NK-0001

Partnerska projektna skupina

Projekt izvajamo z univerzo UPC (angl. China University of Petroleum), ki sodi med 1 % najboljših univerz na Kitajskem (teh je več kot 5000) in eno izmed najboljših treh univerz za naftno inženirstvo, energetiko in kemijsko inženirstvo v tej državi. UPC je sodelovala z večino kitajskih državnih podjetij za pridobivanje nafte in zemeljskega plina. Premore laboratorije za instrumentalno analizo in analizno kemijo, uporabno kemijo in kemijo materialov, ki so ključnega nacionalnega pomena.

Vodja partnerske projektne skupine Yefei Wang je doktoriral leta 1998 iz inženirstva za razvoj naftnega in plinskega polja na UPC. Podoktorski študij je opravljal na drugem največjem naftnem polju na Kitajskem (Shengli, Sinopec) v mestu Dongying. Od leta 2009 do leta 2013 je bil vodja Oddelka za kemijo naftnih polj (angl. Department of Oilfield Chemistry) in od leta 2013 do 2017 podpredsednik Šole naftnega inženirstva (angl. School of Petroleum Engineering). Njegova strokovna področja so kemijski produkti naftnih polj, korozija in zaščita, korozijski inhibitorji, proizvodnja in operativna kemija naftnega polja, kemično poplavljanje in kemična obdelava proizvodnih in injekcijskih vrtin. Yefei Wang je trenutno profesor in raziskovalec na Oddelku za kemijo naftnih polj na Šoli za naftno inženirstvo, UPC. Je tudi podpredsednik Laboratorija za kemijo naftnih polj v province Shandong (angl. Shandong Key Laboratory of Oilfield Chemistry).

Vsebinski opis projekta

Predlagan projekt je osredotočen na razvoj in izvedbo tankih površinskih premazov (tankih slojev) na kovinskih materialih z uporabo različnih postopkov površinske obdelave za upočasnjevanje korozije. Natančneje, razvoj okolju prijaznih mešanic korozijskih inhibitorjev (MKI) za zaščito jeklenih materialov pred korozijo v naftnih in plinskih vrtinah med kislinskim postopkom in preučevanje njihovih mehanizmov.

Čeprav se trenutno intenzivno iščejo možnosti za učinkovito izkoriščanje alternativnih virov energije, povpraševanje po fosilnih gorivih še vedno raste. Nafta in zemeljski plin predstavljata 60 % svetovnih potreb po energiji, zato ni pričakovati, da bo konvencionalna metoda pridobivanja fosilnih goriv v naslednjih desetletjih izginila. Ker se v tem postopku včasih pojavijo nezaželeni izpusti raztopin kislin v okolje, bo skrb za zmanjšanje onesnaženosti okolja in varnost osebja, ki je vključeno v proces pridobivanja energentov, še naprej izrednega pomena.

Nezaželeni izpusti raztopin kislin v okolje so okolju še posebej nevarni pri vrtanju na morskem dnu in v bližini podzemnih vodnih virov. Uporaba okolju bolj sprejemljive raztopine MKI bi v takšnih nesrečah prispevala k ohranjanju morskega življenja in pitne vode za prihodnje generacije. Uporaba nestrupene mešanice kislinskih inhibitorjev bi prav tako drastično zmanjšala nevarnost za osebje, ki je vključeno v proces pridobivanja energentov.

Tehnologija, razvita v industriji pridobivanja energentov, je uporabna tudi za industrijske panoge kot so pretakanje kislin, dekapiranje (angl. pickling), industrijsko čiščenje in odstranjevanje oborin ter druga področja, kjer je potrebna zaščita jeklenih materialov s korozijskimi inhibitorji. Ta področja so po navadi osnova nadaljnjim industrijskim procesom, kar je razlog, da številna podjetja povprašujejo po tovrstnih tehnoloških rešitvah.

