Разработка и исследование ингибирующих композиций для соляно- и сернокислых сред

• Автор: Денисова, Анжела Витальевна
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 142 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Обзор литературы.

1.1. Современное состояние вопроса защиты металлов от коррозии в солянокислых средах

1.2. Краткая характеристика объектов кислотного воздействия

1.3. Основные свойства кислотных растворов, использующихся в различных отраслях промышленности

1.4. Процессы коррозионного разрушения стали

1.4.1. Катодное выделение водорода

1.4.2. Анодное растворение стали.

1.5. Характеристика низкоуглеродистых сталей

1.6. Механизмы действия органических ингибиторов коррозии.

1.6.1. Адсорбционный механизм
1.6.2. Энергетический механизм
1.6.3. Кинетика катодного и анодного процессов ингибирования стали
1.7. Характеристика органических ингибиторов кислотной коррозии.
1.7.1. Влияние химической природы активной основы ингибитора
на эффективность его защитного действия.
1.7.2. Влияние природы растворителя на эффективность защитного
действия ингибитора.
1.8. Влияние внешних физикохимических факторов на
скорость электрохимической коррозии стали.
1.8.1. Водородный показатель коррозионной среды
1.8.2. Влияние ионов железа на эффективность защитного действия ингибитора
1.8.3. Концентрация ингибиторов коррозии и комплексонов.
1.8.4. Температура коррозионной среды.
1.8.5. Длительность экспозиции ингибированных кислотных составов
1.8.6. Первичное и вторичное осадкообразование
1.9. Комплексобразование как метод желсзостабилизации и
предотвращения осадкообразования
1.9.1. Строение и свойства комплексонов и комплексонатов
1.9.2. Взаимодействие комплсксонов с металлами.
1.9.3. Ассортимент комплексонов железа.
1 Травление и пассивирование металлов
1 Ассортимент ингибиторов кислотной коррозии.
Выводы по главе 1
Глава 2. Материалы и методы исследований.
2.1. Характеристика ингибиторов коррозии, используемых в работе
2.2. Характеристика комплексонов, используемых в работе
2.3. Характеристика кислотных сред, используемых при исследованиях
2.4. Методы исследования.
2.4.1. Гравиметрический метод исследования.
2.4.2. Электрохимический метод исследования
2.4.2.1. Определение скорости коррозии методом линейной поляризации
Выводы по главе 2
Глава 3. Результаты исследований эффективности защитного действия ингибиторов кислотной коррозии в солянокислых средах.
3.1. Влияние концентрации ингибитора и комплексона.
3.2. Влияние концентрации ионов железа в солянокислых средах.
3.3. Влияние скорости движения коррозионной среды
3.4. Влияние температуры коррозионной среды.
3.5. Длительность экспозиции стали в ингибированных солянокислых средах .
3.6. Осадкообразование в ингибированных кислотных составах
Выводы по главе 3.
Глава 4. Защитное действие ингибитора ИКУ1К в сернокислом
и алюмохлоридных растворах
4.1. Применение ИКУ1К при травлении металла
4.2. Применение ИКУ1К в составе Карфас для удаления солеотложений и
Выводы по главе 4.
Основные выводы.
Список использованных источников


Жилищно-коммунальная система хозяйства Образование слоя накипи (при отсутствии противонакипных добавок) на поверхности водогрейных котлов и скопление шламов (соединений щелочноземельных металлов кальция и магния) приводит к снижению коэффициента теплопередачи, перерасходу топлива, повышению гидравлического сопротивления водяного тракта (частичный отказ) и потери прочности металла поверхности нагрева. С целью удаления накипи с поверхности котлов как правило, применяют кислотную обработку [8 -]. Одним из условий, определяющих успешность кислотной обработки нефте- и газонасыщенных коллекторов, является растворимость слагающих их горных пород под действием кислот. Этому требованию удовлетворяют карбонатные породы (известняки и доломиты), которые хорошо растворяются соляной кислотой. Соляная кислота С1 [] - основной химический агент, применяемый при кислотных обработках скважин. Обычно для обработки скважин применяют %-ный раствор соляной кислоты, но в последние годы все большее распространение получает практика использования более концентрированных растворов НС1, в частности %-ных. Такая практика приводит к достижению большей глубины проникновения кислоты в пласт и, как следствие, к увеличению дебита скважин. Соляная кислота представляет собой водный раствор газобразного хлорида водорода с молекулярной массой , а. Фтороводородная кислота Фтороводородная (плавиковая) кислота ЯР представляет собой водный раствор газообразного ОТ с молекулярной массой , а. Плавиковая кислота применяется для обработки ПЗП с терригенными коллекторами (полевым шпатом, кремнием, слюдами, глинистыми минералами) []. Вместо плавиковой кислоты можно использовать ее соли: бифторид - фторид аммония (ЫН^-ОТ + ЫН4р). Смесь соляной и фтороводородной кислот Применять плавиковую кислоту в чистом виде нецелесообразно, как правило, се используют в смеси с соляной кислотой, в виде так называемой грязевой кислоты или глинокислоты. Количество ОТ добавляемой к НС1 составляет от 3 до 5%. Использование смеси кислот обеспечивает увеличение растворимости силикатных и глинистых пород но сравнению с применением чистой плавиковой кислоты, а также снижению стоимости рабочего кислотного раствора. Серная кислота НгБОд с молекулярной массой , а. V = 0, Яе°' г/(м2-ч) (1. Яе = V с! V - скорость потока, м/с; б - диаметр трубы, м; р - плотность КС, кг/м3; ц - динамическая вязкость, Па с Реакции взаимодействия кислот с металлами отображены в работе []. Основные реакции, протекающие при растворении пород пласта, окалины при травлении металла и накипи водогрейных котлов представлены в табл. Таблица 1. Соляная кислота НС1 Известняк СаСОз Доломит СаСОз- М&О* Алюмосиликат Н4А9 СаС+2НС1 = СаСт Н + С CaMg(COз)2 + 4НС1= СаС+МйС+2Н+ 2С Н4 АІ'і9+ ! Соляная кислота НС1-% р-р Накипь смесь солей СаСОз- МёС СаБОд-М^ CaMg(COз)2 + 4НС1= СаС+МвС+2Н+ 2С СаМ§4 + 4НС1= СаС+1^С+2Н0/. Реагент Карфас (ТУ -) представляет собой водный или водногликолевый раствор, содержащий хлорид алюминия и карбамид. Активная основа, представляющая собой хлорид алюминия составляет -%. Плотность при Т =°С - кг/м3. Водородный показатель pH =2,0 -3,0. Карфас относится к малотоксичным веществам 4 класса опасности по ГОСТ . Результаты коррозионных испытаний Ст. А1СЬ, НС1, представлены в табл. НС1 []. При увеличении температуры КС до °С водный раствор А1С1з обладает коррозионной агрессивностью не меньшей, чем раствор НС1, вследствие ускорения процессов гидролиза и требует применения ИКК. Таблица 1. Реагент Карфас применяется в нефтедобывающей промышленности с целью повышения нефтеотдачи и кислотной обработки карбонатных коллекторов. Ме->Мег+ + ге (1. НзО+ + е-*йН2 (1. Протекание реакций 1. Электрохимическая коррозия включает два самостоятельных процесса: анодный -переход металла в раствор в виде гидратированных ионов с оставлением эквивалентного количества электронов в металле и катодный - восстановление окислителя - водорода (деполяризатора). Н* + 2е->Н2 + 2Н (1. Фольмера) НзО + е Надс + Н (1. Тафеля) Надс + Надс-» Н2 (1. Надо + н+ + е Н2 + Н (1.