Effect of heat and mass transfer on corrosion of carbon steel in a crude oil medium using corrosion inhibitors sodium nitrate and castor oil under different circumstances

عباس خليل ابراهيم الجبوري

doi:10.52716/jprs.v12i3.525

المؤلفون

عباس خليل ابراهيم الجبوري وزارة النفط/ شركة مصافي الوسط

DOI:

https://doi.org/10.52716/jprs.v12i3.525

الكلمات المفتاحية:

Corrosion rate; Weight loss; Inhibitors; Mass transfer coefficient; Dissolution current density.

الملخص

يعتبر التآكل مشكلة أساسية في الصناعة النفطية تسبب العديد من المشاكل التشغيلية والتجارية والتي تتطلب اهتمام ودراسات شاملة من أجل إيجاد الحلول المناسبة لها. من بين هذه المشاكل حدوث التآكل في معدات إنتاج النفط الخام وكذلك في أنابيب نقل المنتجات النفطية مما يؤدي إلى فشلها. وبالتالي زيادة التكلفة نتيجة لصيانتها أو استبدالها. ومن أجل حمايتها من التآكل، عادة ما يتم استخدام أنواع مختلفة من المثبطات ، حيث يتم حقن كميات صغيرة من المانع باستمرار، مما يؤدي وببطء إلى تكوين طبقة رقيقة من المانع بينها وبين المواد المسببة للتآكل لحمايتها من التآكل.

في هذه الدراسة، تم فحص أداء عملية التآكل عند درجات حرارة مختلفة وهي 20، 30، 40، 50 و 60 درجة مئوية، وبسرعات دوران مختلفة وهي 0، 500، 1250 و 2000 دورة في الدقيقة. بينما كانت تراكيز المثبط نترات الصوديوم المستخدمة هي 0، 0.5، 1.0، و 1.5 غم \ لتر من النفط الخام، وكانت تراكيز المثبط زيت الخروع المستخدمة هي 0، 0.5، 1.0، و 1.5 مل \ لتر من النفط الخام. أظهرت النتائج أن معدل تآكل الفولاذ الكاربوني في النفط الخام يتناقص مع زيادة تركيز كلا النوعين من المثبطات (نترات الصوديوم وزيت الخروع)، بينما يزداد مع زيادة درجة الحرارة وسرعة الدوران. وجد أن أقصى كفاءة للمثبط زيت الخروع في النفط الخام كانت 93.7 % عند تركيز 1.5 مل \ لتر ودرجة حرارة 20 درجة مئوية وسرعة دوران 0 دورة في الدقيقة، بينما كانت أقصى كفاءة للمثبط نترات الصوديوم هي 98.6 % عند تركيز 1.5 غم \ لتر ودرجة حرارة 20 درجة مئوية وسرعة دوران 0 دورة في الدقيقة.

المراجع

Sharma, S.K. and Sharma, A., ‘Green corrosion inhibitors: status in developing countries’, Green corrosion chemistry and engineering: Opportunities and challenges, 11, 2011, pp. 157-80.

Verma, C., Quraishi, M.A., ‘Gum Arabic as an environmentally sustainable polymeric anticorrosive material: Recent progresses and future opportunities’, International Journal of Biological Macromolecules, 184, 2021, pp. 118-134.

Grady, P., ‘Corrosion control’, Extension Course Institute, Air University, 1984.

Albusairi, B.H., Al-Mulla, A., ‘A study of flow properties of Kuwaiti crude oil obtained from different sources’, Journal of Petroleum Science and Technology, 7(1), 2017, pp. 79-90.

Hajivand, P., Vaziri, A., ‘Optimization of demulsifier formulation for separation of water from crude oil emulsions’, Brazilian Journal of Chemical Engineering, 32, 2015, p. 107-118.

Groysman, A., ‘Corrosion problems and solutions at oil refinery and petrochemical units’, Corrosion problems and solutions in oil refining and petrochemical industry; Springer, Cham, 32, 2017. pp. 37-99.

Schempp, P., Köhler, S., Menzebach, M., Preuss, K. and Tröger, M., ‘Corrosion in the crude distillation unit overhead line: Contributors and solutions’, In Proceedings of the European corrosion congress, 9 (3-7), 2017, pp. 1-15.

