The inhibitory effect of selected reagents on carbon steel corrosion in formation water containing hydrogen sulfid

• Autorzy: Gurbanov Huseyn R. , Pashayeva Saida

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2024.01.07

Warianty tytułu

PL

Działanie antykorozyjne wybranych odczynników na korozję stali węglowej w wodzie złożowej zawierającej siarkowodór

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

For the first time, the impact of the composition of gossypol resin and IB-1 reagent, prepared in a 3:1 ratio and conventionally named HS-1, on the corrosion rate in hydrogen sulfide formation water has been investigated under laboratory conditions. Concentrations of 20, 40, 60, 80 mg/l of the new composition were used. During the experiments, a formation water sample taken from well No. 1082 of “Bibiheybatneft” OGPD, SOCAR, served as the electrochemical corrosion medium for the study. To conduct a comparative analysis, gossypol resin, IB-1 inhibitor, and HS-1 composition were used. Concentrations of 50, 100, 150, 200 mg/l of gossypol resin and 10, 15, 20, and 25 mg/l of IB-1 inhibitor were employed in the experiments. Numerous laboratory experiments revealed that the optimal consumption rate for the HS-1 inhibitor is 100 mg/l, for gossypol resin it is 200 mg/l, and for the IB-1 inhibitor it is 25 mg/l. These experiments were conducted under dynamic conditions over six hours. It was determined that the newly developed HS-1 composition offers superior protection in an aggressive medium containing hydrogen sulfide compared to its constituent components, gossypol resin, and IB-1 inhibitor. Specifically, as the concentration of gossypol resin in formation water increases from 50 to 200 mg/l, the corrosion protection effect ranges from 60–82%. When the concentration of IB-1 inhibitor varies between 10–25 mg/l in a hydrogen sulfide medium, the protection effect lies between 65-90%. In the aggressive medium of hydrogen sulfide formation water, increasing the concentration of the new HS-1 composition from 30–80 mg/l results in an enhancement of its electrochemical corrosion protection effect, ranging from 74–98%. Upon analyzing the results of numerous laboratory experiments, it was found that the optimal consumption rate of gossypol resin for corrosion protection in an aggressive medium with hydrogen sulfide is 200 mg/l, the consumption rate of IB-1 inhibitor is 25 mg/l, and for the HS-1 composition is 80 mg/l. The corrosion rates for gossypol resin in the concentrations of 50, 100, 150, 200 mg/l is 1.72, 1.38, 1.12, 0.78 g/m2  · h and retardation coefficient is 2.50, 3.10, 3.84, 5.51, respectively. Corrosion rate of IB-1 inhibitor concentration in the amount of 10, 15, 20, and 25 mg/l is 1.5, 1.12, 0.78, 0.43, and retardation coefficient is 2.86, 3.84, 5.51, 10.0, respectively. The corrosion rates for the new HS-1 composition at concentrations of 20, 40, 60, 80 mg/l is 1.12, 0.73, 0.34, 0.08, and the retardation coefficient is 3.84, 5.89, 12.64, 53.75, respectively. Comparing the corrosion rate values obtained for all three reagents with the corrosion rate for hydrogen sulphide formation water shows that new HS-1 composition has a higher effectiveness compared to its constituent components.

