ầ
Đuụi khụng phõn c c ự Lớp dầu
- - 44
Hỡnh 2.1. Cơ chế hấp phụ tạo màng của chất ức chế ăn mũn
nhiều so với amin bậc 1. Mặt khỏc tỏc giả Nathan lại phỏt hiện rằng cỏc amin
bậc 2 lại kộm hiệu quả ức chế hơn nhiều so với amin bậc 1 với cựng số nguyờn tử cacbon, và đối với amin bậc 3 thỡ lại cũn kộm nữa và độ hấp phụ cũng kộm hơn nhiều so với amin bậc 1 và bậc 2. Để giải thớch mõu thuẫn này người ta đó nghiờn cứu ảnh hưởng độ dài mạch cacbon lờn hiệu quả bảo vệ chất ức chế.
Rừ ràng độ dài mạch hyđrocacbon mang ý nghĩa quyết định. Hiệu quả bảo vệ đạt được ở C12 nhưng tốt nhất là C16 và C18. Độ dài mạch giữ vai trũ quan trọng trong pha thấm ướt cũng như pha dầu của màng bảo vệ. Điều đú phự hợp với quy tắc hấp phụ Traube: độ hoà tan trong nước của hợp chất giảm đi khi độ dài mạch cacbuahyđro tăng lờn. Như vậy, độ lớn của mạch amin bậc 1 (trong trường hợp tất cả cỏc amin cú cựng số nguyờn tử cacbon)
trở thành yếu tố quyết định. Tuy vậy khi xột đến hiệu ứng mạch nhỏnh lại thấy amin bậc 2 với 2 nhỏnh trong đú độ dài của một nhỏnh bằng với độ dài của amin bậc 1 thỡ lại cú hiệu quả bảo vệ tốt hơn so với amin bậc 1.
Nathan cũng cho rằng cỏc amin thơm, cú chứa hơn một nhúm aryl liờn kết với nitơ, hấp phụ rất yếu nờn chống ăn mũn kộm. Theo cỏc số liệu đẳng nhiệt hấp phụ, sự cú mặt của những nhúm đa phõn cực cũng khụng làm độ hấp phụ của phõn tử tăng lờn tuyến tớnh. Eisler khi nghiờn cứu ảnh hưởng của một số yếu tố lờn độ hấp phụ của cỏc ức chế hữu cơ chống ăn mũn, đó phỏt hiện ra rằng trong trường hợp axớt stearic lượng hấp phụ tăng lờn theo thời gian nhỳng mẫu, độ khuấy trộn và sự gia tăng nồng độ, đồng thời cũng xỏc nhận lượng axớt hấp phụ khụng phụ thuộc vào nhiệt độ
Giai đoạn tiếp theo của việc tạo nờn sự bảo vệ là lực hỳt tới những nhỏnh kỵ nước của cỏc phõn tử ức chế của lớp dầu. Lớp dầu này phủ toàn bộ
bề mặt như là lớp chặn ngoài ngăn nước. Rất nhiều kết quả thực nghiệm đó chứng minh rằng hiệu ứng của cỏc ức chế hữu cơ chứa nitơ với mạch hyđrocacbon đó tăng lờn đỏng kể với sự cú mặt của một lượng dầu (hoặc ở trong hệ mụi trường hoặc như chất phụ cựng chất ức chế) cần thiết cho việc tạo thành lớp bảo vệ.
Như vậy, khụng tồn tại một cơ chế riờng biệt nào để giải thớch tỏc động của cỏc ức chế phõn cực cú chứa nitơ. Tất cả cỏc yếu tố đều phải tớnh đến đú là: hấp phụ vật lý, hấp thụ hoỏ học, phõn cực catốt, phõn cực anốt, cấu trỳc phõn cực, độ thấm ướt kim loại tăng dần … Đú cũng là kết quả sự tồn tại nhiều lớp bảo vệ: bề mặt kim loại, nhúm phõn cực, mạch hữu cơ kỵ nước và cuối cựng là màng dầu.
Tổng hợp kết quả trờn đõy thấy rằng chất ức chế hữu cơ sử dụng bảo vệ bề mặt kim loại rất đa dạng về chủng loại. Cỏc chất ức chế ăn mũn sử dụng trong cụng nghiệp dầu khớ cần cú một số yờu cầu chớnh sau:
- Cú ỏi lực với bề mặt kim loại;
- Cú khả năng tương hợp với cỏc dung dịch muối, nước và hyđrocacbon là cỏc mụi trường mà chất ức chế phải làm việc. Tuỳ theo yờu cầu sử dụng, chất ức chế cú khả năng tan hoặc phõn tỏn trong nước hoặc trong hyđrocacbon;
- Cú điểm đụng đặc thấp, cú nhiệt độ chớp chỏy cao; - Bền nhiệt;
- Cú khả năng bền trong khoảng pH rộng;
- Khả năng tạo nhũ với mụi trường làm việc (dung dịch nước, hyđrocacbon) thấp, khi cần thiết cần phải bổ sung vào hệ ức chế ăn mũn chất phỏ nhũ, …
Amin bậc 4 là nhúm hợp chất hữu cơ đạt được đầy đủ cỏc yếu tố trờn, trong cụng nghiệp chỳng được là được sản xuất từ hỗn hợp cỏc axớt bộo (dầu
- - 46
dừa, dầu đậu nành, dầu thụng, mỡ bũ, ..), chỳng là chất ức chế ăn mũn rất tốt trong tất cả cỏc mụi trường, thậm chớ cả trong mụi trường kiềm, điều này phự hợp với cỏc dung dịch sử dụng trong khai thỏc dầu khớ.
