Способ защиты металлов в жидких средах от биокоррозии

 

Изобретение относится к защите металлов от биологической коррозии с применением бактерицидов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе нефтяной. Способ защиты металлов в жидких средах от биокоррозии включает введение в жидкую среду бактерицида в необходимой концентрации с предварительным определением ее лабораторными исследованиями, причем концентрацию бактерицида определяют по результатам токовых электрохимических исследований процесса подавления биокоррозии в присутствии различающихся концентраций бактерицида с определением кинетических констант процесса подавления биокоррозии из зависимости I = I_o·exp(-Kτⁿ),, где J - текущее значение силы тока, мкА; J₀ - фоновое значение силы тока, мкА; τ - текущее время развития процесса, час., K и n -кинетические константы процесса подавления биокоррозии, час^-n и безразмерная соответственно, при этом необходимую эффективную концентрацию биоцида для введения в жидкую среду из различающихся концентраций определяют по минимальному значению кинетической константы К и максимальному значению константы n. 2 табл.

Изобретение относится к защите металлов от биологической коррозии с применением бактерицидов и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в том числе нефтяной.

Известны способы защиты металлов от биокоррозии различными бактерицидами, например, серии ЛПЭ, недостатком которых является низкая эффективность из-за недостоверности традиционного определения необходимой концентрации бактерицида [1] Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ защиты металлов в жидких средах от биокоррозии путем введения бактерицида в жидкую среду в необходимой концентрации с предварительным определением ее по степени воздействия на микроорганизмы жидкой среды [2] Недостатком известного технического решения является низкая эффективность, также связанная с недостоверностью определения необходимой концентрации бактерицида.

Решаемая изобретением задача и ожидаемый технический результат заключаются в повышении эффективности способа защиты металлов в жидких средах от биокоррозии за счет более обоснованного выбора необходимой эффективной концентрации бактерицида с привлечением кинетических констант процесса подавления биокоррозии исследуемым бактерицидом в процессе электрохимических исследований. Также сократятся затраты труда и времени на проведение предварительных лабораторных исследований.

Поставленная задача решается тем, что бактерицид вводят в жидкую среду в концентрации, определенной по результатам токовых электрохимических исследований процесса подавления биокоррозии в присутствии различающихся концентраций бактерицида с определением кинетических констант процесса подавления биокоррозии из зависимости: I = I_o·exp(-Kτⁿ), где I текущее значение силы тока, мкА; I₀ фоновое значение силы тока, мкА; τ текущее время развития процесса, ч; K и n кинетические константы процесса подавления биокоррозии, ч^-n, и безразмерная соответственно причем необходимую эффективную концентрацию биоцида для введения в жидкую среду из ряда различающихся концентраций определяют по минимальному значению кинетической константы К и максимальному значению константы n.

Способ осуществляется следующей последовательностью операций: 1) отбор образцов жидкой среды;
2) лабораторные токовые электрохимические исследования процесса подавления биокоррозии различающимися концентрациями бактерицида в жидкой среде с определением кинетических констант процесса для каждой концентрации бактерицида;
3) выбор необходимой концентрации бактерицида из ряда исследованных концентраций по величинам кинетических констант K и n;
4) введение в жидкую среду для защиты металла бактерицида в найденной эффективной концентрации.

Токовые электрохимические исследования процесса биокоррозии в жидкой среде путем определения биологической составляющей коррозии проводят в электрохимических ячейках, снабженных штырьевыми электродами и ионным мостиком для присоединения электрода сравнения. Ячейки термостатированы и обеспечены обменом жидкости путем циркуляции из расчета полного оборота 7 сут. Измерение тока коррозии осуществляют 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.

Пример 1. Выбор необходимой концентрации ЛПЭ-11 для защиты нефтепромыслового оборудования в нефтепромысловой воде Лемпинского месторождения (скважины 40 и 596). Аппроксимация текущих значений силы тока методом наименьших квадратов показала удовлетворительную точность эксперимента. Результаты расчетов кинетических констант К и n представлены в табл.1.

Для концентрации ЛПЭ-11 400 мг/дм³ исследуемой жидкой среды характерны минимальные значения кинетической константы К и максимальные значения кинетической константы n, соответствующие максимальной скорости подавления биокоррозии без завышения концентрации бактерицида.

Концентрация ЛПЭ-11 400 мг/дм³ признается необходимой и достаточной для подавления биокоррозии в нефтепромысловой воде Лемпинского месторождения.

Пример 2. Исследование бактерицидной эффективности реагента "Нефтехим" в условиях нефтепромысловой воды ДНС-68. Расчет кинетических констант процесса подавления биокоррозии (табл. 2) показал, что "Нефтехим" как бактерицид не эффективен, так как даже 10-кратное увеличение его концентрации игнорируется микроорганизмами: кинетические константы остаются практически постоянными.

Соответственно ЛПЭ-11 в концентрации 400 мг/дм³ показывает хорошую бактерицидную эффективность в условиях Лемпинского месторождения, а "Нефтехим" для применения в качестве бактерицида не рекомендуется.

Предлагаемый способ защиты металлов в жидких средах с предварительным определением необходимой эффективной концентрации бактерицида путем токовых электрохимических исследований с расчетом кинетических констант процесса подавления биокоррозии достоверен и эффективен.

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

Источники информации
1. ТУ 6-01-1012949-08-89. "Препарат "Бактерицид".

2. Методика контроля микробиологической зараженности нефтепромысловых вод и оценка защитного и бактерицидного действия реагентов. РД 39-3-973-83. ВНИИСПТнефть, 1984, 38 с.

Формула изобретения

Способ защиты металлов в жидких средах от биокоррозии путем введения в жидкую среду бактерицида в необходимой концентрации с предварительным определением ее лабораторными исследованиями, отличающийся тем, что концентрацию бактерицида определяют по результатам токовых электрохимических исследований, процесса подавления биокоррозии в присутствии различающихся концентраций бактерицида с определением кинетических констант процесса подавления биокоррозии из зависимости
I = I_oexp(-kτⁿ),
где I текущее значение силы тока, мкА;
I₀ фоновое значение силы тока, мкА;
τ - текущее время развития процесса, ч;
К и n кинетические константы процесса подавления биокоррозии, ч^-п и безразмерная соответственно,
причем необходимую эффективную концентрацию бактерицида для введения в жидкую среду из ряда различающихся концентраций определяют по минимальному значению кинетической константы К и максимальному значению константы n.

РИСУНКИ

Рисунок 1