CC BY
44
44
KiMYA PROBLEMLORi №1 2016
UOT 620.193.4
iMiDAZOLiN VO YAG TUR§ULARI OSASINDA HAZIRLANMI§ KOMPLEKSLORiN KARBON QAZI MÜHiTiNDO TODQiQi
X.R.Düzdaban
1Azsrbaycan Dövlst Neft vs Ssnaye Universiteti AZ1010, Azadliq pr., 20; e-mail: hayaledzn@gmail.com
Dietilentriamin (DETA) vs tsbii neft tur§ularinin (TNT) ssasinda tur§ mühitlsrds korroziyadan mühafizs xassssins malik imidazolin birls§mssi vs onun stearin, olein tur§ulari, hsmginin qargidali yagindan ayrilmi§ tur§ularla komplekslsri sintez edilmi§dir. Sintez olunmu§ birls§mslsrin CO2 ils doydurulmu§ NaCl-in 1%-li suda mshlulunda C 1018 markali poladin ssthinds inhibitorluq xassslsri tsdqiq olunmu§dur. Müsyysn olunmu§dur ki, imidazolin vs komplekslsri 25-100 mq/l qatiliqlarda metal ssthini korroziyadan 74,6 - 99,8% mühafizs edirlsr. Tsdqiq olunan birls§mslsrin Lenqmyür adsorbsiya izotermlsrins görs hesablanmi§ adsorbsiya enerjilsrinin -39 kC/mol-dan a§agi olmasi onlarin polad ssthinds kimysvi adsorbsiya hesabina mühafizs tsbsqssi smsls gstirdiyini sübut edir.
A^ar sözlar: korroziya inhibitoru, dietilentriamin, neft tur§ulari, imidazolin, adsorbsiya enerjisi
Tarkibinda yüksak miqdarda karbon qazi olan qaz va neft yataqlarinin istifadaya verilmasi, neft-qaz sanayesinda neftin 9ixarilmasinda yeni metodlarin tatbiqi karbon qazinin i§tiraki ila gedan korroziya proseslarina qar§i effektiv inhibitorlarin yaradilmasini §artlandirir. Son zamanlar bu istiqamatda geni§ tadqiqat i§lari aparilsa da, bu problemin halli öz aktualligini istar dünyada, istarsa da Azarbaycanda har zaman saxlamaqdadir.
Neft va qaz yataqlarinda 0.7-1.6%-a qadar karbon qazinin olmasi sababindan, burada istifada olunan avadanliqlar ü9ün karbon qazi korroziyasi xarakterikdir [1]. Karbon qazi korroziyasina qar§i tatbiq edilan an samarali üsullardan biri korroziya inhibitorlarinin istifadasidir. Bu üsul avadanliqlarin istismar müddatini uzadir, daha ucuz va asan alda oluna bilan konstruksiya
materiallarinin istifada olunma imkanlarini artirir, qazalarin ba§ verma ehtimalini azaldir. Karbon qazindan mühafiza ü9ün tatbiq olunan inhibitorlarin ge§idi ela da 9ox deyil. Neft va qaz sanayesinda karbon qazi korroziyasindan istifada olunan inhibitorlar asasan üzvi birla§malar - aminlar, amidlar, imidazollar, dördlü ammonium duzlari, imidazolinlar va digar azot asasli birla§malardir. Bu birla§malar asasan metalin hall olmasinin anod prosesina tasir edir. Korroziya sistemlarinda mühafiza ü9ün istifadada an perspektiv üzvi birla§malar imidazolin töramalari va onlarin komplekslaridir [2-5].
Taqdim olunmu§ tadqiqat i§inda TNT-nin DETA ila reaksiyasi asasinda ilkin marhalada amid, daha sonra amidin imidazolina 9evrilmasi ila sintez aparilmi§dir. Naticada a§agidaki sxem üzra 89.9% 9iximla imidazolin birla§masi alinmi§dir:
r— c ■
"--oh r— c*
r-c1
+ h2n— ch2 — ch2 a>O
""nh- ch2 — ch2 — ¡¡s-n — ch2
n — ch2 I 2
ch2 -ch2 — nh2
— nh — ch2 — ch2— nh2
nh — ch2 — ch2 — nh,
130u
-h2o
240
-h2o
Sintez olunmuç imidazolin toramasinin qargidali yagindan ayrilmiç turçularla ayri-ayriliqda stearin, olein turçulari va komplekslari alinmiçdir.
