Sulfolane: Magic Extractor or Bad Actor? Pilot-Scale Study on Solvent Corrosion Potential

Shakl: 6. Sulfolanning korroziyaga qarshi sinovlari uchun to'liq laboratoriya inshooti.
Korroziya parametrlari, masalan, yiliga mil (mpy) bilan ifodalangan umumiy korroziya darajasi (PV - birlamchi o'zgaruvchi), lokalizatsiya qilingan korroziya potentsiali (o'lchovsiz chuqurlik omili), haqiqiy Stern-Geary koeffitsienti - B qiymati (mV) va korroziya mexanizmi Imkoniyat ko'rsatkichi (o'lchovsiz CMI) qayd qilinmadi. O'lchagan parametrlarning batafsil tavsifi boshqa joylarda berilgan (qo'shimcha ma'lumotdagi S2-jadval). 2-rasmda umumiy eksperimental yondashuv, jarayonning asosiy parametrlari va ularning chegaralari ko'rsatilgan.

2. Results and Discussion Sxema 2. Eksperimental loyihalash sxemasi.

SmartCET 5500 HART korroziya sensori tomonidan to'plangan ma'lumotlar kompyuter dasturi tomonidan qayta ishlangan va matnli faylda raqamli shaklda taqdim etilgan. Tajribalar natijasida olingan natijalarni tasavvur qilish va izohlash uchun MATLAB muhitida matnli fayldan ma'lumotlarni yuklash va tahlil qilish uchun ikkita dasturiy ta'minot skriptlari amalga oshirildi. Ma'lumotlarni birlashtirish ma'lumotni oldindan qayta ishlash usuli sifatida ishlatilgan. Ma'lumotlarni guruhlash yoki parchalash - bu ma'lum bir kichik intervalgacha, ya'ni katakka tushadigan ma'lumotlarning asl [uzluksiz] qiymatlari shu intervalni ifodalovchi qiymat bilan almashtiriladigan usuldir [65,66]. Ushbu matematik operatsiya o'lchangan qiymatlarning tendentsiyasini aniqroq ko'rsatish uchun amalga oshirildi. O'rtacha har bir interval uchun hisoblab chiqilgan. Ma'lumotlarni birlashtirish jarayonining umumiy ko'rinishi quyida keltirilgan (7-rasm).

1. 
   Harorat
   

Shakl 7. Ma'lumotlarni yig'ish jarayoni.

Harorat sulfolanning korrozivligiga ta'sir qiluvchi eng muhim parametrlardan biridir. SO2 ajralib chiqishi va keyinchalik H2SO3 hosil bo'lishi bilan sulfolanning parchalanishi 180-200 ◦S dan yuqori haroratlarda tezlashadi, bu esa yuqori korroziv faollikka olib kelishi mumkin. Shakl. 8a - d haroratning toza sulfolandagi AISI 304L zanglamaydigan po'latining korroziya jarayonlariga ta'sirini ko'rsatadi. Umumiy korroziya darajasi harorat oshishi bilan ortadi, lekin 230 ° C da ham 8a rasmda ko'rsatilgandek maksimal korroziya darajasi yiliga 1 m dan oshmaydi. Shuning uchun, 304L zanglamaydigan po'latdan, sinov haroratidan (230 ° C gacha) qat'iy nazar, toza sulfolan eritmasidan himoyalanmaganligi aniq. Lokalizatsiya qilingan korroziyaga moyillikni baholash uchun ishlatiladigan pitting faktor 0,15 dan past bo'lib, bir hil (umumiy) korroziya jarayonlarining ustunligini ko'rsatmoqda (8b-rasm). 0,2-0,3 dan yuqori chuqurchalar faktori odatda mahalliy korroziyaning ustunligi bo'lgan rejim sifatida qabul qilinadi. B qiymati (8c-rasm) 95 ° C da eng barqaror hisoblanadi. Yuqori haroratlarda ushbu parametr biroz tebranishga ega (elektrodlarda sodir bo'ladigan jarayonlar yanada qizg'in). B (<50 mV) ning yuqori qiymatlari katodik reaktsiyani cheklash jarayonini taklif qiladi (elektrodda katodik jarayon uchun kislorodning cheklangan kirish imkoniyati). Shakl. 8d CMI parametridagi sirt sig'imi bilan bog'liq o'zgarishlarni ko'rsatadi. Barcha sinovlar davomida CMI 60 dan past bo'lgan, bu ostenitik zanglamaydigan po'lat kabi passiv materiallar uchun odatiy holdir. CMI qiymatining pastligi (<100) elektrodlarda, masalan, sulfolan parchalanishidagi uglerod mahsulotlarida qo'shimcha birikma hosil bo'lmasligini ko'rsatadi.
Rasm 8. Umumiy korroziya darajasi (a), lokalizatsiya qilingan korroziya potentsiali (b), dinamik B qiymati (c), korroziya mexanizmi ko'rsatkichi (d) sulfolan bilan 95 ◦C, 190 ◦C va 230 ◦C haroratda o'lchanadi.
9-rasmda 230 ◦ C da o'tkazilgan tajribadan oldin va keyin namunali elektrodlar ko'rsatilgan (9a, b-rasm). Mikroskop yordamida olingan elektrod sirtining (tozalagandan keyin) rasmlari 9c, d-rasmda ham ko'rsatilgan.

