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Aug 26, 2023

Inibição eficaz da corrosão do aço T95 em solução de HCl a 15% em peso por mistura de aspartame, iodeto de potássio e dodecil sulfato de sódio

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 13085 (2023) Citar este artigo 215 Acessos 2 Altmetric Metrics detalha O objetivo de desenvolvimento sustentável 12 defende a produção e consumo de verde

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 13085 (2023) Citar este artigo

215 Acessos

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Detalhes das métricas

O objetivo de desenvolvimento sustentável 12 defende a produção e o consumo de produtos verdes e sustentáveis. Como tal, aumenta a pressão sobre as indústrias do petróleo e do gás para uma mudança de paradigma. Este trabalho explora o potencial da formulação à base de aspartame (um derivado do ácido aspártico e da fenilalanina) como inibidor verde. O efeito inibidor do aspartame sozinho e em combinação com iodeto de potássio (KI) ou dodecil sulfato de sódio (SDS) ou ambos no aço T95 em solução de HCl a 15% em peso a 60-90 °C é investigado usando perda de peso, eletroquímica e análise de superfície técnicas. Os resultados mostram corrosão severa do metal, especialmente a 90 °C, com uma taxa de corrosão (v) de 186,37 mm/ano. O aspartame inibe a corrosão e a sua eficiência de inibição (η) aumenta com o aumento da temperatura. A 6,80 mM, η de 86% é obtido a 90°C. A adição de SDS ao aspartame produz um efeito antagônico. Uma mistura de KI-aspartame produz um efeito antagônico a 60 °C e 70 °C, mas um efeito sinérgico a 80 °C e 90 °C. Existe uma forte sinergia quando o aspartame (6,80 mM), KI (1 mM) e SDS (1 mM) são misturados, especialmente em temperaturas mais altas. A mistura reduz v de 186,37 para 14,35 mm/ano, protegendo a superfície metálica em 92% a 90 °C. A mistura pode ser considerada um inibidor de corrosão acidificante.

À medida que se intensificam as campanhas para o fabrico e utilização de produtos químicos verdes e sustentáveis, as indústrias do petróleo e do gás enfrentam uma pressão de transição crescente devido à peculiaridade do sector. Cada fase operacional do sector apresenta um terreno difícil para alcançar o novo “mundo verde”. Por exemplo, as atuais composições químicas inibidoras de corrosão são baseadas em aminas primárias, sais quaternários de aminas, imidazolinas, surfactantes, intensificadores, etc.1,2. O pacote foi projetado para exibir propriedades semelhantes às do surfactante de formação de filme e persistência3 sob condições de alto fluxo e excelente desempenho de inibição sob diversas condições de campo. A formulação de base orgânica foi um marco e foi altamente celebrada, pois foi vista como o substituto perfeito para o arsenito de sódio e o ferrocianeto de sódio2 de baixo desempenho, embora limitado na aplicação em altas temperaturas4,5, o que muitos trabalhos de pesquisa6 tentaram abordar. No entanto, a preocupação com a sua contribuição perigosa para o ambiente7 relacionada com a toxicidade marinha (propriedade tóxica inerente à maioria dos compostos à base de azoto8) e a não biodegradação está a torná-los menos aceitáveis ​​para utilização em ambientes offshore altamente regulamentados9. Os cientistas dos inibidores de corrosão enfrentam agora o dilema de produzir inibidores de corrosão que sejam altamente eficazes e persistam sob condições de fluxo, mas biodegradáveis ​​e ambientalmente aceitáveis.

Aspartame (Fig. 1a), (N-(l-α-Aspartil)-l-fenilalanina) é um derivado do ácido aspártico e da fenilalanina com aprovação da Food and Drug Administration (FDA) dos Estados Unidos para uso como adoçante artificial pelo indústrias alimentícias e farmacêuticas10. É custo-efetivo, possui LD50 (oral) de 10.000 mg/kg11 e contém os heteroátomos O e N em sua molécula como possíveis centros de adsorção (Fig. 1a). Além das propriedades acima mencionadas, o interesse no aspartame neste estudo também decorre do seu alto ponto de fusão de 246-247 °C. O ponto de fusão de uma molécula é um parâmetro importante a ser considerado ao projetar aplicações de alta temperatura, como acidificação de poços de petróleo. Em um trabalho de pesquisa anterior12, descobriu-se que o aspartame é um inibidor de corrosão acidificante altamente promissor. Sua eficiência de inibição aumentou com o aumento da temperatura chegando a 86% a 90 °C. Este trabalho é uma extensão do anterior e tem como objetivo identificar compostos que possam atuar como intensificadores para aumentar a propriedade de inibição da corrosão do aspartame para o aço T95 em um meio ácido forte (15% em peso de HCl) em altas temperaturas (60–90 °C). ). Técnicas de modulação eletroquímica de frequência (EFM) e perda de peso (WL) são utilizadas para revalidar os resultados anteriores12. O efeito da adição de iodeto de potássio ou dodecil sulfato de sódio (SDS, Fig. 1b) ou ambos no desempenho de inibição do aspartame é estudado usando WL, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), polarização potenciodinâmica (PDP), microscópio eletrônico de varredura ( SEM) e perfilômetro óptico (OP).