Evaluation of the resistance of corrosion-proof steels to corrosion cracking in hydrogen sulfide solutions

Krutsan, H. M.; Radkevych, O. I.; Melekhov, R. K.; Yurkevych, R. M.

doi:10.1007/s11003-006-0049-x

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“…Geothermal brines that accompany oil and gas extraction are commonly contaminated with sulfide ions, sometimes at concentrations up to 60 mM. Hydrogen sulfide, which has p K a values of 7.04 and 11.96, is volatile at a pH ∼ 8, typical of these brines, causing diverse problems of odor, toxicity, and metal corrosion. − Electrochemical oxidation is of interest as a possible remediation technology for sour brines because chemical treatment methods , involve costly chemicals and sludge disposal.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Electrochemical Oxidation of the Sulfide Ion in Synthetic Geothermal Brines in Batch Cells Using Coke Electrodes

Rankin

Bejan

Bunce

2010

Ind. Eng. Chem. Res.

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The oxidation of the sulfide ion occurs efficiently in batch cells at massive coke electrodes. At all currents studied, the products included a low yield of elemental sulfur, which deposited on the anode; the yields of sulfate were also low, except at the highest current. The remaining products were soluble organosulfur species, indicating that the coke anodes acted sacrificially. The reaction displayed unusual kinetic behavior with respect to the disappearance of sulfide: a two-stage reaction was observed in which the loss of sulfide was faster in the early stages of reaction, while elemental sulfur deposited on the anode. A subsequent slower current-controlled reaction was associated with the formation of the remaining products.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Electrochemical Oxidation of the Sulfide Ion in Synthetic Geothermal Brines in Batch Cells Using Coke Electrodes

Rankin

Bejan

Bunce

2010

Ind. Eng. Chem. Res.

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“…Die Aufnahme von Wasserstoff kann unter bestimmten Voraussetzungen grundsätzlich durch externe Einwirkung von atomarem oder molekularem Wasserstoff sowie durch Komponenten wasserstoffhaltiger Verbindungen (z. B. Schwefelwasserstoff) erfolgen [5]. So kann Wasserstoff an der Metalloberfläche als Folge von Korrosionsprozessen am Bauteil entstehen oder als Folge einer externen kathodische Polarisation, wie z.…”

Section: Allgemeinesunclassified

Risiko der Wasserstoffentwicklung an martensitischen Schraubankern unter baupraktischen Bedingungen

2020

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Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit der Fragestellung, ob unter praxisrelevanten Bedingungen die Entstehung von Wasserstoff an vollmartensitischen Schraubankern möglich ist. Im Gegensatz zu austenitischen Werkstoffen besteht bei martensitischen Werkstoffen bei Gegenwart von Wasserstoff stets die Möglichkeit einer wasserstoffinduzierten Versprödung des Materials. Hierfür wurde ein in der Praxis häufig anzutreffendes Szenario gewählt, das ein galvanisches Element, bestehend aus nichtrostenden Schraubankern (in diesem Fall martensitischen) und einer verzinkten Ankerplatte an einem Betonkörper, umfasst. Zum Nachweis einer Wasserstoffentwicklung werden der Elementstrom zwischen den Bauteilen sowie das Korrosionspotential erfasst. Die Ergebnisse der Versuche zeigen, dass über eine zeitlich begrenzte Dauer eine starke kathodische Polarisation der martensitischen Schraubanker durch die korrosive Auflösung des Zinks erfolgt. Als Folge kommt es zur Wasserzersetzung im Phasengrenzbereich der Schraubanker und zur Entstehung von atomarem Wasserstoff. Das berechnete Gasvolumen des entstandenen Wasserstoffs an den Stahlankern wurde bestimmt und lag im Mittel bei 11,14 ± 1,94 ml. Eine Diffusion des an der Stahloberfläche adsorbierten Wasserstoffs in den martensitischen Werkstoff ist somit theoretisch möglich und impliziert eine mögliche Gefährdung durch wasserstoffinduzierte Rissbildung und spontanes Versagen unter Belastung.

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“…Geothermal sour brines that accompany natural gas extraction commonly contain up to ∼60 mM of sulfide ion and have pH values ∼8 (Ateya and Al‐Kharafi, 2002; Sosa et al, 2002; Radkevych and Vasylenko, 2003; Krutsan et al, 2005; Galvan‐Martinez et al, 2007). They are highly toxic and odorous due to the volatilisation of hydrogen sulfide (p K a1 = 6.88, p K a2 = 14.15: Greenwood and Earnshaw, 1997).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Oxidation of sulfide ion in synthetic geothermal brines at carbon‐based anodes

2011

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Geothermal brines associated with natural gas extraction present an environmental problem because of the need to avoid the escape of toxic and odorous hydrogen sulfide. In this work, carbon-based anodes (including graphite, granulated activated carbon (GAC), and industrial coke) were used in the electrochemical oxidation of sulfide ion in synthetic geothermal brines in both batch and flow cells, with a view to remediating this troublesome contaminant. Experiments were carried out in alkaline solution (to prevent volatilisation of H 2 S), in the absence or presence of added chloride ion and naphthenic acids (NAs). The product spread was variable due to the large number of competing reactions, including formation of polysulfide, oxidation to sulfate (either directly or via hypochlorination), sacrificial anode oxidation combined with sulfide trapping, and Kolbe oxidation of NAs combined with sulfide trapping. From the technological perspective, the product distribution is immaterial, because sour brines contain such high concentrations of inorganic and naphthenate salts that reinjection of the treated brine will always be required. The most efficient systems, on the basis of charge per mol sulfide remediated, employed packed bed reactors with ground coke or GAC anodes. In these reactors, the disappearance of sulfide ion was promoted, as expected, at low flow rate and high current. However, the packed beds were limited to low applied current, in order to avoid compromising the electrical conductivity of the anode bed by the production of gas (O 2 ).Les saumures géothermiques associéesà l'extraction du gaz naturel présentent un problème environnementalà cause du besoin d'éviter l'échappement de sulfures d'hydrogène toxiques et malodorants. Dans cetteétude, des anodes au carbone (y compris graphite, charbon actif en granulés et coke industriel) ontété utilisées pour l'oxydationélectrochimique de l'ion sulfure dans des saumures géothermiques synthétiques, a la fois en lots et en cuvesà flux continu, avec l'objectif d'éliminer ce contaminant ennuyeux. Des expérimentations ontété effectuées dans une solution alcaline (pour prévenir la volatilisation de H2S), en l'absence ou présence d'ions chlorures ajoutés et d'acides naphthéniques. La répartition du produitétait variable en raison du grand nombre de réactions concurrentes, y compris la formation of polysulfide, l'oxydation en sulfates (soit directement, soit par hypochloration), l'oxydation de l'anode sacrificielle combinéeà un piégeage du sulfure et une oxydation Kolbe d'acides naphthéniques combinéeà un piégeage du sulfure. Dans cette perspective technologique, la distribution du produit est immatérielle car les saumures acides contiennent de telles fortes concentrations de sels inorganiques et naphthénates qu'une réinjection de la saumure traitée sera toujours requise. Les systèmes les plus efficients, sur la base d'une charge par mole de sulfureéliminée, employaient des réacteursà lit fixe avec anodesà coke ouà carbon actif en granulés. Dans ces réacteurs, la dispar...

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Evaluation of the resistance of corrosion-proof steels to corrosion cracking in hydrogen sulfide solutions

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Electrochemical Oxidation of the Sulfide Ion in Synthetic Geothermal Brines in Batch Cells Using Coke Electrodes

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Oxidation of sulfide ion in synthetic geothermal brines at carbon‐based anodes

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