N9TIC9L9R V9 ONLARIN MUZAKIR9SI
Sintez olunmuç imidazolin va komplekslarinin quruluçu BX Perkins-Elmer
1600 spektrometrinda iQ-spektr komayi ila xarakteriza olunmuçdur [6].
m m h-
3500
3000
2500 2000
wavenumber cm-1
1500
1000
Çakil 1. TETA va naften turçusu ila sintez edilan imidazolinin iQ spektri
iQ spektrinin analizi gostarir ki, sintez edilmiç birlaçmanin tarkibinda açagidaki qruplara maxsus olan valent raqslari movcuddur: NH2 uçun valent raqslari va deformasiya raqslari 5=1552 CH2 qrupunun C-H rabitasi uçun v =2923 sm-1, 5 =1454 sm-1; CH3
v=3279 sm" sm-1, 1607 sm-1
qrupunun C-H rabitasi uçun v=2813, 2853 sm-1, 5 =1375 sm-1; imidazolinlarda C-N rabitasi uçun v=1010, 1138, 1272 sm-1; imidazolinlarda C=N rabitasi uçun v=1655 sm-1.
Bu kompozisiyalarin "ACM instruments GiLL AC 1197" potensiometrinda CO2 korroziyasindan muhafiza xususiyyatlari tadqiq olunmuçdur. Tadqiqatlar NaCl-in suda 1%-li mahulunda 1000 ml-lik stakanda aparilmiçdir. NaCl mahlulu 50oC-da 1 saat
muddatinda 9 bar tazyiqda CO2 qazi ila doydurulduqdan sonra C1018 Grade Steel markali poladdan hazirlanmiç elektrodlar potensiometra qoçulur. Prosesin aparilma muddati 20 saatdir va butun proses boyu muhit eyni çaraitda CO2 ila doydurulur. Elektrod potensiometra qoçulduqdan 1 saat sonra tadqiq olunan maddalar muhita alava olunur. Bu muddatda korroziya potensiali stabillaçir.
TNT va DETA asasinda alinmiç imidazolinin qeyd olunan turçularla 1:1 mol nisbatinda komplekslari hazirlanmiçdir. imidazolin va komplekslarin 25, 50 va 100 mq/l qatiliqlarda korroziyadan muhafiza effektlari oyranilmiçdir. Alinan naticalar cadval 1 va 2- da verilmiçdir.
46
ÍMÍDAZOLÍN УЭ YAG TURÇULARI 9SASINDA
Cadval 1. DETA va TNT asasinda alinmiç imidazolin va onun qargidali yagi turçusu ila _kompleksinin CO2 korroziyasindan mühafizanin naticalari_
Qatiliq C, mq/l Zaman, saat imidazolin (DETA+TNT) (DETA+TNT)+Qargi turçusu 1:1 mol nis dali yagi batinda
Korroziya sürati, p, mm/il Mühafiza effekti, Z, % Langitma amsali, Y Korroziya sürati, p, mm/il Mühafiza effekti, Z, % Langitma amsali, Y
Inh-suz 2G 3.43 - - - - -
25 2G G.66 74.б 5.2 G.446 8б.9 7.7
5G 2G G.ll 9б.7 31.2 G.296 91.3 11.б
1GG 2G G.G6 98.2 57.2 G.G24 99.3 143
Cadval 2. DETA va TNT asasinda alinmiç imidazolinin stearin va olein turçulari ila komplekslarinin CO2 korroziyasinin sinaq natic alari
Qatiliq Zaman, (DETA+TNT)+Stearin turçusu (DETA+TNT)+Olein turçusu 1:1
C, mq/l saat 1:1 mol nisbatinda mol nisbatinda
Korroziya Mühafiza Langitma Korroziya Mühafiza Langitma
sürati, effekti, amsali, sürati, effekti, amsali,
p, mm/il Z, % Y p, mm/il Z, % Y
Inh-suz 2G 3.43 - - - - -
25 2G G.385 88.7 8.9 G.585 82.9 5.9
5G 2G G.2G3 94.1 1б.9 G.441 87.1 7.8
1GG 2G G.G16 99.5 21.4 G.156 95.4 21.9
inhibitorsuz mühitda 2G-ci saatda korroziya sürati 3.43 mm/il-dir. imidazolinin stearin turçusu ila kompleksinin C1018 markali poladin korroziya süratina tasirinin zamandan asililiq ayrilari çakil 2-da verilmiçdir.
