الفهرس 
IntroductionOnly 14 pages are availabe for public view
 |  | from | 349 |  |  |
| | | from | 349 | | |
Abstract
تهدف هذه الدراسة الى تحضير مركبات الأمونيوم الرباعية التي اثبتت تنوعًا في الاستخدامات الصناعية المتعددة، حيث تركز هذه الدراسة البحثية على تحضير وتقييم مركبات عضوية جديدة حلقية ذات ذرات غير متجانسة ومركبات اليفاتية متنوعة لها القدرة على تثبيط التأكل وعلى وجه الخصوص حماية المعدن C1018 المستخدم في أنابيب تحميض الابار النفطية حيث تواجه الآبار والمكامن النفطية في كثير من الأحيان تآكلًا واسع النطاق بسبب التراكيز المرتفعة من حامض الهيدروكلوريك المستخدم في إذابة رواسب الطين والأحجار على أعماق كبيرة، وتم تكييف هذه الدراسة لمحاكاة ظروف عمليات حقن الحامض في أحد آبار النفط في وسط العراق من خلال اعتماد تركيز ونوع الحامض بالإضافة إلى نوع الفولاذ المدروس لتكون الدراسة البحثية ملائمة لاختبار كفاءة مثبطات التآكل المحضرة في هذه الدراسة. ولغرض تحقيق هذا الهدف تم انجاز الخطوات التالية : الجزء الاول : 1. تم تحضير هاليدات الالكيل السائلة والشحمية بسلاسل مختلفة الاطوال عن طريق تفاعلات مختلف انواع الكحولات مع الحوامض المعدنية (حامض الهيدروبروميك وحامض الهيدروكلوريك) للحصول على هاليد الالكيل المطلوب لادخاله في عمليات تحضير املاح الامونيوم الرباعية. 2. تحضير مركبات Quaternary N-alkyl ammonium بعدد 16 مركبا عضويا جديدا تضمن التنوع في طبيعة الحلقات الاروماتية وطول السلاسل وطبيعة المواد الكارهة للماء Lipophilic وكذلك طبيعة الطرف القطبي (فيما يخص المواد ذات الفعالية السطحية) وكذلك التنوع في الايون المقابل الى ذرة النايتروجين والمعوض في عموم مركبات الامونيوم الرباعي، كما موضح في المخطط (1-1 ) الجزء الثاني : 1. اختبار ذوبانية المركبات المحضرة وتعيين الخواص الفيزيائية لكل مركب (الصيغة الجزيئية والوزن الجزيئي ودرجة الانصهار واللون لكل مركب محضر في هذه الدراسة. 2. اجراء التشخيص الطيفي للمركبات المحضرة عبر مطيافيات : الاشعة تحت الحمراء FT-IR ، الرنين النووي المغناطيسي و1HNMR و 13CNMRبهدف معرفة دقة عمليات التخليق العضوي. الجزء الثالث : تم تقييم المركبات العضوية الجديدة المحضرة كمثبطات لتأكل حديد الفولاذ C1018 في محلول حامض الهيدروكلوريك 6M HCl باستخدام الطرق التالية : 1. طريقة فقدان الوزن : حيث تمت متابعة القياسات الوزنية لنماذج من حديد فولاذ C1018 في محلول حامض الهيدروكلوريك 6M HCl في غياب و وجود (50,100,150و200 مل غرام\ لتر) من جميع المركبات المحضرة كمثبطات للتاكل في المخطط (1-1) لفترة ساعة واحدة وبتنوع درجات حرارة 313 و 323 و 333 و 343 كلفن)، وتم تسجيل الارتفاع التدريجي في فقدان الوزن مع الوقت واختزال سرعة التأكل لفولاذ C1018 المدروس في محلول 6M HCl في غياب و وجود المركبات في المخطط (1-1)، وكانت النسبة المئوية كفاءة التثبيط وفق تنوع درجات الحرارة والتراكيز تتراوح (98.8 -86%) للمثبطات : [FHDB,FDPB, DTDC, PMBF, BTDB1, BTDB2, BBTDB, FTB [و نسبة (98.26-4.78 %) للمثبطات : [PBDB, CHIB, HDCB, PCB, DATDB,TTB1, and TTB2]ونسبة (92 – -2% ) للمثبط BTDAB. 