Inhibítor korózie ropných polí

Inhibítor korózie v ropnom poli pôsobí na prevenciu alebo spomalenie korózie vytvorením ochrannej vrstvy na kovových povrchoch, ktoré sú vystavené korozívnym látkam. Táto ochranná vrstva môže byť zložená z niekoľkých komponentov, v závislosti od typu inhibítora a konkrétnej aplikácie.

Niektoré bežné mechanizmy, ktorými inhibítory korózie ropných polí fungujú, zahŕňajú:
Katodická ochrana:Inhibítory môžu pôsobiť ako katódové chrániče, ktoré zabraňujú tvorbe koróznych článkov znížením rýchlosti anodickej reakcie. Tento mechanizmus zahŕňa darovanie elektrónov na povrch korodujúceho kovu, čo znižuje hnaciu silu korózie.

Tvorba pasivačnej vrstvy:Určité inhibítory môžu na kovovom povrchu vytvoriť ochrannú vrstvu, známu ako pasivačná vrstva, ktorá zabraňuje priamemu kontaktu korozívnych činidiel s kovom. Táto vrstva môže byť zložená z rôznych materiálov, ako sú oxidové filmy, hydroxidy alebo iné zlúčeniny, v závislosti od použitého inhibítora.

Chelatačné činidlá:Niektoré inhibítory obsahujú chelatačné činidlá, ktoré sa môžu pevne viazať na kovové ióny, čím im bránia v účasti na koróznych reakciách. Komplexovaním s kovovými iónmi tieto činidlá zabraňujú ich oxidácii a tým spomaľujú rýchlosť korózie.

Neutralizácia korozívnych činidiel:Inhibítory korózie ropných polí môžu tiež pôsobiť tak, že neutralizujú korozívne činidlá, ako sú kyseliny alebo rozpustený kyslík, v olejovej alebo vodnej fáze. To sa dá dosiahnuť chemickými reakciami medzi inhibítorom a korozívnym činidlom, pričom vznikajú neškodné produkty, ktoré už nepredstavujú hrozbu pre kovový povrch.

Stojí za zmienku, že účinnosť inhibítorov korózie ropných polí sa môže meniť v závislosti od faktorov, ako je typ a koncentrácia prítomných korozívnych činidiel, pH prostredia, teplota a špecifické vlastnosti kovového povrchu. Preto výber vhodného inhibítora pre danú aplikáciu vyžaduje starostlivé zváženie týchto faktorov.

Podľa nedávnej štúdie Asociácie pre ochranu a výkonnosť materiálov (AMPP, predtým NACE) je korózia zodpovedná za viac ako 2,5 bilióna dolárov (s „T“), straty a škody v globálnej ekonomike každý rok. Pre tých, ktorí si udržia skóre, je to 3,4 % globálneho HDP.
Toto je jednoducho ohromujúce. Je zrejmé, že inhibícia korózie má pre globálny priemysel mimoriadny finančný význam.

Po prvé, je užitočné konkrétne sa zaoberať tým, čo je korózia v rope a plyne. Zjednodušene povedané, korózia je proces, pri ktorom rafinované kovy, podobne ako oceľ, podliehajú chemickej reakcii, ktorá spôsobuje chemické alebo elektrochemické poškodenie kovu.
Pri ropných a plynových procesoch sa korózia kovových zariadení zvyčajne vyskytuje v dôsledku jedného z nasledujúcich procesov
Sladká korózia – kov je v prítomnosti vody vystavený pôsobeniu oxidu uhličitého (CO2) alebo kyslíka (O2).
Kyslá korózia - kov je vystavený pôsobeniu sírovodíka (H2S), keď je prítomná voda
Microbial Induced Corrosion (MIC) – kov je vystavený korozívnym odpadovým produktom, ako sú CO2, H2S a kyseliny produkované baktériami
Galvanická korózia - kov koroduje, keď je vystavený iným kovom v elektrolyte, často nečistej vode
V mnohých prípadoch sa inhibítory korózie používajú na zabránenie týmto typom korózie v procesoch ropy a plynu.

Inhibítor korózie je chemická zlúčenina určená na zabránenie alebo oddialenie procesu korózie fyzikálnymi alebo chemickými prostriedkami.
Inhibítory korózie sa používajú ako aditíva v ustálenom stave pri procesoch ropy a plynu, čo znamená, že sú neustále vstrekované, aby sa zabránilo korózii.
Inhibítory korózie sú len jedným zo spôsobov, ako ropný a plynárenský priemysel bojuje proti korózii. Ďalšie metódy zahŕňajú katódovú ochranu, ochranné nátery a výber vhodného materiálu.

