Блог

Jul 13, 2023

Эффективное ингибирование коррозии стали Т95 в 15%-ном растворе HCl смесью аспартама, йодида калия и додецилсульфата натрия.

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 13085 (2023) Цитировать эту статью 223 Доступы 2 Подробности об альтернативных метриках Цель 12 устойчивого развития выступает за производство и потребление экологически чистых продуктов.

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 13085 (2023) Цитировать эту статью

223 доступа

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Цель 12 устойчивого развития направлена ​​на производство и потребление экологически чистых и устойчивых товаров. Таким образом, на нефтяную и газовую отрасли усиливается давление с целью смены парадигмы. В этой работе исследуется потенциал препарата на основе аспартама (производного аспарагиновой кислоты и фенилаланина) в качестве зеленого ингибитора. Ингибирующее действие аспартама отдельно и в сочетании с йодидом калия (KI) или додецилсульфатом натрия (SDS) или с ними обоими на сталь Т95 в 15 мас.% растворе HCl при 60–90 °C исследовали с помощью анализа потери веса, электрохимического и поверхностного анализа. техники. Результаты показывают сильную коррозию металла, особенно при 90 °C, со скоростью коррозии (v) 186,37 мм/год. Аспартам ингибирует коррозию, и его эффективность ингибирования (η) увеличивается с повышением температуры. При 6,80 мМ η 86% достигается при 90 °C. Добавление SDS к аспартаму оказывает антагонистический эффект. Смесь KI-аспартам оказывает антагонистический эффект при 60°С и 70°С, но синергический эффект при 80°С и 90°С. Существует сильный синергизм при смешивании аспартама (6,80 мМ), KI (1 мМ) и SDS (1 мМ), особенно при более высоких температурах. Смесь снижает v с 186,37 до 14,35 мм/год, защищая поверхность металла на 92% при 90 °С. Смесь можно считать ингибитором кислотной коррозии.

По мере усиления кампаний за экологичное и устойчивое химическое производство и использование нефтегазовая промышленность сталкивается с растущим давлением переходного периода из-за особенностей этого сектора. Каждый этап работы в этом секторе представляет собой трудную местность на пути к новому «зеленому миру». Например, современные композиции ингибиторов химической коррозии основаны на первичных аминах, четвертичных солях аминов, имидазолинах, поверхностно-активных веществах, усилителях коррозии и т.д.1,2. Упаковка разработана таким образом, чтобы проявлять пленкообразующие свойства, подобные поверхностно-активным веществам, и стойкость3 в условиях высокого расхода, а также превосходные характеристики ингибирования в различных полевых условиях. Состав на органической основе стал важным достижением и получил высокую оценку, поскольку считался идеальной заменой неэффективного арсенита натрия и ферроцианида натрия2, хотя и был ограничен при применении при высоких температурах4,5, что пытались решить многие исследовательские работы6. Однако обеспокоенность по поводу их опасного вклада в окружающую среду7, связанного с морской токсичностью (присущее токсическое свойство большинству соединений на основе азота8) и отсутствием биоразложения, делает их менее приемлемыми для использования в строго регулируемой морской среде9. Ученые, занимающиеся ингибиторами коррозии, сейчас столкнулись с дилеммой создания ингибиторов коррозии, которые были бы высокоэффективными и сохранялись бы в условиях потока, но были бы биоразлагаемыми и экологически приемлемыми.

Аспартам (рис. 1а), (N-(l-α-аспартил)-1-фенилаланин) представляет собой производное аспарагиновой кислоты и фенилаланина, одобренное Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) для использования в качестве искусственного подсластителя. пищевая и фармацевтическая промышленность10. Он экономически эффективен, имеет ЛД50 (перорально) 10 000 мг/кг11 и содержит в своей молекуле гетероатомы О и N в качестве возможных центров адсорбции (рис. 1а). Помимо вышеупомянутых свойств, интерес к аспартаму в этом исследовании также обусловлен его высокой температурой плавления 246–247 °C. Температура плавления молекулы является важным параметром, который следует учитывать при проектировании высокотемпературных применений, таких как кислотная обработка нефтяных скважин. В предыдущей исследовательской работе12 было обнаружено, что аспартам является весьма перспективным ингибитором кислотной коррозии. Эффективность его ингибирования возрастала с повышением температуры, достигая 86% при 90 °С. Данная работа является продолжением предыдущей и направлена ​​на выявление соединений, которые могли бы действовать как усилители, повышающие ингибирующие коррозионные свойства аспартама для стали Т95 в сильнокислой среде (15 мас. % HCl) при высоких температурах (60–90 °C). ). Методы электрохимической частотной модуляции (EFM) и потери веса (WL) используются для подтверждения предыдущих результатов12. Влияние добавления йодида калия или додецилсульфата натрия (SDS, рис. 1b) или того и другого на эффективность ингибирования аспартама изучают с помощью WL, электрохимической импедансной спектроскопии (EIS), потенциодинамической поляризации (PDP), сканирующего электронного микроскопа ( СЭМ) и оптический профилометр (ОП).