2. طريقة الاستقطاب باستخدام المجهاد الساكن أ- أستخرجت منحنيات الاستقطاب باستخدام المجهاد الساكن لدراسة تاكل حديد الفولاذ C1018 في محلول 6M HCl في غياب ووجود (50 و 100 و 150 و 200 ملغم \ لتر ) من المثبطات المنتقاة : FHDB, PMBF, PCB, TTB2 وبدرجات حرارة (313 و 323 و 333 و 343 كلفن )، وقد بينت النتائج بان تلك المثبطات المدروسة ذات كفاءة تثبيط عالية من خلال انخفاض قيم تيار التاكل. ب- عملية الامتزاز للمثبطات : FHDB, PMBF, PCB, TTB2 على سطح الفولاذ C1018 كانت تطيع متساويات الحرارة من نوع لانكماير Langmuir. ت- تم حساب القيم الثرموديناميكية للامتزاز وهي الطاقة الحرة القياسية للامتزاز، أنثالبي الامتزاز وانتروبي الامتزاز بتراكيز مختلفة وبمدى حراري 313 و 323 و 333و 343 كلفن، وقد بينت قيم الطاقة الحرة القياسية بان ميكانيكية الامتزاز للمثبطات المحضرة : [FHDB, PMBF, PCB, TTB2] على فولاذ C1018 في محلول 6M HCl هي من نوع الامتزاز المزيج (فيزيائي – كيميائي)، وبينت قيم أنثالبي الامتزاز للمثبطات : [FHDB, PCB, TTB2] هي عملية باعثة للحرارة نتيجة لقيمة الانثالبي السالبة، في حين قيمة انثالبي الامتزاز للمثبط PMBF كانت ماصة للحرارة اعتمادا على قيمتها الموجبة. ث- تم حساب القيم الحركية من : طاقات تنشيط، ثابت ارينيوس، انثالبي التنشيط وانتروبي التنشيط في غياب و وجود المثبطات [FHDB, PMBF, PCB, TTB2]، طاقات التنشيط كانت اقل في حالة وجود المثبط مقارنة بحالة غيابه وطاقات التنشيط تتناقص مع زيادة تركيز المثبطات [FHDB, PMBF, PCB, TTB2] 3. طريقة قياس المطاوعة الكهروكيميائية EIS تم تحديد عوامل النموذج، مثل : ( قيمة مقاومة المقاومة الكهربائية، حجم كل خاصية داخل الطيف والتي تؤثر هذه العوامل بشكل جماعي على مدى توافق طيف المعاوقة للنموذج مع طيف EIS المُقاس. تمت دراسة تأثير تراكيز مثبطات التآكل : ( FHDB و PCB) على السبيكة المعدنية، حيث تعرض مخططات نيكويست التي تمثل سلوك سطح المعدن الفولاذي (C1018) في محلول 6M HCl التي اجريت في غياب وجود تراكيز متفاوتة من المثبطات (50 و 100 و150 و 200 ) عند درجات حرارة 313 ، و323 ، و333 ، و343 كلفن. حيث تم تسجيل جميع أطياف المعاوقة في إمكانات الدائرة المفتوحة الخاصة بها و يشير الشكل شبه الدائري الذي لوحظ في مخططات المعاوقة إلى أن تآكل المعدن الفولاذي في بيئة 6M HCl تحكمه في المقام الأول آلية مقاومة نقل الشحنة. وقد لوحظت انحرافات طفيفة في بعض المخططات، وقد تم ربط هذه الاختلافات بتشتت التردد. يحدث هذا التشتت بسبب عوامل مثل عدم انتظام السطح، والشوائب، والخلع، وحدود الحبوب، وامتزاز المثبط، وإنشاء طبقات مسامية، وتوحيد سطح القطب. الكفاءة التي اثبتتها مطيافية المعاوقة الكهروكيميائية للمثبطات : ( FHDB وPCB) كانت نسبتها تتراوح من 99.5 – 91 %. الجزء الرابع لاجل اجراء محاكاة لظروف حقن الحامض المتزامنة مع حقن مثبطات التاكل حقليا خلال عمليات تحميض الابار النفطية .. فان الدراسة لم تكتفي بالاعتماد على قياس معدلات التاكل وسلوك مثبطات التاكل المحضرة بموجب ظروف ثابتة في المختبر فقط (والتي عادة تكون دقتها بنسبة محددة), فقد تمت دراسة وتحقيق قياسات التاكل في ظروف متغيرة داينميكية ( خلال حقن الحامض في الانابيب باعماق مختلفة ) بغية الحصول على نتائج اكثر دقة لسلوك المثبطات المحضرة , وعليه تم اعتماد الطرق الديناميكية من خلال دراسة سرعة الجريان والضغط وفقا للمعيار ASTM G-170, G-184, G-202, حيث تم اعتماد