqlarda, uygun olaraq, metal sathini korroziyadan 92% va 95% muhafiza edir. Har iki halda komplekslarin 50 ppm qatiliginda korroziyadan muhafiza effekti maksimal hadda 9atir. inhibitorun qatiliginin 50 ppm-dan 9ox goturulmasi isa korroziyanin suratina tasir etmir. Korroziyadan muhafiza effektinin qiymatinda da nazara 9arpacaq daracada dayi§iklik mu§ahida olunmur. Naticalardan gorunduyu kimi, imidazolinin HCl ila amala

gatirdiyi kompleks H2SO4 ila amala gatirdiyi kompleksdan daha yuksak effektivlik gostarir.

Komplekslarin muxtalif qatiliqlari u9un adsorb siya sabiti va Hibbs enerjisi hesablanmi§ va termodinamiki parametrlarin naticalari cadval 3-da taqdim edilmi§dir.

Cadval 3-dan gorunur ki, har iki halda Hibbs enerjisinin qiymati -35 kJ/mol-1-dan ki9ikdir. Bu isa komplekslarin sathla kimyavi adsorbsiya amala gatirdiyini bir daha subut edir. Enerjinin manfi qiymati isa bu prosesin oz-ozuna (spontan) getdiyini gostarir. Digar tarafdan, korrelyasiya sabitinin (R2) 1.00 qiymatinda olmasi bu izotermin maddalarin metal sathinda tabaqa amala gatirmasini izah edan yax§i model olduguna subutdur. Sathin ortulmasi komplekslarin butun qatiliqlarinda vahida yaxinla§digindan, elektrod sathinin demak olar ki, tam ortulmasini tamin edir.

70

L.M.9F9NDiYEVA

Cadval 3. CO2 ila doymu§ suda 1%-li NaCl mahlulunda polad C1018 elektrod uzarinda 50°C-da S-7 v9 S-8 kompleksbrinin adsorbsiyasinin termodinamiki parametrbri

inhibitorun qatiligi, ppm Qatiliq C, (mol/l) Reqressi-ya amsali R2 Kads, M-1x104 c/0 Sathi ortulma amsali,0 AG ads kJ/mol-1

S-7

25 0.000089 1.00 26.5 0.0000930 0.959 40.9

50 0.000045 1.00 56.9 0.0000464 0.962 43

S-8

25 0.000080 1.00 26.9 0.0000878 0.915 41

50 0.000040 1.00 42.9 0.0000425 0.945 42

Eyni zamanda S-7 va S-8 komplekslarinin H2S muhitinda da poladin korroziya suratina tasiri oyranilmi^dir. Tadqiqatlar 10, 25, 50 va 100 mq/l qatiliqlarda aparilmi§ va muayyan edilmi§dir ki, bu qatiliqlarda imidazolinlarin HCl ila kompleksi, uygun olaraq, 78.4%, 95.6%, 97.2% va 97.4% ; H2SO4 ila kompleksi isa 65.8%, 88.5%,

94.7% va 95.3% muhafiza effekti gostarir.

Belalikla, tadqiq olunan imidazolin toramalarinin qeyri-uzvi tur§ularla amala gatirdiyi komplekslar tarkibinda yuksak miqdarda CO2 va H2S saxlayan tur§ muhitlarda yuksak inhbitorluq xassalari gostarir va bu birla^malar sanayeda korroziya inhibitorlari kimi tatbiq u9un tovsiyya oluna bilar.

REFERENCES

1. Voloshin V.F., Skupenko V.S., Voloshin V.V. Inhibition of electrochemical corrosion of steel in environments containing hydrogen sulfide. Visnyk of Pridneprovsk State Academy of Civil Eng. and Architecture. 2011, no. 1-2, p. 14-18.

2. Shaker N. O., Badr E. E.and Kandeel E. M. Adsorption and inhibitive properties of fatty imidazoline surfactants on mild steel. Pelagia Research Library. Der Chemica Sinica. 2011, 2 (4): p.26-35.

