Ингибиторы коррозии для нефтяной промышленности
Ингибиторы коррозии – вещества, используемые в нефтяной промышленности для защиты оборудования и труб от коррозии. Коррозия является распространенной проблемой в нефтяной промышленности из-за присутствия воды, газов и других агрессивных загрязнителей в производственной среде.
Анодные ингибиторы и катодные ингибиторы являются двумя основными категориями ингибиторов коррозии. В то время как катодные ингибиторы действуют как катализаторы, замедляя коррозию, анодные ингибиторы защищают металлические поверхности, действуя как физические барьеры. Их также можно разделить на органические и неорганические ингибиторы коррозии в зависимости от их химического состава. [ 1 ]
Ингибиторы коррозии используются в нефтяной промышленности на нескольких этапах, включая бурение, добычу, транспортировку и хранение нефти и газа. [ 2 ] [ 3 ] Они могут смягчить различные типы коррозии в нефтяной промышленности, такие как общая коррозия, питтинговая коррозия, эрозионная коррозия, коррозия под напряжением, гальваническая коррозия, кавитационная коррозия и образование водородных пузырей. [ 4 ]
Семейства ингибиторов коррозии
[ редактировать ]В нефтяной промышленности используются различные химические семейства ингибиторов коррозии, среди них следующие:
Жирные имидазолины : это соединения на основе имидазола, обычно с длинной ненасыщенной цепью, полученные в основном из олеиновой кислоты. Они очень эффективны в предотвращении кислотной коррозии углеродистой стали (рис. 1). [ 5 ]
Жирные амины : эти ингибиторы коррозии представляют собой органические соединения, содержащие аминогруппу и алкильную группу. Они действуют как катодные ингибиторы и образуют защитный слой на поверхности металла. Они эффективно противостоят коррозии, вызванной углекислым газом (CO2) и сероводородом (H2S). Также с этой же целью широко применяются этоксилированные амины (рис. 2). [ 6 ]
Органические кислоты : Органические кислоты, такие как уксусная кислота, муравьиная кислота , d и лимонная кислота, используются в качестве ингибиторов коррозии. Эти кислоты реагируют с ионами металлов, образуя нерастворимые соединения, защищающие поверхность металла. Эти ингибиторы часто используются в сочетании с другими ингибиторами коррозии и методами, такими как катодная защита и покрытия, для обеспечения комплексной защиты от коррозии. CO2 и H2S регулярно встречаются на нефтяных месторождениях и известны тем, что вызывают коррозию металлических секций. К счастью, их можно держать под контролем с помощью мер, которые оказались эффективными (рис. 3). [ 7 ]
Пиридины : Некоторые исследования показали, что некоторые пиридины могут ингибировать коррозию, вызванную присутствием кислых газов, таких как диоксид углерода и сероводород, которые распространены в нефтяной промышленности. Было показано, что пиридин и его производные являются эффективными ингибиторами широкого спектра металлов, таких как углеродистая сталь, нержавеющая сталь и медные сплавы. Они действуют путем адсорбции на металлической поверхности и образования защитной пленки, которая может иметь физическую или химическую природу. Пиридин и его производные также эффективны в ингибировании локальной коррозии, такой как точечная и щелевая коррозия (рис. 4). [ 8 ]
Азолы : Азолы, такие как триазол и бензотриазол, оксазол и бензоксазолы , тиоазолы и бензотиазолы , представляют собой органические соединения, используемые в качестве ингибиторов коррозии в нефтяной промышленности. Они действуют как анодные ингибиторы и образуют защитный слой на поверхности металла (рис. 5). [ 9 ] [ 10 ]
Полимеры : Полимеры — это большие молекулы, используемые в нефтяной промышленности в качестве ингибиторов коррозии. Эти полимеры могут адсорбироваться на металлической поверхности и образовывать защитное покрытие. Их также можно использовать в качестве диспергаторов для предотвращения образования коррозионных отложений. Некоторые примеры:
Аминированные полимеры : эти полимеры используются для защиты от коррозии металлических поверхностей в нефтяной промышленности. Они очень эффективны в предотвращении коррозии, вызванной соленой водой и сероводородом (H2S).
Акриловые полимеры : эти полимеры используются в промышленности в качестве ингибиторов коррозии благодаря их хорошей совместимости с нефтью и буровыми растворами. Они эффективны против коррозии, вызванной присутствием соляной кислоты (HCl) в буровых растворах.
Полимеры малеата . Эти полимеры используются в промышленности в качестве ингибиторов коррозии благодаря их хорошей адсорбционной способности на металлических поверхностях и высокой растворимости в нефти и буровых растворах. Они обеспечивают защиту от коррозионного воздействия сероводорода (H2S), присутствующего в буровом растворе. (рисунок 6). [ 11 ]
Другими органическими продуктами, используемыми в качестве ингибиторов коррозии в нефтяной промышленности, являются нитрилы, амиды, оксимы, мочевины, тиомочевины и фосфонатные соли. Неорганические ингибиторы, такие как лантаноиды, [ 12 ] широко применяются также молибдаты, силикаты, борная и фосфорная кислоты, а также комбинации нитратов и нитритов. Были исследованы экологически чистые ингибиторы, такие как некоторые отходы биомассы, аминокислоты и ионные жидкости. [ 13 ]
Крайне важно выбрать правильный ингибитор коррозии в зависимости от условий окружающей среды (температура, давление и тип защищаемого металла) и обеспечить применение правильного количества для максимальной защиты. Также следует периодически контролировать ход коррозии, чтобы при необходимости корректировать дозировку ингибитора.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Г., Камила; Ф., Александр (20 февраля 2014 г.), «Ингибиторы коррозии – принципы, механизмы и применение» , «Разработки в области защиты от коррозии» , InTech, doi : 10.5772/57255 , ISBN 978-953-51-1223-5 , получено 30 июня 2023 г.
