Кислотных обработок

Актиниевые металлы взаимодействуют со многими веществами: галогенами, кислородом, водородом, азотом, углеродом; радиоактивный распад ускоряет реакции, происходит разогрев образцов.

Углерод — основная составная часть топлива (в горючей массе различных видов топлива его содержится от 50 до 95 %). Но это одно из самых скромных его проявлений. Ведь углерод, как полагают, альма матер всех органических соединений, известных на Земле и в космосе. Обладая исключительной способностью образовывать вместе с другими элементами (особенно с кислородом, водородом, азотом) длинные цепочки атомов, он порождает многочисленные и разнообразные органические соединения и определяет их структурные особенности. Благодаря углероду возникло все богатство и разнообразие видов растений и животных. Можно сказать, что на углеродной основе построена вся жизнь в биосфере.

% кислородом водородом

Этот эффект незначителен для у- или р-излучения как в окислительных, так и восстановительных условиях, создаваемых растворенными кислородом, водородом или перекисью водорода в пределах той ограниченной области концентрации, которая имеется в реакторах.

средственно соединяется с кислородом, водородом, серой, азотом, взаимодействует бурно с водой: Ва + 2Н2О = Ва(ОН)2 + Н2; бурно растворяется в кислотах. С кислородом барий даёт окись бария ВаО и перекись бария ВаО2; первая является основным окислом, ему соответствует сильное основание Ва(ОН)2 и соли типа ВаС!2, Ba(NO3)2 и т. д. Во всех соединениях барий — двухвалентный элемент. Летучие соли бария окрашивают бесцветное пламя в светлозелёный цвет, почему они применяются в пиротехнике. В природе барий встречается только в виде соединений: барит BaSO4, витерит ВаСОз. Распространённость бария в земной коре 0,05%. Соли бария, кроме BaSO4, весьма ядовиты. Металлический барий получается электролизом расплавленных галоидных солей. Металлический барий практического при -менения не имеет: сернокислый барий BaSO4 употребляется для изготовления белых красок и в медицине — при рентгеновском просвечивании. Барий входит в состав сплавов, обладающих большой эмиссионной способностью. Свойства соединений бария см.табл. 13.

Кислород топлива вместе с кислородом воздуха используется для горения углерода, водорода и серы. Азот топлива в горении не участвует и переходит в свободном состоянии в продукты сгорания. Сера входит в состав как горючей массы топлива, так и золового балласта. К первой принадлежит органическая горючая сера Sop, связанная с кислородом, водородом и углеродом топлива в сложных органических соединениях, а также колчеданная сера SK (пирит Fe2S). Органическая и колчеданная сера окисляются при горении топлива и выделяют тепло. Эта часть серы называется летучей (горючей) серой и обозначается Зл. К золе относится сульфатная сера Sc, входящая в состав солей серной кислоты (CaS04, FeS04 и т. п.). Количество сульфатной серы в углях и сланцах обычно не превышает 0,1%, поэтому в топливных таблицах данная величина не приводится.

Барий Ва (Barium). Серебристо-белый металл. Распространенность в земной коре 0,05%. tnA ~ 704° С, tKUn = 1540° С; плотность 3,5. Непосредственно соединяется с кислородом, водородом, серой, азотом. Бурно реагирует с водой, выделяя водород; энергично взаимодействует с кислотами. С кислородом образует окись бария ВаО и перекись бария ВаО2. Окись бария дает с водой сильное основание Ва(ОН)2. Перекись бария применяется как исходный продукт для получения перекиси водорода. Все растворимые в воде соли бария чрезвычайно ядовиты. Нерастворимый в воде сернокислый барий используется в промышленности как наполнитель и утяжелитель при производстве бумаги, для приготовления минеральных красок. Металлический барий входит в состав сплавов, обладающих высокой эмиссионной способностью.

