Оцінка ефективності алкілімідазолінів при зниженні корозійної агресивності нафтовмісних вод

Анотація

Предметом дослідження є вивчення процесів корозії нелегованої сталі Ст 3 у водно-нафтових сумішах для створення ефективних композицій інгібіторів корозії для підприємств нафтодобувної та нафтопереробної промисловості. Корозійна агресивність підтоварних та пластових вод, вод, що присутні у сирій нафті, обумовлена їх високою мінералізацією, наявністю різних сірчистих сполук, а також підкисленням за рахунок утворення карбонових кислот та інших кислих сполук. За високої корозійної активності водно-нафтових сумішей відбувається швидке руйнування обладнання та трубопроводів. Це не лише суттєво впливає на економічні показники виробництв за рахунок витрат на заміну металевих конструкцій, але й спричиняє великі екологічні збитки, які обувлені забрудненням довкілля як нафтопродуктами, так і високомінералізованими водами.

Тому одним із найважливіших завдань є захист металевих конструкцій від корозії у мінералізованих водах та водно-нафтових сумішах.

Враховуючи перспективність застосування інгібіторів корозії нелегованої сталі, було вивчено ефективність алкілімідазолінів (С_15-С₂₀) у водно-нафтових сумішах в залежності від характеристик водних середовищ та параметрів процесів корозії. Враховуючи те, що реальні пластові води нафтових родовищ України суттєво відрізняються за хімічним складом і змоделювати у лабораторних умовах їх важко, було використано, головним чином, 3%-й розчин хлориду натрію із домішками оцтової кислоти, сульфіту та метабісульфіту натрію. Водні розчини змішувалися із нафтою у співвідношенні 140:10–180:10. Концентрація розчину хлориду натрію (3 %) обумовлена високою корозійною активністю даного розчину до чорних металів, включаючи і розчини з високим рівнем мінералізації. Вибір алкілімідазолінів обумовлений тим, що вони є перспективними інгібіторами як у водному середовищі у присутності нафти, так і у нафті в присутності мінералізованих вод у широкому діапазоні температур.

У літературі практично відсутні дані про вплив рН, нафтопродуктів, сульфітів на корозійну активність мінералізованих середовищ щодо нелегованої сталі. Відсутні дані й про вплив згаданих параметрів на ефективність імідазолінових інгібіторів корозії сталі.

У роботі вивчено процеси корозії сталі Ст 3 у 3-%-му розчині хлориду натрію та його сумішах із нафтою при температурах від 20 до 85 ^оС при зміні рН від 2,65 до 6,25 за концентрацій імідазолінів від 2 до 50 мг/дм³.

Проведено оцінку впливу на процеси корозії сульфіту та бісульфіту натрію у присутності алкілімідазолінів. Визначено ефективність алкілімідазолінів у водному середовищі як інгібіторів-бактерецидів в анаеробних умовах.

Показано, що корозійна агресивність у водно-нафтових сумішах зростає зі зниженням рН середовища та підвищенням температури. Суттєвого зниження швидкості корозії досягнуто при використанні алкілімідазолінів. В окремих випадках досягнуто значень ступеню захисту сталі від корозії на рівні 80–90 % при дозах інгібітора до 50 мг/дм³. Використання імідазолінів у композиції із сульфітом натрію сприяє підвищенню ефективності захисту сталі від корозії. Алкілімідазоліни (С₁₅-С₂₀) забезпечили високий рівень захисту сталі від біокорозії в анаеробних умовах.