- ^ Курайши, Массачусетс; Чаухан, Дирадж Сингх; Ансари, Фархат А. (май 2021 г.). «Разработка экологически безопасных ингибиторов коррозии для органических кислых сред для нефтегазовой промышленности» . Журнал молекулярных жидкостей . 329 : 115514. doi : 10.1016/j.molliq.2021.115514 . S2CID 233546473 .
- ^ «Ингибиторы коррозии в нефтегазовой промышленности | WorldCat.org» . www.worldcat.org (на испанском языке) . Проверено 30 июня 2023 г.
- ^ Мартинес Палу, Рафаэль; Лиханова, Наталья В. (январь 2023 г.), «Применение ионных жидкостей в качестве ингибиторов коррозии в нефтяной промышленности» , Применение ионных жидкостей в нефтяной промышленности: на пути к устойчивой промышленности , BENTHAM SCIENCE PUBLISHERS, стр. 94–121, doi : 10.2174/9789815079579123010008 , ISBN 978-981-5079-57-9 , получено 30 июня 2023 г.
- ^ Оливарес-Шометль, О.; Лиханова, Н.В.; Мартинес-Палоу, Р.; Домингес-Агилар, Массачусетс (январь 2009 г.). «Электрохимическое и РФЭС исследование имидазолина как ингибитора коррозии мягкой стали в кислой среде» . Материалы и коррозия . 60 (1): 14–21. дои : 10.1002/maco.200805044 . S2CID 96262168 .
- ^ Круз, Дж; Мартинес-Палоу, Р; Дженеска, Дж; Гарсиа-Очоа, Э (1 мая 2004 г.). «Экспериментальное и теоретическое исследование 1-(2-этиламино)-2-метилимидазолина как ингибитора коррозии углеродистых сталей в кислых средах» . Журнал электроаналитической химии . 566 (1): 111–121. doi : 10.1016/j.jelechem.2003.11.018 . ISSN 1572-6657 .
- ^ Мартинес-Палоу, Р.; Ривера, Дж.; Зепеда, LG; Родригес, А.Н.; Эрнандес, Массачусетс; Марин-Крус, Дж.; Эстрада, А. (май 2004 г.). «Оценка ингибиторов коррозии, синтезированных из жирных кислот и жирных спиртов, выделенных из воска сахарного тростника» . Коррозия . 60 (5): 465–470. дои : 10.5006/1.3299242 . ISSN 0010-9312 .
- ^ Абд Эль-Максуд, Ю.А.; Фуда, А.С. (сентябрь 2005 г.). «Некоторые производные пиридина как ингибиторы коррозии углеродистой стали в кислой среде» . Химия и физика материалов . 93 (1): 84–90. doi : 10.1016/j.matchemphys.2005.02.020 .
- ^ Лиханова Наталья Владимировна; Мартинес-Палоу, Рафаэль; Велоз, М. Аврора; Матиас, Диана Дж.; Рейес-Круз, Виктор Э.; Хопфл, Герберт; Оливарес, Октавио (январь 2007 г.). «Микроволновой синтез 2-(2-пиридил)азолов. Исследование их коррозионно-ингибирующих свойств» . Журнал гетероциклической химии . 44 (1): 145–153. дои : 10.1002/jhet.5570440123 . S2CID 96951099 .
- ^ Попова А.; Христов, М.; Цветанова, А. (май 2007 г.). «Влияние молекулярной структуры на ингибиторные свойства азолов при коррозии мягкой стали в 1М соляной кислоте» . Коррозионная наука . 49 (5): 2131–2143. дои : 10.1016/j.corsci.2006.10.021 .
- ^ Лиханова Наталья Владимировна; Лопес-Медоуз, Наллели; Гусман-Лусеро, Диего; Оливарес-Шометль, Октавиус; Лиянова Ирина Викторовна; Арельянес-Лозада, Полина; Арриола-Моралес, Джанетт (18 апреля 2022 г.). «Некоторые полимерные имидазолаты алкилимидазолия в качестве ингибиторов коррозии стали API 5L X52 в производственной воде» . Журнал адгезионной науки и технологий . 36 (8): 845–874. дои : 10.1080/01694243.2021.1939600 . ISSN 0169-4243 . S2CID 237921290 .
- ^ Бетанкур, М.; Ботана, Ф.Дж.; Кальвино, Джей Джей; Маркос, М.; Родригес-Чакон, Массачусетс (ноябрь 1998 г.). «Соединения лантаноидов как экологически чистые ингибиторы коррозии алюминиевых сплавов: обзор» . Коррозионная наука . 40 (11): 1803–1819. дои : 10.1016/S0010-938X(98)00077-8 .
- ^ Мартинес, Рафаэль; Оливарес-Ксомельт, Октавио; В. Лиханов, Наталья (20 февраля 2014 г.), Алиофхазраи М. (ред.), «Экологически чистые ингибиторы коррозии» , «Разработки в области защиты от коррозии» , InTech, doi : 10.5772/57252 , ISBN 978-953-51-1223-5 , получено 30 июня 2023 г.