معدل جريان عملية التحميض (m3/sec) (m3 /min) وكذلك القطر الداخلي لانبوب الحقن (m) ومساحة المقطع العرضي (m2) وتطويعها في قفص تدوير جهاز المحاكاة Dynamic Auto clave للوصول الى سرعة تدوير تحاكي ظروف الحقن الحقلية وبسرعة تدويرمدروسة( 890 rpm ) وافضت دراسة ظروف المحاكاة الى اثبات كفاءة عالية الى المثبطات المحضرة FHDB, PMBF, PCB, TTB2 في ردع تدهور الفولاذ المدروس C1018 في الوسط الحامضي 6M HCl. حيث كانت نتائج كفاءة الثبيط تقترب كثيرا من دراسة سلوك المثبطات في الظروف المختبرية الثابتة. الجزء الخامس تمت دراسة كفاءة التثبيط المرئية للعينات المدروسة C1018 بوجود وبغياب المثبطات المحضرة المدروسة FHDB, PMBF, PCB, and TTB2 في البيئة الحامضية 6M HCl من خلال الفحص المجهري الالكتروني SEM ومجهر القوة الذرية AFM من خلال معرفة الفرق بين كوبونات الفولاذ C1018 المغموسة في الحامض والجسم التالف على سطح المعدن بعدم استخدام المثبط المدروس والعثور على الثقوب المتأكلة في جميع انحاء العينة في حين ملاحظة تاثير استخدام المثبط من خلال انتاج طبقة فيلم رقيقة معبأة على سطح المعدن والذي يعزى السبب فيها الى الطبقة الممتزة للمثبط المحضر على سطح كوبونات C1018 والذي يقوم بتقليل او منع حدوث التاكل الحامضي للفولاذ, علاوة على فحص الفرق في خشوة السطح وتضاريس كوبونات C1018 باستخدام 3D AMF وفق نهج التوصيف على مستوى قياس النانو مقارنة مع الكوبونات المدروسة بعدم وجود الحامض. الجزء السادس : 1. اثبتت دراسة التحليل الاحصائي للنتائج (تحليل المتغيرات MANOVA ) وفق برنامج MINITAB Software 2021 من خلال تصاميم Factorial design و Taguchi design والتي برهنت ان جميع المتغيرات التي تم دراستها من درجات الحرارة والتراكيز المستخدمة لمثبطات التاكل المدروسة نظريا كان لها الدور المؤثر على معدل تاكل الفولاذ C1018 من خلال نتائج Regression Equation و منحنى Pareto بان نتائج النماذج الرياضية للتصاميم التي حصلنا عليها كانت بدقة عالية من خلال اقيام الانحدار متعدد المتغيرات الذي يصف سلوك عملية تثبيط التاكل بدقة عالية (معامل الارتباط قريب جدا من 1 ( R2= 98 -99.9% ) وكذلك اقيام الاحتمالية التي عادة تكون بقيمها المثلى p-value < 0.05 للمثبطات المدروسة : FHDB , PMBF, PCB,DATDB 2. ان دراسة كيمياء الكم النظرية للمركبات المحضرة في هذه الدراسة FHDB, PMBF, PCB, TTB2 تضمنت براهين عالية في كفاءة الثبيط من خلال : • حساب فرق مستويات الطاقة ΔE بين مستوى HOMOو LOMO من خلال عدد المدارات الجزيئية التي يشغلها المثبط وعدد المدارات غير المشغولة والتي من خلالها تملأ الكترونات ذلك المدار والذي يتسبب في منح السطح المعدني بكمية كبيرة من الالكترونات من خلال المثبطات. وعلى هذا الاساس تم اعتماد كفاءة الثبيط الاعلى بين المثبطات المدروسة نظريا اعتمادا على ΔEback-donation. دراسة محاكاة مونت كارلو MD والتي اثبتت طاقات الامتزاز على سطح المعدن وامتزاز الصلب وكذلك طاقة التشوه والتي برهنت فيها اقيام E ads كامتزاز قوي وعفوي على سطح C1018. التحقق النظري للكثافة الالكترونية الكلية لسطح شفاف ورسم خرائط الجهد الالكتروستاتيكي ESP وبالتالي العثور على مواقع ومراكز الجهود السالبة والموجبة باستخدام صور ESP والتعرف على الذرات المسؤولة عن منح الالكترونات على سطح الفولاذ.