Figure 9... (A) dan oldin elektrodlar va (b) sof sulfolanda 230 ° C da tajriba o'tkazilgandan so'ng (ishlov berishdan keyin). Mikroskop ostida (× 500) tajribalardan oldin (c) va keyin (d) elektrod yuzasi.
Elektrodlarning yuzasida sezilarli korroziya izlari ko'rinmaydi. Mahalliy hodisalar (pitting) kuzatilmagan. Bu ilgari olingan chuqurchaga solish koeffitsienti qiymatlariga (<0,15) to'g'ri keladi, bu umumiy korroziya sharoitlarini ko'rsatgan.
4.2. suv
Tajribalarda ishlatiladigan sof sulfolan (analitik tozaligi) tarkibida 0,2% dan kam vol. suv. Sinab ko'rilgan sharoitda (atmosfera bosimi) suvning 100 ° C dan yuqori bug'lanib ketishi kutilmoqda. Shuning uchun suvning haddan tashqari bug'lanishiga yo'l qo'ymaslik uchun 95 ° S haroratda suvning ifloslanishini oshirish bo'yicha bir qator tajribalar o'tkazildi (10a-d-rasm). Shakl 10a da ko'rsatilgandek, korroziyaning umumiy darajasi sulfolan eritmasidagi suv miqdori bilan ortadi. Qizig'i shundaki, 95 ° C haroratda konsentratsiyasi taxminan 6 vol.% Bo'lgan suvning borligi korroziya tezligini keltirib chiqardi (yiliga taxminan 0,15-0,18 m), bu toza sulfolan bilan 190 ° C da kuzatilganga yaqin edi. (yiliga taxminan 0,2 million). Suv sulfolanning korroziyasiga kuchli ta'sir ko'rsatishi aniq.
Suv tarkibidagi sulfolan bilan o'tkazilgan barcha tajribalar uchun lokalizatsiya qilingan korroziya potentsiali pitting faktori bilan ifodalangan bo'lib, juda past (<0,1) edi, bu 10b-rasmda ko'rsatilgandek umumiy korroziya mexanizmining ustunligini ko'rsatmoqda. B qiymati (10c-rasmga qarang) tajribalar davomida suv tarkibidan qat'iy nazar ancha barqaror bo'ladi. Suv qo'shilishi bilan tajribalar uchun CMI parametri 25 birlikdan oshmadi (10-rasmga qarang), ya'ni o'lchov paytida sirt qatlami hosil bo'lmadi.
Suv-sulfolan bilan tajribalar paytida sulfolan rangiga nisbatan qiziqarli kuzatuv o'tkazildi. 4-rasmda ko'rsatilgandek, eritmada qancha ko'p suv bo'lsa, shuncha ko'p qora cho'kma mavjud. Bu qiziq, chunki bunday tajribalar sulfolan (200-230 ◦C) ning parchalanish haroratidan ancha past bo'lgan taxminan 95 ◦C haroratda o'tkazilgan. Suv borligi parchalanish reaksiyalarini nisbatan past haroratlarda ham tezlashtiradigan bo'lib, ko'proq to'xtatilgan qattiq moddalarni keltirib chiqaradi, shuningdek korroziya darajasini oshiradi.



Shakl: 10. Umumiy korroziya darajasi (a), lokalizatsiya qilingan korroziya potentsiali (b), dinamik qiymat B (c), korroziya mexanizmining ko'rsatkichi (d), sulfolan eritmalarida 2%, 4% va 6% vol qo'shilgan holda o'lchanadi. suv 95 ◦C da.