کنترل خوردگی در صنایع نفت با استفاده از بازدارنده های خوردگی

در صنایع نفت، به منظور اجرای عملیات اسیدی از قبیل اسید شوئی بویلرها و اسیدکاری چاه های نفت از اسیدها مانند اسید کلریدریک و اسید سولفوریک استفاده می شود. برای این که محیط مورد نظر بر قطعات و فلزات تأثیر خورنده نداشته باشد، لازم است بازدارنده به کار رود. در این پژوهش، مشتقات آلی هتروسیکلیک با نام ها بنزامیدازول، 2-متیل بنزامیدازول و 2-مرکاپتوبنزامیدازول به عنوان بازدارنده برای فولاد ساده کربنی در محلول های 1 مولار اسید کلریدریک و 5/0 مولار اسید سولفوریک بررسی شدند. برای این منظور آزمون های پلاریزاسیون تافل و آزمون های طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (eis) در حضور بنزامیدازول، 2-متیل بنزامیدازول و 2-مرکاپتوبنزامیدازول با غلظت های 50، 100، 150، 200 وppm 250 انجام شد. نتایج نشان داد که بنزامیدازول و مشتقات آن در هر دو محلول بازدارنده هایی از نوع جذبی هستند و مکانیزم اثر آن ها توسط جذب در فصل مشترک محلول/فلز و مسدود کردن نواحی فعال آندی وکاتدی است. با افزایش غلظت بازدارنده، بازده بازدارندگی افزایش یافت. مقادیر بالاتر ثابت تعادلی جذب و قدر مطلق انرژی آزاد استاندارد جذب در حضور 2-مرکاپتوبنزامیدازول نشان داد که این بازدارنده دارای جذب موثرتر و لذا بازدارندگی بیش تر در مقایسه با بنزامیدازول و دیگر مشتقات آن است. جذب این بازدارنده ها با ایزوترم لانگمیر مطابقت داشت. با توجه به مقادیر انرژی آزاد استاندارد جذب، امکان جذب فیزیکی هر سه مشتق مذکور تشخیص داده شد. بازده بازدارندگی بنزامیدازول و مشتقات آن در اسید کلریدریک با افزایش دما از 25 به 55 درجه سانتی گراد کاهش یافت. مقدار انرژی فعال سازی در حضور بازدارنده ها در مقایسه با غیاب بازدارنده بیش تر بود. مقدار انتالپی جذب محاسبه شده نیز نشان دهنده جذب فیزیکی بازدارنده های مورد مطالعه در محلول اسید کلریدریک بود. اثرات تقویتی یون برمید در حضور بنزامیدازول و 2-متیل بنزامیدازول در محلول اسید سولفوریک ملاحظه شد در حالی که چنین اثراتی در حضور 2-مرکاپتوبنزامیدازول ناچیز بود. اثرات یون برمید، جذب فیزیکی بنزامیدازول و 2-متیل بنزامیدازول را تأیید کرد در حالی که در مورد 2-مرکاپتوبنزامیدازول امکان جذب شیمیایی وجود دارد. اثرات بنزامیدازول و 2-متیل بنزامیدازول در محلول 1 مولار اسید کلریدریک به مراتب بیش تر از اثرات آن ها در محلول 5/0 مولار اسید سولفوریک بود در حالی که اثرات 2-مرکاپتوبنزامیدازول در هر دو محلول تقریبا یکسان بود. این امر نشان داد که عملکرد 2-مرکاپتوبنزامیدازول مستقل از نوع آنیون اسید است در حالی که عملکرد بنزامیدازول و 2-متیل بنزامیدازول بستگی به نوع آنیون اسید دارد.آزمون های امپدانس در محلول اسید کلریدریک نیز عملکرد جذبی این بازدارنده ها را تأیید کرد. نتایج به دست آمده نشان داد که حضور جانشینگرها در ملکول بنزامیدازول، خصوصیت بازدارندگی آن را بهبود داده است.