Разработка и исследование комбинированных ингибиторов кислотной коррозии и наводороживания сталей на основе отходов производства полиамидов

• Автор: Скворцов, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 02.00.05, 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 245 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Комбинированные ингибиторы коррозии и наводороживания металлов.

1.2. Связь защитных свойств ПАВ и их смесей со строением молекул

1.3. Промышленные комбинированные ингибиторы кислотной коррозии и наводороживания.

1.4. О возможном использовании отходов производства полиамидов для создания комбинированных ингибиторов коррозии.

Глава И. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1. Объекты исследования и их подготовка

2.1.1. Подготовка образцов.

2.1.2. Модельные поверхностноактивные вещества

2.1.3. Промышленные отходы производства полупродуктов для получения полиамидов
2.1.4. Отдельные компоненты промышленных отходов
2.1.5. Ингибитор РГУА и его фракции.
2.1.6. Приготовление рабочих растворов.
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Весовые коррозионные испытания
2.2.2. Поляризационные измерения.
2.2.3. Исследование водородоироницаемости стальных мембран.
2.2.4. Определение количества абсорбированного водорода методом вакуумной декриптометрии
2.2.5. Испытания на МЦКУ
2.2.6. Испытания на КР
2.2.7. Газожидкостная хроматография.
2.2.8. Исследования методом ИКспсктроскопии
2.2.9. Исследование пенообразования.
2.2 Исследование скорости растворения карбонатных отложений.
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Связь между электронным строением и ингибирующими
свойствами производных ФЦМБ и их смесей.
3.1.1. Исследование монокомпонентных ингибиторных систем на основе соединений РС ФЦМБ.
3.1.2. Исследование водородопроницаемости стали СтЗ в присутствии пкомпонентных смесей соединений РС ФЦМБ, содержащих электроноакцепторные заместители.
3.1.3. Коррозия и водородопроницасмость стали СтЗ в присутствии смесей соединений РС ФЦМБ, содержащих электроноакцепторные и
электронодонорные заместители.
3.2. Ингибиторные системы на основе алифатических соединений РС АДН.
3.2.1. Монокомпонентные системы
3.2.2. п Компонентные системы
3.3. Исследование отходов производства полиамидов
3.3.1. Предварительные испытания масла ПОД, КО АДН
и их основных компонентов
3.3.2. Исследование защитного действия композиций масла ПОД и КОАДН.
3.3.3. Определение качественного и количественного
состава масла ПОД, КОАДН и РГУА.
3.4. Исследование возможности применения ингибитора РГУА в нефтегазовой промышленности и при кислотных очистках теплоэнергетического оборудования
3.4.1. Сравнительные испытания РГУА и промышленных ингибиторов кислотной коррозии
в условиях солянокислотных обработок.
3.4.2. Применение РГУА для защиты труб нефтегазового сортамента при СКО
3.4.3. Влияние РГУА на растворение карбонатных
пород и отложений
3.4.4. Внедрение РГУА при кислотной очистке технологического оборудования наДХЗТОС
3.5. Исследование возможности применения РГУА и КОАДН в условиях кислотного травления углеродистых сталей с целью удаления окалины.
3.5.1. Исследование РГУА в ваннах сернокислотного травления.
3.5.2. Влияние КОАДН на коррозию стали при травлении в сернокислотных ваннах
3.5.3. Подбор анионных добавок для композиции КОАДН ОП7.
3.5.4. Влияние композиций на основе КОАДН на механизм реакции водородной деполяризации и наводороживание стали в сернокислотных ваннах
ЛИТЕРАТУРА
Приложение I. Вакуумдекриптометрическое определение содержания водорода в сталях Приложение II. Акт внедрения ингибитора РГУА на ДХЗТОС Приложение III. Выписка из протокола заседания президиума Ростовского областного правления ВХО им.
Д.И. Менделеева об итогах конкурса На лучшую работу по использованию химических отходов промышленности и борьбе с загрязнением окружающей среды
Введение


