Способ подавления коррозии металлов в жидких средах

 

Изобретение относится к способам борьбы с коррозией металлов в природных и техногенных нестерильных жидких средах, в частности с коррозией нефтепромыслового оборудования в нефтепромысловых средах. Способ подавления коррозии в жидких средах включает предварительное проведение лабораторных исследований для установления эффекта адаптации микроорганизмов жидкой среды к ингибитору коррозии или ингибитору коррозии-бактерициду и при его наличии введение в жидкую среду бактерицида в ударной дозе. Наличие эффекта адаптации микроорганизмов жидкой среды к ингибитору коррозии или ингибитору коррозии-бактерициду устанавливают по результатам токовых электрохимических исследований процесса биокоррозии в жидкой среде при изменении концентрации ингибитора коррозии-бактерицида по величинам констант скоростей процесса биокоррозии К, определяемых из соотношения: I = I_o·exp(-Kτⁿ), где I - текущее значение силы тока, мкA; I₀ - фоновое значение силы тока, мкА; τ - текущее время развития процесса, ч; К и n -эмпирические константы процесса биокоррозии, ч^-n, и безразмерная соответственно. 1 з.n. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам борьбы с коррозией металлов в природных и техногенных нестерильных жидких средах, в частности с коррозией нефтепромыслового оборудования в нефтепромысловых средах.

Известны способы защиты металлов в жидких средах путем введения ингибиторов коррозии [1] а также ингибиторов коррозии и бактерицидов или ингибиторов коррозии бактерицидов таких, как из серии АНП, Урал, Нефтехим [2-прототип] Применение бактерицида одновременно с ингибитором коррозии позволяет предупредить биокоррозию металла, обязательно имеющую место в нестерильных средах, вследствие присутствия в них бактерий разного рода. В то же время известный способ подавления коррозии недостаточно эффективен из-за неправильной дозировки бактерицида без учета процессов адаптации микроорганизмов.

Задача изобретения повышение эффективности способа подавления коррозии металлов в жидких средах за счет полного подавления микрофлоры среды и соответственно процессов коррозии. Ожидаемым техническим результатом явится надежная защищенность металлов в жидких средах от коррозии.

Поставленная задача решается тем, что предварительно проводят лабораторные исследования для установления эффекта адаптации микроорганизмов жидкой среды к ингибитору коррозии бактерициду и при его наличии в жидкую среду вводят бактерицид в ударной дозе. Наличие эффекта адаптации микроорганизмов жидкой среды к ингибитору коррозии или ингибитору коррозии - бактерициду устанавливают по результатам токовых электрохимических исследований процесса биокоррозии в жидкой среде при изменении концентраций ингибитора коррозии или ингибитора коррозии бактерицида по величинам констант скоростей процесса биокоррозии К, определяемых из соотношения: I = I_o·exp(-Kτⁿ), где I текущее значение силы тока, мкА; I₀ фоновое значение силы тока, мкА; τ текущее время развития процесса, ч; К и n эмпирические константы процесса биокоррозии, ч^-n, и безразмерная соответственно.

Установлен эффект адаптации микроорганизмов жидких сред к ингибиторам коррозии и даже ингибиторам коррозии бактерицидам, которые, будучи введенными в жидкую среду без бактерицида или в недостаточной дозировке соответственно, даже способствует процессам биокоррозии. Таким образом установлено, что применение ингибиторов коррозии при наличии эффекта адаптации эффективно лишь в композициях с бактерицидом в ударной дозе.

Способ осуществляется следующей последовательностью операций: 1. Лабораторные исследования для установления эффекта адаптации микроорганизмов жидкой среды к ингибитору коррозии или ингибитору коррозии - бактерициду; 2. При наличии эффекта адаптации введение в нестерильную жидкую среду для защиты металла композиции ингибитора коррозии или ингибитора коррозии -бактерицида с бактерицидом в ударной дозе.

Пример 1. Исследование наличия эффекта адаптации микроорганизмов пластовой оборотной воды с КНС-7 Мамонтовского месторождения к ингибитору коррозии бактерициду "Нефтехим".