El-Sayed, N.H., ‘Corrosion inhibition of carbon steel in chloride solutions by some amino acids’, European Journal of Chemistry, 7(1), 2016, pp. 14-18.

Goni, L.K., Mazumder, M.A., ‘Green corrosion inhibitors’, Corrosion Inhibitors, 30(4), 2019, pp. 77-83.

Deyab, M. A., Osman, M. M., Elkholy, A. E. and Heakal, F. E.T., 'Green approach towards corrosion inhibition of carbon steel in produced oilfield water using lemongrass extract', Royal Society of Chemistry, 7, 2017, pp. 45241-4525.

Muthukumar, N., Maruthamuthu, S. and Palaniswamy, N., 'Green inhibitors for petroleum product pipelines', Corrosion Protection Division, Central Electrochemical Research Institute, 10, 2006, pp. 50-53.

Achaya, K.T., ‘Chemical derivatives of castor oil’, Journal of the American Oil Chemists Society, 48(11), 1971, pp. 758-763.

Bhangale, A., Wadekar, S., Kale, S., Bhowmick, D. and Pratap, A., ‘Production of sophorolipids synthesized on castor oil with glucose and glycerol by using starmerella bombicola (ATCC 22214)’, European Journal of Lipid Science and Technology, 116(3), 2014, pp. 336-43.

Muthukumar, N., Maruthamuthu, S. and Palaniswamy, N., ‘Green inhibitors for petroleum product pipelines’, Electrochemistry, 75(1), 2007, pp. 50-3.

Oguntade, T.I., Ita, C.S., Sanmi, O. and Oyekunle, D.T., ‘A binary mixture of sesame and castor oil as an ecofriendly corrosion inhibitor of mild steel in crude oil’, The Open Chemical Engineering Journal, 14(1), 2020, pp. 25-35.

Herricks, T., Chen, J. and Xia, Y., ‘Polyol synthesis of platinum nanoparticles: control of morphology with sodium nitrat’, Nano Letter, 4(12), 2004, pp. 2367-2371.

Du, L., Wang, Q., Li, X. and Yan, H., ‘Cause analysis and suggestion on corrosion leakage of pipe in atmospheric and vacuum pressure unit’, In IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 711(1), 2020, p. 012015.

Susan, W.B., ‘Microbiologically influenced corrosion handbook’, Industrial Press Inc., 1994, pp. 37-41.

Abbas, S.T. and Hasan, B.O., ‘Corrosion of carbon steel in formic acid as an organic pollutant under the influence of concentration cell’ Journal of Petroleum Research and Studies, 10(2), 2020, pp. 76-94.

Hamad, M.F., Kader, H.D. A. and Hasan, B. O., ‘Galvanic corrosion of carbon steel-copper in aerated H2SO4 under agitation conditions’, Corrosion and Materials, 1(5), 2015, pp. 2010-2016.

Jafari, H. and Akbarzade, K., 'Effect of concentration and temperature on carbon steel corrosion inhibition', Journal of Bio-and Tribo-Corrosion, 3(1), 2017, pp. 1-9.

Asmara, Y.P., Kurniawan, T., Sutjipto, A.G.E. and Jafar, J., ‘Application of plants extracts as green corrosion inhibitors for steel in concrete-A review’, Indonesian Journal of Science and Technology, 3(2), 2018, pp. 158-170.

Hayhurst, A. N. and Parmar, M. S., ‘Measurement of the mass transfer coefficient and Sherwood number for carbon spheres burning in a bubbling fluidized bed’, Combustion and flame, 130(4), 2002 ,pp. 361-375.

Qin, K., Thunman, H. and Leckner, B., ‘Mass transfer under segregation conditions in fluidized beds’, Fuel, 195, 2017, pp. 105-112.

Ali, H.A., ‘Modification of caster oil and study its efficiency as corrosion inhibitors in formation water media’, Engineering, 9(03), 2017, p. 254.

Ashassi-Sorkhabi, H. and Asghari, E., ‘Effect of hydrodynamic conditions on the inhibition performance of l-methionine as a “green” inhibitor’, Electrochemica Acta, 54(2), 2008, pp. 162-167.