Синергетические эффекты при ингибировании коррозии железа смесями катионоактивных веществ с галогенидионами обусловлены смещением нулевой точки металла в положительную сторону за счет хемосорбции анионов. ПАВ и их защитного действия. С Г, Вг, I, . БН. БС1Ч, . С привлечением концепции жестких и мягких кислот и оснований ЖМКО было показано, что логарифм константы адсорбционного равновесия 0 анионов линейно зависит от мягкости анионов как оснований как при индивидуальной, так и при совместной с катионом адсорбции анионов, а хемосорбция анионов на поверхности железа идет за счет образования связи с частичным переносом заряда. З.Л. Иофа считает , что галогенидионы, адсорбируясь на поверхности металла, облегчают адсорбцию органических катионов, образуя с ними своеобразные промежуточные мостики. Аналогичные воззрения высказывались им на синергизм действия органических катионов и сульфидионов в сероводородсодержащих средах. С другой стороны, М. Д. Гетманским и сотр. Л.И. Антропов 9 и В. М. Ледовских синергизм катионоактивных ПАВ с органическими и неорганическими анионами связывают с изменением характера взаимодействия между адсорбированными частицами на поверхности металла. Отталкивателыюе взаимодействие, существующее между одноименно заряженными органическими катионами в поверхностном слое, сменяется притягательным взаимодействием между галогенидионами и органическими катионами в поверхностном слое при совместной адсорбции. Это приводит к упрочению связи и уплотнению адсорбционной пленки. И.С. ПАВ проявляется обычно сила кулоновского отталкивания и они образуют ажурные адсорбционные пленки, тормозящие по энергетическому механизму коррозию с водородной деполяризацией, а в случае смесей произвольных по свойствам ПАВ образуются плотно упакованные адсорбционные пленки, тормозящие коррозию по энергетическиблокировочному механизму. Эти точки зрения вряд ли стоит противопоставлять друг другу. Очевидно, каждое из перечисленных явлений вносит свой вклад в синергетический эффекг, но вклады эти не равноценны, и в каждом конкретном случае будет доминировать то или иное явление. Наряду с межмолекулярным синергизмом, усиление ингибирующего действия может быть достигнуто за счет внутримолекулярного синергизма. Этот эффекг был обнаружен и исследован Л. И. Антроповым , 1. Сущность его заключается в том, что в молекулу ингибитора вводят одну или две функциональные группы с гетероатомами, отличающиеся по величине и знаку заряда от групп, имеющихся в молекуле. В этом случае одна группа может вести себя подобно катиону, другая подобно аниону. Примером подобных ингибиторов могут являться вещества, содержащие 1ЧНг и ОН, ЗЧНг и 8Н, 2 и СООН группы. При адсорбции молекул такого вещества на металле часть из них адсорбируется по одной группе например, по аминогруппе, часть по другой например, но оксигруппе. Это приводит к уменьшению сил отталкивания между молекулами и способствует образованию более плотной пленки ингибитора. Своеобразный внутримолекулярный синергизм был установлен для оснований Манниха на основе циклопентсн2илфенолов . Было показано, что высокая эффективность этих соединений обусловлена преимущественно наличием в молекуле циклопентенового кольца. Однако введение в ортоположение по отношению к этому кольцу оксигруппы и в метаположение диэтиламинометильной группы приводило к появлению хелатообразующей способности. Адсорбция молекул протекала не только по аплильной группе циклопентенового кольца, но и за счет сил основной валентности по атому кислорода и координационной связи но атому азота. Для проявления эффекта внутримолекулярного синергизма необходимо благоприятное в стереохимическом отношении расположение гетероатомов в молекуле ингибитора. Например, циклические молекулы 1,3,5тритиана существуют в форме кресла, и такая пространственная структура допускает одновременную адсорбцию молекулы по всем трем атомам серы, что обусловливает высокую эффективность этого соединения как ингибитора кислотной коррозии железа . Проблема внутримолекулярного синергизма тесно связана с вопросами нахождения корреляции защитного действия органических ингибиторов с параметрами, характеризующими химическое строение и электронную структуру их молекул.