3. Semenova I.V., Florianovich G.M., Horoshilov A.V. Korrozija i zashhita ot korrozii [Corrosion and Corrosion Protection]. Moscow: Fizmatliz Publ. 2002, 336 p.

4. Abbasov V.M., Hany M. Abd El-Lateef, Aliyeva L. I., Ismayilov I.T., Khalaf Mai M. Inhibitive Performance Of Sulfated Fatty Acid Sodium Salt As Corrosion Inhibitor For Carbon Steel In

CO2-Saturated Solutions. Science la-Fand. Science. 2012, no. 2, Vol. X (42), p. 176-183.

5. Abbasov V.M., Aliyeva L.I., Alma X.M. et al. Liquid-phase oxidation of petroleum naphthenic fraction in the presence of nano-structured graphene . IXth international scientific conference «Fullerenes and nano-structures in condensed environment». Collected articles. Minsk, 2016, pp. 330-335.

6. Afandiyeva L.M., Abbasov V.M., Zeynalov E.B. et all. Liquid-Phase Oxidation of Nafhthenic-Paraffinic Hydrocarbons Blend of the Diesel Fraction in the Catalytic Presence of Fife-Cored Complexes. Nano-2014, XII International Conference on Nanostructured Materials, Lomonosov Moscow State University. 13-18 July, 2014, p.1033.

SiNTETiK NEFT TUR§ULARI УЭ OKSiTUR§ULAR

71

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

INORGANiC COMPLEXES OFiMiDAZOLiNE DERiVATiVESBASED ONSYNTHETiC

OXY-, PETROLEUMACiDS AS CORROSION

L.M.Afandiyeva

Y.Mamedaliyev Institute of Petrochemical Processes National Academy of Sciences of Azerbaijan Hojaly ave.,30 AZ1025 Baku; e-mail: efendiyevalm7@gmail.com

Synthetic petroleum acids (SPA) and oxyacids (OPA) have been synthesized with the use of naphthenic-paraffinic hydrocarbons obtained from fraction 217-349°С of Azerbaijan oils in the presence of graphene. Imidazolines and related complexes with HCl and H2SO4 have been obtained on the basis of synthesized acids and polyethylenepolyamine (PEPA); protective properties against corrosion in the water solution 1% NaCl saturated with CO2 in the presence of steel sample have been studied. It revealed that complexes of imidazolines with HCl and H2SO4, in 25 and 50 ppm concentrations have protective effect against corrosion 93-96%. Keywords: dieselfuel, liquid phase oxidation, imidazoline derivatives, corrosion inhibitor.

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ИМИДАЗОЛИНПРОИЗВОДНЫХ НА ОСНОВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ОКСИ- И НЕФТЯНЫХ КИСЛОТ В КАЧЕСТВЕ

ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ

Л.М.Эфендиева

Институт нефтехимических процессов им. акад. Ю.Мамедалиева Нацинальной АН Азербайджана AZ1025Баку, просп. Ходжалы 30; Fax: (+99412) 490-24-76, e-mail: efendiyevalm7@gmail.com

Синтезированы синтетические нефтяные (СНК) и оксикислоты (ОНК) с использованием нафтено-парафиновых углеводородов, выделенных из фракции 217-349°С смеси азербайджанских нефтей в присутствии графена. На основе синтезированных кислот и полиэтиленполиамина (ПЭПА) получены имидазолины и приготовлены их комплексы с HCl и H2SO4. Изучены защитные свойства от коррозии полученных комплексов в водном растворе 1%-го NaCl, насыщенного CO2, в присутствии стального образца. Показано, что комплексы имидазолинов с HCl и H2SO4 при концентрациях 25 и 50ррм обладают защитным эффектом от коррозии 95-96%. Ключевые слова: дизельное топливо, жидкофазное окисление, имидазолинпроизводные, ингибиторы коррозии.

Redaksiyaya daxil olub 16.01.2017.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.