Синтез и исследование защитной эффективности универсальных ингибиторов сероводородной и углекислотной коррозии серии "ЭМ"

• Автор: Федотова, Алла Ивановна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 164 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРА ТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Особенности коррозионно активных сред

1.1.1. Сероводородсодержащие среды.

1.1.2. Углекислотные среды

1.1.3. Среды с совместным присутствием углекислого газа и сероводорода

1.1.4. Двухфазные системы

1.1.3. Среды, осложненные микробиологической коррозией

1.2. Наводороживание металлов 3

1.3. Методы синтеза ингибиторов на основе имидазолинов

1.3.1. Синтез 1,2замещенных имидазолинов
1.3.2. Синтез бисимидазолинов
1.3.3. Старение ингибиторов на основе имидазолинов
1.2.4. Токсикологическая оценка производных имидазолинов 1.3 Ингибирование коррозии соединениями класса имидазолинов
Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Исследуемые вещества
2.2. Приготовление рабочих растворов
2.3. Методы коррозионных испытаний
2.4. Методика электрохимических измерений
2.5. Методика определения водородопроницаемости стали
2.6. Используемые биологические объекты
2.7. Определение концентрации сероводорода
2.8. Определение численности микроорганизмов. Метод
Дрейера Королева
2.9. Определение химического потребления кислорода XIIК в водах
2 Определение биохимического потребления кислорода БПК
2 Спектральные исследования
2 Определение аминпого числа
2 Расчет коэффициента распределения
2 Определение кислотного числа
2 Метод динамического рассеивания света фотонная корреляционная спектроскопия
2 Статистическая обработка экспериментальных данных
Глава 3. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА ОБРАЗЦОВ СЕРИИ ЭМ
3.1. Экспериментальная часть
3.1.1. Синтез 1,2замещенных имидазолинов
3.1.1. Синтез бисимидазолинов
3.2. Технические характеристики и химический состав образцов
3.2.1. Технические характеристики
3.2.2. Химический состав
Глава 4. КОРРОЗИЯ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ СТАЛИ СтЗ
4.1. Коррозия и защита стали СтЗ
4.1.1. Фоновые растворы
4.1.2. Сероводородные среды
4.1.3. Углекислотные среды
4.1.4. Углекислотно сероводородные среды
4.2. Метод оценки парциального вклада фазовой пленки и ингибитора
в условиях коррозии
4.3. Электрохимическое поведение стали в исследуемых средах
4.3.1. Сероводородсодержащие среды
4.3.2. Углекислотные среды
4.3.3. Комбинированные Н и С среды
4.4. Защитная эффективность и распределение ингибиторов в системе водный раствор ИаС1 нгептан
Глава 5. ИНГИБИРОВАНИЕ ДИФФУЗИИ ВОДОРОДА ЧЕРЕЗ СТАЛЬНУЮ МЕМБРАНУ В ИССЛЕДУЕМЫХ СРЕДАХ
Глава 6. БАКТЕРИЦИДНЫЕ СВОЙСТВА И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИНГИБИТОРОВ V
6.2. Бактерицидные свойства
6.3. Химическое и биохимическое потребление кислорода водных растворов ингибиторов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Первые три реакции протекают в кислых средах, причём преобладающей является (1. Из? Н3Е? В последних уравнениях учитывается возможность образования ионов суль-фония Н+, которые легче разряжаются на железе, чем гидроксония. Ре + Н5Г<-* Ре(НБ-)адс Ре(НБ-)адс + Н+ «-> Ре(Н-8-Н)адс + Н Ре(П-8-Н)адс + е ->Ре(Н? Г)адс + Надс В качестве катализатора выступает молекулярный поверхностный комплекс Ре(Н-8-Н)адс> протоны которого восстанавливаются до атомов водорода и далее частично рекомбинируют, либо диффундируют в сталь, где, молизуясь в ловушках кристаллической решётки, вызывает повышение внутренних напряжений металла. В результате на поверхности мягких сталей образуются поверхностные вздутия, а на более прочных - происходит растрескивание и далее потеря механических и технологических свойств [9]. Иофа З. Ре(Н8)адс -> (РеН8)+ + 2е (РеНБ)*+ Н* ->Ре2* + Н2Б + Н + 2е В последнем случае ускорение анодной реакции ионизации металла сероводородом аналогично действию ОН*, так как на поверхности металла возникает комплекс, выполняющий функцию катализатора. Затем он разлагается и сероводород регенерируется. Согласно иной точке зрения [8], катализатором анодной реакции является промежуточный комплекс РеОВДис! БвхБу []. Взвесь сульфидов, осаждаясь на поверхности железа или стали, образует с ними многочисленные гальванические макропары с разностью потенциалов от 0,2 до 0,4 В [], в которых конструкционный материал выступает в качестве анода, а контактирующий с ними сульфид железа - катода, что вызывает ускоренное развитие локальной коррозии. В работе [] изучено электрохимическое поведение электродов из сульфидов железа. В системе сульфиды железа - вода - сероводород можно ожидать протекание целого ряда электродных реакций. РеБг + Н* + 2е = РеЯ + Н8 Дай + Я + 2е = РеБ -1- 2Н8 В кислых растворах возможно: /ад + 2Н' = Ре2* + Н? На поверхности металла образуется довольно разнофазная структура сульфидов железа, которые в зависимости от условий образования могут иметь различную кристаллическую форму (дисульфиды, пирит, триолит, канзит и маккинавит). В [] принято, что наиболее активны в химическом отношении сульфиды с молекулярной формулой Рез и Ре8. При взаимодействии с кислородом воздуха они очень легко окисляются с выделением большого количества тепла. Коррозия железа и стали в сульфидных водных растворах в большой степени определяется образованием малорастворимых сульфидов железа. По [, ], их структура зависит от содержания сероводорода в среде. При повышении концентрации до мг/л встречается канзит Рея> который с дальнейшим ростом концентрации становится преобладающим (размер кристаллов до нм). Канзит имеет несовершенную кристаллическую решетку, не препятствующую диффузии железа, и скорость коррозии металла с его образованием увеличивается. Наибольшим защитным действием обладают маккинавит - более плотная фаза [], и пирит, кристаллическая решетка которого имеет относительно немного дефектов. Однако, по другим данным [, ], основным фактором, тормозящим растворение металла, является монослой аморфного сульфида железа, а появление маккинавита -следующая стадия процесса, и это соединение не обладает высокими защитными свойствами. Защитные свойства сульфидных плёнок снижаются в присутствии активаторов (например, СГ) и в результате повышения скорости эрозионно-воздействующего потока [5]. С уменьшением pH увеличивается растворимость сульфидов и в таких растворах сульфидные плёнки не образуются. В этом случае коррозию стимулирует сероводород [8, ]. Для кислых растворов установлено растворение сульфидов железа по химическому механизму [5, ,). Влияние температуры на сероводородную коррозию рассмотрено в []. При ее повышении от до °С скорость процесса увеличивается медленно, от до °С - быстро, а между и °С вновь медленно. Углекислотные среды. В настоящее время всё чаше происходит отказы трубопроводов систем сбора нефти по причине углекислотной коррозии []. Это отмечается на газоконденсатных месторождениях Краснодарского и Ставропольского краёв, а также за рубежом [, ]. Несмотря на иногда малые парциальные давления СО?