Faze projekta

  1. Izbira ali priprava mešanic korozijskih inhibitorjev (MKI) za testiranje na korozijo.
  2. Priprava vzorcev, čiščenje vzorcev, ponovitev preizkusov, izbira eksperimentalnih parametrov za potopitev/avtoklaviranje in elektrokemijske preiskave.
  3. Pregled uspešnosti MKI z uporabo avtoklavov z notranjo oblogo iz teflona. Preiskava mehanizma upočasnjevanja korozije z molekularnega vidika.
  4. Meritve površinske hrapavosti, ocena jamičasti in hitrosti jamičaste korozije, analiza površinske morfologije in kemijske sestave adsorbiranega KI filma.
  5. Karakterizacija zmogljivosti MKI v sladkih in kislih pogojih z nadzorom plina/tlaka v avtoklavih.
  6. Optimizacija koncentracije učinkovite MKI.
  7. Karakterizacija inhibicijske učinkovitosti MKI, njihovih postopkov tvorbe filma in določanje mehanizmov z uporabo elektrokemijskih meritev.
  8. Karakterizacija korozijskih produktov in debeline zaščitnih površinskih plasti glede na rezultate, dobljene v fazi 3.
  9. Študija korozijskega pokanja.
  10. Preizkusi v realnem okolju.

Reference

  1. Xhanari, K., et al., A Review of Recent Advances in the Inhibition of Sweet Corrosion. The Chemical Record, 2021. 21(7): p. 1845-1875.
  2. Wang, Y., et al., Indolizine quaternary ammonium salt inhibitors: The inhibition and anti-corrosion mechanism of new dimer derivatives from ethyl acetate quinolinium bromide and n-butyl quinolinium bromide. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 2022. 651: p. 129649.
  3. Yang, Z., et al., Dimer Indolizine Derivatives of Quaternary Salt Corrosion Inhibitors: Enlightened High-Effective Choice for Corrosion Prevention of Steel in Acidizing. SPE Production & Operations, 2021. 36(01): p. 34-42.
  4. Yang, Z., et al. Novel High-Effective Component for Acidizing Corrosion Inhibitors: Indolizine Derivatives of the Quaternary Quinolinium Salts. in SPE Asia Pacific Oil & Gas Conference and Exhibition. 2020. OnePetro.
  5. Finšgar, M. and D. Čakara, Spectroscopic analysis and in situ adsorption of 2-mercaptobenzothiazole corrosion inhibitor on Zn from a chloride solution. Applied Surface Science, 2022. 606: p. 154843.
  6. Finšgar, M., Tandem GCIB-ToF-SIMS and GCIB-XPS analyses of the 2-mercaptobenzothiazole on brass. npj Materials Degradation, 2023. 7(1): p. 1.
  7. Kosec, T., et al., Exploring the protection mechanism of a combined fluoropolymer coating on sulphide patinated bronze. Progress in Organic Coatings, 2022. 172: p. 107071.
  8. Škrlep, L., et al., Properties of the fluoroacrylate and methacryloxypropyl-trimethoxysilane applied to a layer of Cu2O on bronze as either single or multi-component coatings. Progress in Organic Coatings, 2023. 177: p. 107440.
  9. Čakara, D., R. Peter, and M. Finšgar, Optical properties and formation kinetics of corrosion inhibitor films at the Cu/Cu2O/H2O interface. Surfaces and Interfaces, 2022. 32: p. 102108.
  10. Finšgar, M., 2-Phenylimidazole Corrosion Inhibitor on Copper: An XPS and ToF-SIMS Surface Analytical Study. Coatings, 2021. 11(8): p. 966.
  11. Tratnik, N., et al., Predicting Corrosion Inhibition Effectiveness by Molecular Descriptors of Weighted Chemical Graphs. Croatica Chemica Acta, 2021. 94(3): p. P1-P8.
  12. Xhanari, K. and M. Finšgar, Recent advances in the modification of electrodes for trace metal analysis: a review. Analyst, 2023.
  13. Finšgar, M. and B. Rajh, A Factorial Design and Simplex Optimization of a Bismuth Film Glassy Carbon Electrode for Cd(II) and Pb(II) Determination. Chemosensors, 2023. 11(2): p. 129.
  14. Pavko, L., et al., Correlating oxygen functionalities and electrochemical durability of carbon supports for electrocatalysts. Carbon, 2023. 215: p. 118458.
  15. Finšgar, M., Corrosion inhibitors for brass, corrosion inhibitors for acid stimulation procedure in oil and gas industry, and advanced instrumental analysis for corrosion studies: Lecture (via MS Teams). 2020: China University of Petroleum, School of Petroleum Engineering.
  16. Finšgar, M., Molecular-specific and elemental valence state analyses in corrosion inhibitor research : invited lecture at The 11th national Conference on Corrosion and Protection. 2021.
  17. Finšgar, M., et al., Correlation Between Electrochemical and Standard Testing of Aluminum Alloys, in Light Metals 2022. 2022, Springer. p. 283-288.