Действие химических средств очистки основано на способности группы элементов восстанавливать соединения щелочных металлов с кислородом, водородом и т. п. Эти элементы называют геттерами. Геттеры делятся на легкорастворимые и труднорастворимые. Первые вводятся в качестве присадки в виде порошка, дроби или кусков в теплоноситель. Количество присадки берется в 2—3 раза больше, чем требуется для полного восстановления связанного металла. Новая примесь удаляется при помощи холодной ловушки или фильтров. Из легкорастворимых геттеров лучше всего изучен кальций. Кальций восстанавливает соединения лития, натрия, калия с кислородом и водородом. Растворимость кальция в натрии [в %] по массе в диапазоне температур 100—500° С равна [20] lgC = 6,5629— —1545,6/7. '

Исследованиями отмечено, что изменением литейной формы можно регулировать структурообразование поверхностного слоя металла отливки и получать заданные механические свойства. В зависимости от размерных параметров кристаллических решеток, электронной структуры и химической активности жидкого металла в условиях формирования отливки ее поверхностный слой насыщается кислородом, водородом, углеродом, азотом и другими элементами, содержащимися в облицовках и покрытиях форм. В результате протекания указанных процессов в поверхностном слое и на поверхности образуются новые структурные фазы, резбо изменяющие природу и свойства отливок. Так, адсорбционные поверхностные плены могут играть роль пассивирующего элемента, когда отношение молекулярного

кислородом, водородом, азотом, серой, фосфором и галогенами. Многие

Индий образует соединения с другими металлами, например селеном, теллуром*, сурьмой и мышьяком, а также с неметаллическими элементами — кислородом, водородом, азотом, серой, фосфором и галогенами. Многие из этих соединений, в том числе фосфид, арсенид, антимонид, окись, сульфид, селенид и теллурид индия, являются полупроводниками. В последние годы проведены многочисленные исследования, посвященные изучению этих соединений, особенно фосфида, арсенида и антимонида индия,

Для защиты от коррозии оборудования, контактирующего с минерализованными водами, содержащими сероводород, а также для защиты оборудования скважин в процессе кислотных обработок

траты нефти или нефтепродуктов для приготовления раствора перед введением ингибитора; при защите от коррозии оборудования системы поддержания пластового давления снижается проницаемость нефтесодержащих пластов и увеличивается число кислотных обработок для увеличения приемистости нагнетательных скважин. Для защиты оборудования от коррозии в водной среде целесообразно применять водорастворимые ингибиторы (рис. 27).

При наличии на поверхности труб плотных железоокисных отложений в большом количестве (600— 800 г/м2) и отложений, имеющих существенный процент органических соединений, технология очистки должна включать щелочение, которое проводится перед обработкой кислотой для разрыхления отложений, но иногда дополнительно и после кислотной стадии. Концентрация щелочи, чаще всего едкого натра, задается равной 1—2%, температура раствора 100°С при принудительной циркуляции раствора. В особо сложных случаях, при трудно удаляемых отложениях, щелочение проводят при давлении 0,5—1,0 МПа, растапливая котел. В этом случае температура раствора щелочи зависит от давления. Длительность щелочения определяется характером отложений и колеблется от 8—10 до 16—18 ч. Последующую обработку соляной кислотой проводят обычно в две стадии с концентрацией 6—7%' в первой и 3—5% во второй. Применяется ин-гибированная соляная кислота с дополнительным введением 0,5%-ного уротропина, а иногда и ОП-7, ОП-10 в концентрации 0,1%. Суммарная длительность кислотных обработок составляет 10—14 ч. После окончания кислотных очисток выполняются вытеснение и водная отмывка. В редких случаях между кислотными стадиями делают еще одно щелочение. Водные отмывки следуют за каждой кислотной и щелочной стадией, но особое внимание надо обращать на водную отмывку после последней кислотной стадии, проводимую перед пассива-

