Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах - Иванов Е.С.
Скачать (прямая ссылка):
t:c
100
Рис. 9. Зависимость иигибиторного эффекта у от температуры t
Рис. 10. Зависимость иигибиторного эффекта у от температуры для СтЗ:
/, 2, 3 — при 0,5% БА-6 и различной концентрации HCI (/ — 5; 2—10; 3 —-15 %); 2', 3' — при 15 % HCI н различной концентрации БА-6 (/ — 0,1; 2 — 0,5; 3 — 1,0 %)
Установленная закономерность позволила С. А. Балезину, Н. И, Подобаеву, Ф. К- Курбанову классифицировать ингибиторы на высокотемпературные и низкотемпературные; те из ингибиторов которые имеют максимум иигибиторного эффекта у выше 60—80 °С называют высокотемпературными, работами этих авторов было показано, что к числу высокотемпературных ингибиторов относятся ацетиленовые соединения; спирты, пропаргиловые эфиры, ацетиленовые эфи-роспирты. Максимум иигибиторного эффекта для индивидуальных ацетиленовых соединений лежит в пределах 90—100 °С. Сместить максимум иигибиторного эффекта в область более высоких температур можно с помощью добавок к ингибитору других веществ, обладающих синергетическимц свойствами. Так, например, добавка к большинству промышленных ингибиторов кислотной коррозии: БА-6, ПКУ, катапину, ПБ-5, йодистого калия сдвигает максимум иигибиторного эффекта в область более высоких температур. На основе ацетиленовых и промышленных азотосодержащих соединений созданы высокотемпературные смеси ингибиторов.
Высокой эффективностью при температурах до 140 °С обладают смеси азотсодержащих промышленных ингибиторов с уксусным альдегидом (табл. 7), максимум иигибиторного эффекта в этих смесях наблюдается при 110DC.
Максимум иигибиторного эффекта обнаружен также и для ингибиторов в нейтральных средах: бората моноэтаиоламина, смесей мочевины и т. п. Он наблюдается при значительно более низких температурах по сравнению с ингибиторами для кислых сред.
36
ТАБЛИЦА 7. ВЛИЯНИЕ СМЕСЕЙ УКСУСНОГО АЛЬДЕГИДА (УА) С ИНГИБИТОРАМИ НА КОРРОЗИЮ СТАЛИ 20 в 15 %-НОЙ НС1 [67]
Добавка
Температура, °С
110
120
130
но
ПКУ-К
50/103
170/41
БА-6
45/114
155/48
—
__
УА 1,1 М
33/156
144/51
2125/4
—
УА 1,1 М+0,5% БА-6
18/285
32/233
130/73
220/55
УА 1,1 М+0,4% И-1-А
18/285
44/170
135/71
250/48
УА 1,1 М+0,4% ПКУ-К
20/257
50/150
132/72
244/49
УА 1,1 М+0,4% ПБ-5
22/233
60/124
140/68
268/45
УА 1,1 М+0,4% КС-8*+
—
14/532
25/382
45/270
+0,5% БА-6
Без добавок
5 140
7 450
9 540
12 ПО
Примечание. Числитель — скорость коррозии, г/(м2-ч), знаменатель — ин
гнбнторный эффект
* КС-8 — ацетиленовый спирт
Температурный максимум ингибиторного эффекта имеет важное значение при подборе оптимальных температурных режимов при травлении и проведении солянокислотиых обработок лефтяиых скважии.
3.2. ВЗАИМНОЕ ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ИНГИБИТОРОВ
Взаимное влияние смесей различных ингибиторов впервые детально исследовано В. П. Баранником [68]. Используя представления, развитые в теории катализа для смешанных катализаторов, им было установлено, что действие смесей ингибиторов во многом напоминает действие смесей катализаторов. Для смесей ингибиторов были установлены эффекты взаимного усиления — синергизм защитного действия, аддитивности и эффект взаимного ослабления — антагонизм защитного действия (рис. 11).
Как было показано детальными исследованиями В. П. Бараиника, аддитивностью защитного действия обладают, как правило, вещества, имеющие одинаковое или близкое химическое строение. Например смеси алкалоидов-наркотина и морфина, белков — желатина и фибрина, альдегидов — ацетальдегида и формальдегида обладали четко выраженной аддитивностью (рис. 12). Смеси веществ, отличающихся химическим строением, могут проявлять как антагонизм, так и синергизм. Антагонизм защитного действия обнаружен у смесей 2,4-де-метилпиридииа и хинолина (рис. 13), тиомочевины и нарокотина, анилина и хлори--дов сурьмы, висмута, а также среди смесей неорганических веществ — хлоридов мышьяка, сурьмы, висмута.
Наибольшее значение представляют работы по поиску эффективных смесей ингибиторов, проявляющих синергетический эффект.
Синергизм ингибиторов
Усиления защитного действия органического ингибитора коррозии можно, в принципе, добиться двумя путями-, созданием композиции этого ингибитора с Другими веществами, усиливающими его действие и введением в молекулу этого органического вещества функциональных групп с гетероатомами, отличающимися величиной заряда (например, N, О, Р). В первом случае обычно говорят о меж-молекулярном синергизме, во втором о внутримолекулярном.
37
Межмолекулярный синергизм
Многочисленными исследованиями [8; 20; 41, с. 38; 50; 51; 68—72] было установлено, что защитное действие ряда органических азотсодержащих ингибиторов углеродистой стали в кислых средах можно значительно повысить введением в раствор кислоты неорганических анионов: С1-, Br~, I-, CNS-, HS~ нли анион^ активных органических соединений (карбоновых и сульфокислот). Наиболее детально изучено синергетнческое действие галогенид-ионов, которые по-видимому, являются универсальными синергетиками для органических катионов. Образование последних легко протекает в кислых растворах по схеме:
