Изучение защитных и адсорбционных характеристик некоторых ингибиторов нефтяной промышленности

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
69

ФИЗИКА. ХИМИЯ
2012. Вып. 1

УДК  541.138

Л.Л. Макарова, И.Б. Широбоков, Т.Г. Круткина

ИЗУЧЕНИЕ ЗАЩИТНЫХ И АДСОРБЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 
НЕКОТОРЫХ ИНГИБИТОРОВ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Изучены адсорбционные и защитные свойства ряда амидо-имидазолиновых ингибиторов коррозии нефтеперерабатывающего и нефтепромыслового оборудования методом определения критической концентрации мицеллообразования, измерения емкости двойного электрического слоя и снятия поляризационных кривых на стали 3 
в солевых агрессивных средах при разном значении pH.

Ключевые слова: ингибитор коррозии, критическая концентрация мицеллообразования, поляризационные кривые, емкость двойного электрического слоя, сталь 3, механизм игибирования, защитный эффект.

Современная нефтеперерабатывающая промышленность характеризуется использованием ус
тановок большой единичной мощности и технологических сред с высокой коррозионной агрессивностью. Продолжительность межремонтных пробегов установок в значительной степени определяется 
коррозионной стойкостью оборудования. Одним из эффективных и распространенных методов защиты от коррозии нефтеперерабатывающего и нефтепромыслового оборудования является использование ингибиторов.

Нами по договору с ОАО «ВНИИНефтехим» (г. Санкт-Петербург) было проведено исследование 

защитных и адсорбционных свойств ряда амидо-имидазолиновых ингибиторов коррозии на стали 3 
в различных агрессивных средах, моделирующих промышленные воды нефтепромыслов, электрохимическими методами (потенциодинамический метод снятия поляризационных кривых, метод измерения 
дифференциальной емкости двойного электрического слоя (ДЭС)). Изучены шесть коммерческих ингибиторов производства ведущих зарубежных фирм (Додиген-481, Сепакор-НТ, УС-1021-В, Петротек1200, Кемеликс-1123, КорКлеар-178), также два отечественных ингибитора: первый ингибитор Геркулес 
30617, выпускаемый ЗАО «Колтек», и второй ингибитор ВНХ-1 производства ОАО «ВНИИНефтехим».

Адсорбционные свойства ингибиторов зависят от их критической концентрации мицеллообра
зования (ККМ). Определение ККМ ингибиторов проводили в дистиллированной воде и в предварительно профильтрованной модельной воде (состав и методика приготовления описана в ГОСТ 9.50687 [1]) при рН 6,0 и 1,0 с использованием электрофотоколориметра КФК-2 с кюветой длиной 50 мм. 
Показания снимали по шкале светопропускания в процентах. 

В ходе работы получали зависимости светопропускания растворов (Т) от концентрации раство
ренного ингибитора (С), по которым строили графики в координатах T – lg C . Величину ККМ ингибиторов в фоне находили на пересечении прямых, проведенных через прямолинейные участки начальных и средних частей концентрационных кривых. Исследования проводили при температуре 
20-22 oC. Диапазон исследуемых концентраций ингибиторов составил от 0,2 мг/дм3 до 1600 мг/дм3. 

В качестве примера на рис. 1 представлена зависимость светопропускания от логарифма кон
центрации для ингибитора Додиген-481 в дистиллированной воде. 

Аналогичные графические зависимости были получены и для других ингибиторов. После гра
фической обработки экспериментальных данных определены значения ККМ изученных ингибиторов, 
которые представлены в табл. 1.

Как видно из приведенных данных, низкую ККМ в дистиллированной воде имеют следующие 

ингибиторы: Петротек–1200, Сепакор–НТ, КорКлеар–178, Додиген. Самую высокую ККМ имеет ингибитор ЕС-1021В (ENS-9700113). В модельной воде ККМ почти всех ингибиторов выше, чем в дистиллированной. Все ингибиторы склонны к мицеллообразованию. Почти для всех изученных ингибиторов ККМ несколько увеличивается с увеличением pH. Полученные значения ККМ от 2 мг до 20 мг 
вполне входят в диапазон тех рабочих концентраций, которые применяются при практическом использовании ингибиторов.

Для установления механизма защитного действия ингибиторов коррозии исследован ряд их ад
сорбционных и коррозионно-электрохимических параметров.

В качестве адсорбционных параметров использованы измерения емкости ДЭС, степени заполне
ния поверхности за счет адсорбции ингибиторов [2]. В связи с низкой электропроводностью углеводородов адсорбционно-электрохимические исследования проводили по методикам, принятым для углево