Токовые электрохимические исследования процесса биокоррозии в жидкой среде путем определения биологической составляющей коррозии проводят в электрохимических ячейках, снабженных штыревыми электродами и ионным мостиком для присоединения электрода сравнения. Ячейки термостатированы и обеспечены обменом жидкости путем циркуляции из расчета полного оборота за 7 сут. Измерение тока коррозии микроамперметром с выходом на автоматический потенциометр-самописец.

Фоновое значение силы тока определяют как стационарное, достигаемое за время, характерное для конкретного процесса; до начала активизации малоактивных микроорганизмов или в присутствии эффективной концентрации бактерицида для высокоактивных микроорганизмов.

Результаты замеров текущих значений силы тока при различных концентрациях "Нефтехима" с расчетом кинетической константы процесса биокоррозии приведены в таблице.

Фоновое значение силы тока составило 25,4 мкА.

Аппроксимация текущих значений силы тока методом наименьших квадратов показала удовлетворительную точность эксперимента: средняя относительная ошибка не превышала 0,4% Как видно из таблицы, значение константы колеблется незначительно при многократном увеличении концентрации ингибитора коррозии, что свидетельствует о наличии эффекта адаптации микроорганизмов к ингибитору "Нефтехим", несмотря на его бактерицидные свойства.

Эффективной, по мнению авторов, для подавления коррозии будет композиция, содержащая 500-2000 мг/дм³ "Нефтехима" и ударную дозу бактерицида, например, 500 мг/дм³ ЛПЭ-11. Это подтверждено токовыми электрохимическими исследованиями, когда с применением композиции было достигнуто снижение силы тока до фонового значения 25,4 мкА.

Пример 2. Исследование наличия эффекта адаптации микроорганизмов воды с ДНС Мамонтовского месторождения к ингибитору бактерициду "Коррексит".

Результаты аппроксимации данных токовых электрохимических исследований методом наименьших квадратов показали удовлетворительную точность: средняя относительная ошибка не превышала 0,5% Константы процесса биокоррозии составили при концентрации "Коррексита": 150 мг/дм³ 1,333 ч^-n; 330 мг/дм³ 1,850 ч^-n; 500 мг/дм³ 1,071 ч^-n; 1000 мг/дм³ 0,300 ч^-n.

"Коррексит" в концентрациях до 1000 мг/дм³ не обеспечивает снижения силы тока до фонового значения. Соответственно для защиты от коррозии предлагается композиция, содержащая 150-1000 мг/дм³ "Коррексита" и 500 мг/дм³ ЛПЭ-11.

Пример 3. Аналогичным образом показан эффект адаптации микроорганизмов промысловой воды Лемпинского месторождения к ингибитору ИКАП. Соответственно для защиты от коррозии предлагается композиция, содержащая 50-100 мг/дм³ ИКАП и 500 мг/дм³ ЛПЭ-11.

Таким образом, предлагаемый способ подавления коррозии металлов в жидких средах с применением совместно с ингибитором коррозии или ингибитором коррозии бактерицидом бактерицида в ударной дозе при установленном эффекте адаптации микроорганизмов жидкой среды к ингибитору коррозии или ингибитору коррозии бактерициду эффективнее прототипа.

Способ промышленно применим, так как используются доступные лабораторное и промысловое оборудование и реагенты.

Формула изобретения

1. Способ подавления коррозии металлов в жидких средах введением определенной дозы ингибитора коррозии и бактерицида или ингибитора коррозии-бактерицида, отличающийся тем, что предварительно проводят лабораторные исследования для установления эффекта адаптации микроорганизмов жидкой среды к ингибитору коррозии или ингибитору коррозии бактерициду и при его наличии в жидкую среду вносят бактерицид в ударной дозе.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что наличие эффекта адаптации микроорганизмов жидкой среды к ингибитору коррозии или ингибитору коррозии - бактерициду устанавливают по результатам токовых электрохимических исследований процесса биокоррозии в жидкой среде при изменении концентраций ингибитора коррозии или ингибитора коррозии бактерицида по величинам констант скоростей процесса биокоррозии К, определяемых из соотношения
I = I_o·exp(-kτⁿ),
где I текущее значение силы тока, мкА;
I₀ фоновое значение силы тока, мкА;
τ - текущее время развития процесса, ч;
К и n эмпирические константы процесса биокоррозии, ч^-n и безразмерная соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1