Çakil 2. imidazolinin stearin turçusu ila kompleksinin C1018 markali poladin korroziya süratina tasirinin zamandan asililigi.
öyrilardan göründüyü kimi müxtalif qatiliqlarda tadqiq olunan birlaçmalar korroziya süratini kaskin açagi salir. inhibitorsuz mühitda korroziya sürati 2.2 mm/il-dan 3.43 mm/ila qadar artir. Lakin mühita birlaçmalarin 25 mq/l alava olunmasi korroziya süratini 0.385-0.585mm/ila qadar azaldir. Qatiligin 100 mq/l-a qadar artirilmasi ila korroziya sürati 0.016-0.156 mm/ila qadar
açagi dûçûr. Korroziya süratinin zamandan asililiq ayrilari demak olar ki, bütün qiymatlarda çox yaxindir.
Tadqiq olunan imidazolin
komplekslarinin qatiliqdan asili olaraq CO2 mühitinda sathi-örtülma amsallari, adsorbsiya sabiti va Gibbs enerjilari hesablanmiç, alinmiç naticalar cadval 3-da verilmiçdir.
Cadval 3. imidazolin komplekslarinin 1 %-li NaCl mahlulunda Gibbs enerjilari, sathi örtülma amsallari, adsorbsiya sabitlarinin 20-ci saata hesablanmiç natic alari
Sintez olunmuç imidazolin Qatiliq, Sathi Adsorbsiya Gibbs enerjisi,
komplekslari C, (mq/l) örtülma sabiti, AG0ads kc/mol-1
amsali, G K, M"404
(DETA+TNT)+Qargidali yagi 25 6.690 15.8 -39.6
turçusu 1:1 mol nisbatinda 50 10.58 12.5 -39
100 141.9 100 -44
(DETA+TNT)+Stearin turçusu 25 0.887 16.6 -39.7
1:1 mol nisbatinda 50 0.940 20 -40.1
100 0.995 142.8 -45
(DETA+TNT)+Olein turçusu 25 4.863 12.5 -39
1:1 mol nisbatinda 50 6.777 16.6 -39.7
100 20.98 12.5 -39
Sintez olunmuç imidazolinin va onun komplekslarinin sathi-aktiv madda kimi
xassalari Lengmyür adsorbsiya izotermi tartib edilmakla tadqiq olunmuçdur [7] (çakil 3).
0,0002 0,00018 0,00016 0,00014 0,00012 0,0001 0,00008 0,00006 0,00004 0,00002 0
0,00005
0,0001
C (M)
0,00015
0,0002
Çakil 3. Lengmyür adsorbsiya izotermi
0
48
ÎMiDAZOLÎN Va YAG TURÇULARI 9SASINDA
Aparilmi§ tadqiqatlar naticasinda müayyan olunmuçdur ki, imidazolin komplekslari 25 - 100 mq/l qatiliqlarda metal sathini korroziyadan 74.6 - 99.8% mühafiza edirlar. Bu birla§malarin Gibbs enerjilarinin -39 kC/mol-dan açagi olmasi onlarin metal
sathinda kimyavi adsorbsiya hesabina davamli örtük amala gatirmasini sübut edir.
Belalikla, tadqiq olunan birlaçmalar CO2 korroziyasina qarçi tatbiq ü9ün inhibitorlarin alinmasinda istifada oluna bilarlar.
REFERENCES
1. Markin A.N On mechanisms of carbon dioxide corrosion. Zashhita metallov -Protection of Metals. 1996, vol.32, no5, pp.497-503. (in Russian).