V ropnom a plynárenskom priemysle sa na inhibíciu korózie používajú 3 hlavné typy chemikálií:
Filmotvorné inhibítory korózie
Filmotvorné inhibítory korózie fyzicky zabraňujú korózii vytváraním filmu na vnútornej strane potrubia alebo nádoby. Táto fólia odpudzuje vodu obsahujúcu korozívne prvky a bráni kontaktu s povrchom potrubia. Vo filmotvorných inhibítoroch korózie sa používa mnoho typov chemikálií, aj keď sa často používajú azolové a pyrimidínové vedľajšie produkty. V určitých prípadoch možno použiť aj filmotvorné inhibítory korózie, aby sa zabránilo usadzovaniu nežiaducich precipitátov, ako je vodný kameň, na vnútorných častiach potrubia. Tieto sa často nazývajú „zmiešané inhibítory“ alebo „kombinované inhibítory“.

Lapače plynov, ako sú lapače kyslíka, lapače oxidu uhličitého a sírovodíky, inhibujú koróziu chemickou premenou korozívnych plynov na nekorozívne materiály prostredníctvom chemických interakcií. Tieto chemikálie často obsahujú triazín alebo rôzne amíny.

Biocídy inhibujú mikrobiálne indukovanú koróziu (MIC) tým, že zabíjajú a zabraňujú tvorbe bakteriálnych kolónií. Glutaraldehyd je bežný biocíd používaný v ropnom a plynárenskom priemysle.

Tieto tri typy inhibítorov korózie sa vstrekujú do procesov ropy, vody a zemného plynu, aby sa zabránilo korózii zariadení, potrubí a nádob.

Výzvou je, samozrejme, zistiť, koľko inhibítora korózie vstreknúť. Pretože mnohé z týchto chemických látok môžu spôsobiť bolesti hlavy pre následné procesy a rafináciu, je dôležité minimalizovať nadmerné používanie chemikálií. Nedostatočné vstrekovanie zároveň vystavuje aktíva riziku zlyhania.

Prevádzkovatelia ropy a zemného plynu a ich poskytovatelia služieb preto hľadajú lepšie spôsoby, ako vypočítať rýchlosť vstrekovania inhibítorov korózie a automatizovať koncentrácie úpravy.

Pretože presné chemické vstrekovanie inhibítorov korózie je rozhodujúce pre zníženie nákladov vo všetkých procesoch ropy a zemného plynu, prevádzkovatelia všetkých veľkostí by mali zvážiť ekonomické prostriedky automatizácie vstrekovania inhibítorov korózie.
Tu sú 3 užitočné tipy na automatizáciu vstrekovania inhibítora korózie v procesoch ropy a plynu.

● Použite prietokomer
Jedným z najjednoduchších spôsobov, ako minimalizovať plytvanie inhibítormi korózie pri zachovaní prijateľnej integrity aktív, je použitie údajov z prietokomeru v reálnom čase na informovanie o rýchlosti vstrekovania.
Vo väčšine prípadov sa inhibítory tvorby filmu vstrekujú v presných koncentráciách do procesu založeného na známych množstvách vody a úrovniach nečistôt v tomto procese. Za predpokladu, že tieto percentá zostanú stabilné, prietokomer môže informovať o potrebnom objeme inhibítorov korózie na základe predpísanej koncentrácie.
To je obzvlášť užitočné v procesoch, kde prietoky značne kolíšu zo dňa na deň, ako napríklad pri likvidácii slanej vody alebo v systémoch prenosu vyrobenej vody.

● Merajte po prúde, aby ste informovali budúce aplikácie
Jedným z najbežnejších spôsobov, ako zabezpečiť správne úrovne ošetrenia inhibítormi tvorby filmu, je meranie chemických zvyškov po prúde. Meranie zvyškov zahŕňa odber vzoriek kvapalín po prúde na zistenie koncentrácií inhibítorov korózie v procese.

Ak sa inhibítory korózie aplikujú vo vhodných koncentráciách, mala by byť v procese výroby určitá, aj keď minimálna, zvyšková chémia. Ak nie sú prítomné žiadne zvyšky, môžeme predpokladať, že nezískavame úplnú ochranu. Ak nameriame príliš veľa zvyškov, potom môžeme predpokladať, že sa liečime nadmerne.

