Исследование универсального ингибитора для нефтегазовой промышленности

Коррозионные разрушения нефтепромыслового оборудования определяются физико-химическими свойствами водного и углеводородного компонентов системы, их составом, количественным соотношением, наличием растворенных газов. При больших скоростях движения потока, обеспечивающих интенсивное перемешивание фаз, образуется эмульсионная система типа масло в воде или вода в масле. Наиболее распространенными и проблемными сейчас для нефтяной промышленности являются: углекислотная коррозия, сероводородная коррозия, биологическая коррозия, водородное охрупчивание и др. [1-4].

Одним из наиболее эффективных методов борьбы с этим видом коррозионного разрушения конструкционных материалов, является использование ингибиторной защиты с применением универсальных замедлителей подобного процесса.

Опыт борьбы с коррозией свидетельствует о том, что надежная работа технологического оборудования может быть обеспечена путем применения ингибиторов [5]. При этом в сравнении с другими методами противокоррозионной защиты технологии ингибирования агрессивных сред отличаются относительной простотой и не требуют привлечения существенных материально- технических затрат.

Добавление замедлителя в незначительных концентрациях в коррозионную среду уменьшает скорость коррозионного процесса или даже практически полностью его подавляет [6].

Целью данной работы – явилось влияние комбинированного ингибитора на скорость коррозии стали в средах содержащей сероводород, углекислый газ отдельно и совместно.

Методика эксперимента

Коррозионные испытания проводились на образцах стали Ст3 (таблица 1).

Таблица 1

Химический состав стали Ст 3 (%)

Марка	C	Mn	Si	P	S	Cr	Ni	Cu	Fe
Ст3	0,2	0,5	0,15	0,04	0,05	0,30	0,20	0,20	98,36

Образцы стали Ст3 размерами 30 x 20 x 1 мм зачищались наждачной бумагой различной дисперсности до блестящей поверхности. После этого образцы тщательно промывали в воде и ацетоне. После обезжиривания последующие операции с образцами не проводились с помощью пинцета или фильтровальной бумаги. Для активации поверхности образца он погружался на одну минуту в раствор 15 % -ной соляной кислоты. затем тщательно промывался дистиллированной водой, высушивался фильтровальной бумагой, выдерживался в эксикаторе с влагопоглотителем в течении 24 часов и взвешивался на аналитических весах с погрешностью не более 0,0001 г. [7,8].

Коррозионные испытания проводились гравиметрическим методом [4] в имитате пластовой воды МI состава г/л: NaCl-17, NaHCO 3 – 0,8, MgCl 2 x 6H 2 O - 0,2, CaCl 2 -0,2.

При лабораторном исследовании, в качестве ингибитора, исследовали МАРЗА-1 и госсипольную смолу.

МАРЗА-1 это органическое химическое вещество в молекулярный состав которого входит атом углерода, водорода, кислорода и т.д. В молекуле МАРЗА-1 имеется тройная ковалентная связь.

Госсипольная смола –это ингибитор растительного происхождения. Она выделяется как промежуточный продукт при производстве хлопкового масла. Температура замерзания госсипольной смолы 301K. Для понижения температуры замерзания в качестве растворителя применяются дизельное топливо. Результаты экспериментов показаны в таблице 3.

Таблица 3.

Температура замерзания госсипольной смолы при различных концентрациях

№	Растворитель	Соотношение реагента с растворителем	Температур замерзания 0С
1	Дизельное топливо	1:1	-14
		1:2	-16
		1:3	-18

Как видно из таблицы, при увеличении количества растворителя, уменьшается температура замерзания госсипольной смолы. Наилучший эффект достигался при соотношении 1:3 реагента с керосиновым растворителем.

Результаты и их обсуждение

При введении комбинированного ингибитора в исследуемые растворы во всех случаях наблюдается снижение скорости коррозии и рост защитного эффекта с увеличением его концентрации. С увеличением продолжительности эксперимента скорость коррозии снижается как в ингибированных, так и в не ингибированных растворах, что наблюдалось и в работе [7,8].

Скорости коррозии стали выше в растворe содержащих одновременно H2S и CO2, чем в присутствии только H2S в той же концентрации. Очевидно, это обусловлено подкислением среды в присутствии углекислого газа. Результаты исследования влияния комбинированного ингибитора (госсипольная смола+МАРЗА-1) в среде МI, содержащей H2S (400 мг/л) и СО2 (1 атм.) (растворитель – дизельное топливо) приведены в таблице 5. Как видно из приведенных данных, комбинированный ингибитор эффективно защищает металл от коррозии в пластовой воде с нефтью, содержащей сероводород и углекислый газ. Защитный эффект (Z, %) от применения комбинированного ингибитора в агрессивной среде, при взятии дизельного топлив как растворителя колеблется в пределах 80÷100.

Таблица 5

Скорость коррозии стали СТ 3 и защитный эффект комбинированного ингибитора

№	Состав реагента	С (реагента) . мг/л	Среда	Скорость коррозии K, г/м2ч	Коэффициент торможения γ	Проницаемость коррозии К p	Защитная эффективность Z, %
1	ГС+МАРЗА-1 (1:1)	0,00	H 2 S	4.80	-	-	-
		50		0.960	5.0	1.075	80
		70		0.624	7.69	0.699	80
		100		0.096	50	0.107	98
2	ГС+МАРЗА-1 (1:1)	0,00	СО 2	4.48	-	-	-
		50		1.075	4.17	1.204	76
		70		0.672	6.67	0.752	85
		100		0.179	25.02	0.200	96
3	ГС+МАРЗА-1 (1:1)	0,00	H 2 S +СО 2	4.12	-	-	-
		50		0.535	7.70	0.599	87
		70		0.164	25.12	0.183	96
		100		0.000	0.000	0.000	100

Выводы

Впервые методами гравиметрических испытаний были исследованы защитные свойства многофункционального комбинированного ингибитора    в средах содержащей сероводород, углекислый газ раздельно и совместно, имитирующих пластовые воды нефтяных месторождений. Установлено что, защитный эффект от применения комбинированного ингибитора в средах содержащей сероводород, углекислый газ раздельно и совместно при взятии дизельного топлива как растворителям колеблется в пределах 80÷100.