2. Khavasfar A., Moayed M.H., Jafari AH. An investigation on the performance of an imidazoline based commercial corrosion inhibitor on CO2 corrosion of mild steel. IJE Transactions A: Basic, 2007, vol. 20, no. 1, pp.35-44.
3. Barakat Y.F., Hassan A.M. and Baraka A.M. Corrosion inhibition of mild steel in aqueous solution containing H2S by some thiosemicarbozone compounds. Mat.-wiss. u. Werkstofftech. 2000. vol.31, pp. 175-183.
4. Bentiss F., Lagrenée M. Heterocyclic compounds as corrosion inhibitors for mild steel in hydrochloric acid medium — correlation between electronic structure and
inhibition efficiency. J. Mater. Environ. Sci.
2011, vol. 2 (1), pp. 13-17.
5.Abbasov V.M., Mursalov N.I., Dzhabrailzade Sh.Z. i dr. Synthesis of S-containing imidazolidins and study of their anti-corrosion effect in CO 2- saturated medium. Processy neftehimii I neftepere-rabotki - Journal processes of petrochemistry and oil refining. 2014, vol. 15, no. 04 (60), pp.301-309. (In Azerbaijan).
6. Tarasevich B.N. IK-spektry osnovnyh organicheskih soedinenij. Spravochnye materialy [Infrared spectra of main organic compounds. Reference material]. Moscow,
2012.
7. Shaker N.O., Badr EE. and Kandeel E.M. Adsorption and inhibitive properties of fatty imidazoline surfactants on mild steel. Research Library Der. Chemical Sinica, 2011, vol. 2(4), pp.26-35.
RESEARCH INTO IMIDAZOLINE- AND BUTYRIC ACID-BASED COMPLEXES IN
CARBON DIOXIDE MEDIUM
Kh.R.Duzdaban
Azerbaijan State University of Oil and Industry Azadlig ave., 20, AZ1010 Baku, Azerbaijan; e-mail: hayaledzn@gmail. com
Diethylenetriamine (DETA) and natural petroleum acids (NPA)-based imidazoline compounds and their complexes produced on the basis of stearin and oleic acids, as well as acids isolated out of corn oil capable of having protective effect against corrosion, have been synthesized. Inhibiting properties of the synthesized compounds have been investigated on the surface of C1018 steel in 1% aqueous solution of NaCl with CO2 saturated. It revealed that in 25-100 mg/L concentration the imidazolines and their complexes protect the metallic surface from corrosion by 74.6-99.8%. Calculated on the basis of isotherm adsorptions of Langmuir, the values of Gibbs adsorption energy are lower than -39 kJ/mole which reaffirms the emergence of protective film on the surface of steel at the expense of chemical adsorption.
Keywords: corrosion inhibitor, diethylenetriamine, petroleum acids, imidazoline, adsorption energy
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИГОТОВЛЕННЫХ НА ОСНОВЕ ИМИДАЗОЛИНА И МАСЛЯНЫХ КИСЛОТ КОМПЛЕКСОВ В СРЕДЕ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА
Х.Р.Дюздабан
Азербайджанский Государственный Университет Нефти и Промышленности AZ1010, Баку, пр. Азадлыг, 20; email: hayaledzn@gmail. com
Синтезированы способные проявлять защитный эффект от коррозии в кислой среде имидазолиновые соединения на основе диэтилентриамина (ДЭТА) и природных нефтяных кислот (ПНК), и их комплексы, полученные на основе стеариновой, олеиновой кислот, а также кислот, выделенных из кукурузного масла. Исследована ингибирующая способность синтезированных соединений на поверхности стали марки С1018 в 1 % водном растворе NaCl, насыщенном CO2. Выяснено, что при концентрации 25-100 мг/л имидазолин и его комплексы защищают металлическую поверхность от коррозии на 74.699.8%. Рассчитанная на основе изотерм адсорбций Ленгмюра значения энергии адсорбции Гиббса исследуемых соединении ниже -39 кДж/моль, что подтверждает появление защитной пленки на поверхности стали за счет химической адсорбции. Ключевые слова: ингибитор коррозии, диэтилентриамин, нефтяные кислоты, имидазолин, энергия адсорбции.
Redaksiyaya daxil olub 04.12.2015.