Podobne ako pri meraní zvyškov by spoločnosti mali začať merať skutočnú koróziu v zariadeniach za vstrekovaním inhibítora korózie pomocou koróznych sond. Tento proces „uzavretia slučky“ môže časom ukázať, aké účinné sú inhibítory korózie pri skutočnej prevencii korózie.
Proces merania korózie môže byť, samozrejme, náročný. Môže byť ťažké vedieť, kam umiestniť sondy a kedy vykonať merania. V jednotlivých aplikáciách to môže byť málo užitočné.

● Zmerajte skutočnú spotrebu chemikálií
Pre každého prevádzkovateľa ťažby ropy a zemného plynu alebo poskytovateľa služieb, ktorí chcú znížiť náklady na koróziu a inhibítory korózie, môžu vyššie uvedené dve metódy znamenať dlhú cestu.
Tieto dve metódy však musia byť založené na presných údajoch o použití chemikálií.
Príliš často sa predpokladá, že skutočné dávkovanie chemikálií sa uskutočňuje predpísanou rýchlosťou. Následná analýza predpokladá, že ak bolo čerpadlo nastavené na 15 GPD, potom vstreklo 15 GPD počas tohto časového obdobia.
V skutočnosti je tento predpoklad kategoricky nepravdivý a ak sa naň spoľahneme, bude aj naďalej zmiasť tých, ktorí sa snažia optimalizovať svoje programy automatizácie inhibítorov korózie.
WellAware preskúmala tisíce chemických vstrekovacích systémov po celom svete. Monitorovali sme a automatizovali systémy, ktoré minulý rok vstrekli viac ako 860,000 galónov inhibítora korózie.

Vypúšťanie kontaminovanej vody:Inhibítory korózie sa môžu vylúhovať do vyprodukovanej vody alebo odpadovej vody počas ťažby ropy a plynu a potenciálne kontaminovať povrchové alebo podzemné vody, ak nie sú pred vypustením riadne upravené.
Vplyv na ekosystémy:Chemikálie nachádzajúce sa v inhibítoroch korózie by mohli mať škodlivé účinky na vodný život, ako je zmena rovnováhy pH alebo zasahovanie do prirodzených biologických funkcií organizmov.

Správna manipulácia a likvidácia:S inhibítormi korózie by sa malo zaobchádzať v súlade s prísnymi bezpečnostnými protokolmi a mali by sa likvidovať prostredníctvom vhodných zariadení na nakladanie s odpadmi, ktoré dokážu pred vypustením upraviť vodu tak, aby sa odstránili nečistoty.

Vodné hospodárstvo:Prevádzkovatelia by mali implementovať efektívne stratégie vodného hospodárstva na zníženie objemu vyrobenej vody a čo najviac recyklovať alebo opätovne použiť, čím sa minimalizuje potreba sladkej vody a vypúšťanie upravenej vody.

Technológie chemickej redukcie:Používanie technológií, ktoré znižujú množstvo potrebných chemických prísad, ako sú pokročilé materiály a nátery, môže pomôcť znížiť environmentálnu stopu inhibítorov korózie.

Inhibítory prijateľné pre životné prostredie:Preskúmajte a používajte inhibítory korózie navrhnuté s použitím chemických látok šetrných k životnému prostrediu, ktoré v prípade náhodného úniku predstavujú menšie riziko pre ekosystémy.

Pravidelné monitorovanie a testovanie:Pravidelne monitorujte a testujte odpadovú vodu na kontamináciu, aby ste pred vypustením zabezpečili, že spĺňa regulačné normy.

Školenie a informovanosť:Poskytnite školenie personálu zapojenému do manipulácie s inhibítormi korózie, aby ste zvýšili povedomie o možných rizikách a dôležitosti dodržiavania správnych postupov manipulácie.

Spolupráca s regulačnými orgánmi:Úzko spolupracujte s environmentálnymi agentúrami a dodržiavajte miestne predpisy a medzinárodné normy, aby ste zabezpečili, že používanie inhibítorov korózie je v rámci prijateľných environmentálnych limitov.

Zavedením týchto opatrení môže ropný a plynárenský priemysel zmierniť vplyv inhibítorov korózie ropných polí na životné prostredie a zároveň chrániť integritu aktív ropných polí.