В современных котельных агрегатах, работающих при высоких параметрах, процентное содержание кремниевых составляющих не превышает 3—7. Однако в котлах среднего давления, преимущественно с давлением 3,5—3,9 МПа, количество кремниевых соединений в пересчете на ЗЮа может достигать 30—40%. Химическое удаление таких накипей связано с большими трудностями ввиду малой растворимости соединений кремния (диоксида кремния, ферро- и алюмосиликатов) в применяемых для очисток кислотах. Нередко повышенное количество силикатов—16-— 20%' встречается в котлах с давлением 10 МПа. Технология очистки растворами соляной кислоты при наличии соединений кремния в количестве более 10% должна предусматривать предварительное щелочение и не менее двух стадий обработки кислотой с ингибиторами и добавками фторидов. Для котлов с давлением до 10 МПа может использоваться многократное чередование щелочных и кислотных обработок. Большего эффекта можно добиться проводя щелочение под давлением 0,5—1,0 МПа. Длительность обработки 1—2%-ным раствором щелочи может быть увеличена до 24—36 ч в одну или несколько стадий. Установлено, что введение различных фторидов (натрия, калия, аммония и кислого фторида аммония) в концентрациях от 1 до 5% в 7%-ный раствор соляной кислоты с 0,35% ПБ-5 и 0,6%' уротропина не повышает скорости коррозии стали 20, способствуя переводу в отмывочный раствор кремниевых отложений. Лучшие результаты получаются при использовании фторида аммония. Кроме того, фториды аммония лучше растворяются в воде. Обработку раствором соляной кислоты с ингибиторами и фторидами лучше проводить в две стадии, первую — при концентрации кисло-

В предлагаемом читателю справочнике, написанном в основном по материалам отечественных публикаций, в краткой форме излагаются теоретические аспекты коррозии и ингибирования металлов в кислых средах, основные закономерности действия ингибиторов, практические вопросы применения ингибиторов в процессах травления, отмывок от отложений, кислотных обработок скважин. Особое внимание уделено вопросам ингибирования коррозионно-механического разрушения сталей в кислых средах, так как до настоящего времени не было попыток обобщить сведения по влиянию ингибиторов на коррозию под напряжением, коррозионное растрескивание, усталость, наводороживание. В заключительной части приведены сведения об ингибиторах, выпускаемых или рекомендованных к выпуску промышленностью.

8 практическом отношении знание кинетики адсорбции ингибитора необходимо для разработки оптимальной технологии процессов непрерывного и струй-] ного травления, кислотных обработок нефтяных скважин, химических очистом теплоэнергетического оборудования. I

И ПЕНОКИСЛОТНЫХ ОБРАБОТОК НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

В настоящее время для кислотных обработок применяют преимущественна соляную кислоту 12—15 %-ной концентрации. От качества НС1, одним из пока-' зателей которой является содержание в ней железа, также зависит эффективность кислотной обработки. Это связано с тем, что после нейтрализации кисло-' ты карбонатами породы, растворенное железо может выпадать в виде гидрокси-Дов, закупоривая каналы обработанной части пласта. Соляная кислота обогащается солями железа при ее транспортировке к нефтепромыслам в незащищенных емкостях, а также при коррозии оборудования в процессе кислотной обработки скважины.

В [196] сообщается об испытаниях новых модификаций ингибитора ХОСП-Ш при температурах 100—160°С и давлении 30 МПа (табл. 61). При температуре 160°С и концентрации 3% наибольшие защитные свойства проявляет ингибитор ХОСП-Н (г = 87,7). Отмечается также, что этот ингибитор обладает высокими пенообразующими свойствами, что позволяет рекомендовать его как перспективный для солянокислотных обработок скважин с высокими температурами и давлениями.

В настоящее время в стране проводится более 4000 кислотных обработок: скважин. Кроме солянокислотных нашли применением и другие растворы на основе кислот: нефте-, глино-, спиртокислотные, смеси органических и минеральных кислот. Для этих растворов также разработаны ингибиторы и инги-бирующие смеси.

Применение ингибиторов для кислотных обработок скважин дает значительный экономический эффект за счет увеличения службы оборудования скважин,, сокращения сроков простоев и ремонта, увеличения притоков нефти и газа_