PL

Po raz pierwszy w warunkach laboratoryjnych zbadano wpływ składu żywicy gossypolowej i odczynnika IB-1, przygotowanej w stosunku 3:1 i umownie nazwanej HS-1, na szybkość korozji w wodzie złożowej zawierającej siarkowodór. Zastosowano stężenia 20, 40, 60, 80 mg/l nowego składu. Podczas eksperymentów jako elektrochemiczne medium korozyjne do badań posłużyła próbka wody złożowej pobrana z odwiertu nr 1082 "Bibiheybatneft" OGPD, SOCAR. W celu przeprowadzenia analizy porównawczej w doświadczeniach wykorzystano żywicę gossypolową, inhibitor IB-1 oraz komponent HS-1. Pobrano 50, 100, 150, 200 mg/l żywicy oraz 10, 15, 20 i 25 mg/l inhibitora IB-1. Liczne badania laboratoryjne wykazały, że optymalne zużycie inhibitora HS-1 wynosi 100 mg/l, żywicy gossypolowej 200 mg/l, a inhibitora IB-1 25 mg/l. Doświadczenia te prowadzono w warunkach dynamicznych przez sześć godzin. Stwierdzono, że nowo opracowana kompozycja HS-1 zapewnia lepszą ochronę w agresywnym środowisku zawierającym siarkowodór w porównaniu z jej składnikami, żywicą gossypolową i inhibitorem IB-1. Zatem gdy stężenie żywicy gossypolowej w wodzie złożowej wzrośnie o 50–200 mg/l, efekt ochrony przed korozją przyjmuje wartość w przedziale 60–82%. Gdy stężenie inhibitora IB-1 waha się w granicach 10–25 mg/l w środowisku siarkowodorowym, efekt ochronny wynosi 65–90%. W agresywnym środowisku wód złożowych zawierających siarkowodór zwiększenie stężenia nowej mieszaniny HS-1 w zakresie 30–80 mg/l powoduje wzrost jej elektrochemicznego efektu antykorozyjnego w granicach 74–98%. Analizując wyniki licznych eksperymentów laboratoryjnych stwierdzono, że optymalne zużycie żywicy gossypolowej do ochrony przed korozją w agresywnym środowisku z siarkowodorem wynosi 200 mg/l, zużycie inhibitora IB-1 25 mg/l, a stopień zużycia kompozycji HS-1 80 mg/l. Szybkość korozji żywicy gossypolowej w stężeniach 50, 100, 150, 200 mg/l wynosi 1,72; 1,38; 1,12; 0,78 g/m2  ·h, a współczynnik opóźnienia wynosi odpowiednio 2,50; 3,10; 3,84; 5,51. Szybkość korozji przy stężeniu inhibitora IB-1 w ilościach 10, 15, 20 i 25 mg/l wynosi 1,5; 1,12; 0,78; 0,43, a współczynnik opóźnienia wynosi odpowiednio 2,86, 3,84, 5,51, 10,0. Szybkość korozji nowego składu HS-1 w stężeniach 20, 40, 60, 80 mg/l wynosi 1,12; 0,73; 0,34; 0,08, a współczynnik opóźnienia wynosi odpowiednio 3,84; 5,89; 12,64; 53,75. Porównanie wartości szybkości korozji uzyskanych dla wszystkich trzech odczynników z szybkością korozji w wodzie złożowej zawierającej siarkowodór wskazuje, że nowa kompozycja HS-1 ma wyższą skuteczność w porównaniu do jej poszczególnych składników.

Słowa kluczowe

EN

hydrogen sulfide; composition; reagent; corrosion rate; protection; formation water

PL

siarkowodór; skład; odczynnik; szybkość korozji; działanie ochronne; woda złożowa

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2024
• Tom: R. 80, nr 1
• Strony: 55--60
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gurbanov Huseyn R.