Do amin bậc 4 được sản xuất từ cỏc loại dầu thực vật hoặc mỡ bũ nờn hoỏ phẩm amin đó cú chứa thành phần dầu bộo đúng vai trũ thành phần hydrocacbon để tạo ra lớp dầu liờn kết với đuụi khụng phõn cực của amin bậc 4, làm tăng khả năng chống ăn mũn của hoỏ phẩm.
Bằng thực nghiệm một số tỏc giả [13, 20, 41] đó chứng minh rằng chất ức chế ăn mũn trờn cơ sơ amin bậc 4 là chất ức chế hỗn hợp, tuy nhiờn hiệu quả ức chế quỏ trỡnh anốt tốt hơn ức chế cỏc quỏ trỡnh catốt, đú là kết quả của việc lệch thế ăn mũn về phớa dương hơn khi tăng dần nồng độ chất ức chế ăn mũn.
Tuy nhiờn, amin bậc 4 cú nhược điểm là khú hũa tan hoặc phõn tỏn trong mụi trường nước, đặc biệt là mụi trường nước muối nồng độ cao. Để nhận được húa phẩm ức chế vừa cú khả năng phõn tỏn trong mụi trường làm việc, vừa ổn định trong thời gian lưu kho, cần chọn được thành phần phụ cựng chất hoạt động bề mặt phự hợp.
Theo nhiều tài liệu [20, 44], trong thành phần húa phẩm ức chế trờn cơ sở amin bậc 4 thường cú mặt của một hoặc một vài dung mụi, cỏc chất hoạt động bề mặt, chất tăng tan và ổn định hệ từ dung mụi đồng hũa tan … Thụng thường, vỡ mục tiờu tiết kiệm chi phớ vận chuyển, người ta cố gắng dựng ớt chất phụ gia, tăng hàm lượng chất chớnh amin bậc 4 trong húa phẩm. Cũng vỡ - lý do này húa phẩm cựng gốc của cỏc hóng khỏc nhau cú thể cú nồng độ sử dụng khỏc nhau.
2.2.4. Cỏc chất ức chế ăn mũn gốc nước đang sử dụng tại XNLD dầu khớ Vietsovpetro
Trước nhu cầu thực tế hiện nay của Xớ nghiệp liờn doanh dầu khớ Vietsovpetro về cỏc chất ức chế ăn mũn gốc nước dựng trong cụng nghiệp dầu khớ (cỏc chất ức chế dựng cho bơm ộp nước, dựng trong dung dịch hoàn thiện giếng, sửa chữa giếng, …), trong khi trong nước chưa tự chế tạo được, cú rất nhiều hóng trờn thế giới đó chào hàng giới thiệu cỏc loại sản phẩm khỏc nhau. Cỏc chất ức chế thương phẩm đang sử dụng tại Xớ nghiệp liờn doanh dầu khớ Vietsovpetro được đưa ra trong bảng 2.2.
Bảng 2.2. Cỏc chất ức chế sử dụng tại XNLD dầu khớ Vietsovpetro
Tờn hoỏ phẩm Tờn hóng
Conqor 303A MI USA-
Tessodrill Tessodrill - Indonesia
Techni HIB - 377 TTCTechnology & Training Consulting BUREAU Techni HIB - 366 TTCTechnology & Training Consulting BUREAU
Tross C- 77 Tr Oil Service Ltd
Jethid 354 Tr Oil Service Ltd
ADF- 177 ADF
Norust- 491 CEKA
Corrtreat 5704 Clariant Oil Servicer
EC 1304 NALCO
CI “Cor-Chemico” Chemico
Nguồn: Phũng Chống ăn mũn Viện Nghiờn cứu khoa học (NiPi)- - XNLD dầu khớ Vietsovpetro
Cỏc chất ức chế ăn mũn này trước khi được sử dụng đều được đỏnh giỏ trong phũng thớ nghiệm ăn mũn của Vietsovpetro ở điều kiện nhiệt độ cao (1300C), ỏp suất cao (100atm), thời gian thử nghiệm là 4 giờ, tốc độ ăn mũn trờn mẫu thộp phải ≤ 0,1mm/năm.
- - 49