• Azerbaijan State Oil and Industry University

autor

Pashayeva Saida

• Azerbaijan State Oil and Industry University

Bibliografia

• Abbasov V.M., Mamedbeyli, E.G., Agamalieva D.B., 2018. Synthesis of inorganic complexes derived from imidazoline based on synthetic butyric acids and kinetic effects of hydrogen sulfide corrosion. Transport and Storage of Petroleum Products and Hydrocarbon Raw Materials, 2: 25–28.
• Aghazade Y.C., 2016. Study of compositions based on liquid rubber as a means of corrosion protection. Chemistry Problems, 2: 153–157.
• Blustein G., Romagnoli R., Jaén J.A., Di Sarli A., Amo B., 2006. Zinc basic benzoate as eco-friendly steel corrosion inhibitor pigment for anticorrosive epoxy-coatings. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 290(1–3): 7–18. DOI:10.1016/j.colsurfa.2006.04.043.
• Efendiyeva L.M., 2017. Study of inorganic complexes of imidazole derivatives based on synthetic petroleum acids and oxyacids as corrosion inhibitors. Chemistry Problems, 1: 67–71.
• Flat X.R., 2016. Study of complexes based on imidazoline and fatty acids in carbon dioxide environment. Chemistry Problems,1: 44–49.
• GOST 39-234-89 Water for flooding oil reservoirs. Determination of hydrogen sulfide content. 1990, 56.
• Gutman E.M., Getmansky M.D., Klanchuk O.P., 1988. Protection of oil field gas pipelines from hydrogen sulfide corrosion. Nedra, Moscow,1–200.
• Ioffe Z.A., Kam F.L., 1974. Influence of mercury, inhibitor and medium on the speed of electrochemical reactions and corrosion of iron. Protection of Metals, 10(3): 300–303.
• Kuliev M.M., Mamedov K.A., Gamidova N.S. et al., 2015. Influence of a multifunctional inhibitor on corrosion-mechanical destruction of oil industry equipment. Azerbaijani Oil Industry,5: 33–36.
• Kuznetsov Yu.I., 2002. Sovremennoe teori inhibirovaniya corrosion of metals. Zachashita Metallov, 3(2): 122–131.
• Kuznetsov Yu.I., Vaganov R.K., 2000. On the protection of steel in hydrogen sulfide-containing environments by volatile inhibitors. Protection of Metals, 36(5): 520–524.
• Kuznetsov Yu.I., Vaganov R.K., 2001. On the Inhibition of Hydrogen Sulfide Corrosion of Steel with Schiff Bases. Protection of Metals,37(3): 238–243, 538–543.
• Lecante A., Robert F., Blandinières P.A., Ross C., 2011. Anti-corrosive properties of S. tinctoria and G. ouregou alkaloid extracts on low carbon steel. Current Applied Physics, 11(3): 714–724. DOI:10.1016/j.cap.2010.11.038.
• Mamedov K.A., 2013. Application of a new multifunctional corrosion inhibitor. Azerbaijan Oil Industry, 2: 33–35.
• Mammadov K.A., Aliyev Sh.G., Aliyeva T.S., Rahimova K.A. 2012. Study of environmental problems caused by corrosion in the oil and gas industry. Azerbaijan Oil Industry, 10: 59–61.
• Mammadov K.A., Hamidova N.S., Ahmadova A.V., 2013. Development of a new anti-corrosion bactericide-inhibitor. Azerbaijan Oil Industry, 12: 36–38.
• Pashaeva S.M., 2020. Protective properties of the combined inhibitor. XXXII International Scientific and Practical Teleconference. Advances in Science and Technology, 83–87.
• Plennevaux C., Kittel J., Frégonése M., Normand B., Ropital F., Grosjean F., Cassagne T., 2013. Contribution of CO2 on hydrogen evolution and hydrogen permeation in low alloy steels exposed to H2S environment. Electrochemistry Communications, 26(1):17–20. DOI: 10.1016/j.elecom.2012.10.010.
• Radojčić K., Berković S., Kovač J., Vorkapić-Furač J., 2008. Natural honey and black radish juice as tin corrosion inhibitors. Corrosion Science, 50(5): 1498–1504. DOI: 10.1016/j.corsci.2008.01.013.
• Salasi M., Sharabi T., Roayaei E., Aliofkhazraei M., 2007. The electrochemical behavior of environment-friendly inhibitors of silicate and phosphonate in corrosion control of carbon steel in soft water media. Materials Chemistry and Physics, 104(1): 183–190. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2007.03.008.
• Salmanli V.A., Mammadov K.A., 2017. Aluminum-based galvanic anode with modified anti-corrosion composition. Azerbaijan Oil Industry, 9: 38–40.
• Vaganov R.K., Frolova N.V., Kuznetsov Yu.I., 2002. Inhibition of hydrogenation of steel in sulfur-containing environments by Schiffa bases. Zachashita Metallov, 38(1): 38–43.
• Vigdorovich V.I., Tsygankova L.E., 2011. Inhibition of Hydrogen Sulfide and Carbon Dioxide Corrosion of Metals.Universalism of Inhibitors. KARTEK, Moscow, 1–244.
• Zuev A.V., 2015. Determination of bactericidal properties of a new disinfectant based on glyoxal. Contemporary Problems of Science and Education, 2(3): 48–53.