تحضير وتوصيف بنيوي لمشتق إيميدازولين من زيت الصويا: مرشح محتمل كمثبط تآكل صديق للبيئة

Abstract

يمثل التآكل أحد أبرز التحديات التي تواجه صناعة النفط والغاز، لما يسببه من خسائر اقتصادية كبيرة ومخاطر تشغيلية قد تؤثر على سلامة المنشآت واستمرارية الإنتاج. ومن بين مختلف طرق مكافحة التآكل، حظيت المركبات المعتمدة على الإيميدازولين باهتمام واسع نظراً لقدرتها العالية على الامتزاز على الأسطح المعدنية وتكوين أغشية واقية تحد من تأثير العوامل المسببة للتآكل. يركز هذا العمل على تخليق مشتق من الإيميدازولين انطلاقاً من زيت الصويا، الذي يُعد مادة أولية متجددة وصديقة للبيئة. وقد أُنجزت عملية التخليق من خلال تفاعل الأحماض الدهنية المشتقة من زيت الصويا مع أمين متعدد (Polyamine) في ظروف تجريبية مضبوطة. وتم توصيف المركب الناتج باستعمال تقنية مطيافية الأشعة تحت الحمراء بتحويل فورييه (FTIR) للتحقق من تشكل البنية المستهدفة للإيميدازولين. وأظهرت نتائج FTIR وجود حزم امتصاص مميزة مرتبطة بحلقة الإيميدازولين، مما يدعم نجاح عملية التخليق والحصول على المركب المطلوب. كما أُجريت دراسة مقارنة مع نتائج منشورة في أبحاث سابقة بهدف تقييم جودة المنتج المحضر. وأظهرت الأطياف المتحصل عليها توافقًا جيدًا مع البيانات المرجعية الواردة في الأدبيات العلمية، مما يدعم تشكل مركب الإيميدازولين المستهدف، ويشير إلى إمكانية دراسة استخدامه لاحقًا كمثبط للتآكل من خلال اختبارات تقييم الأداء التثبيطي. ونظراً لمتطلبات أنظمة إنتاج النفط والغاز، تناولت الدراسة أيضاً إمكانية الاستغلال الصناعي للإيميدازولين المحضر. وفي هذا الإطار، تم اقتراح صياغة أولية لمثبط تآكل جاهز للاستعمال من خلال دمج المادة الفعالة مع مجموعة مختارة من المذيبات والمواد المضافة. وقد صُممت هذه التركيبة بهدف تحسين الذوبانية والتشتت وتسهيل وصول المادة الفعالة إلى السطح المعدني، مع توقع مساهمتها في تكوين طبقة امتزاز واقية في الأوساط التآكلية المحتوية على ثاني أكسيد الكربون (CO₂) وكبريتيد الهيدروجين (H₂S) والمياه المالحة. وتُبرز نتائج هذا العمل إمكانية إنتاج مثبط تآكل حيوي المصدر قائم على الإيميدازولين انطلاقاً من زيت الصويا، كما تؤكد إمكاناته الواعدة للتطوير مستقبلاً باعتباره حلاً مستداماً وصديقاً للبيئة لحماية المنشآت النفطية والغازية من التآكل.

Corrosion represents one of the major challenges facing the oil and gas industry, leading to significant economic losses and operational risks. Among the various corrosion control methods, imidazoline-based compounds have attracted considerable attention due to their excellent adsorption properties and their ability to form protective films on metallic surfaces. The present work focuses on the synthesis of an imidazoline derivative from soybean oil, a renewable and environmentally friendly raw material. The synthesis was carried out through the reaction of soybean oil-derived fatty acids with a polyamine precursor under controlled experimental conditions. The obtained product was characterized using Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) to verify the formation of the targeted imidazoline structure. The FTIR results revealed characteristic absorption bands associated with the imidazoline ring and supported the formation of the targeted structure of the desired compound. In addition, a comparative analysis with previously reported studies was performed in order to evaluate the quality of the synthesized product. The obtained spectra showed a good agreement with literature data, indicating the formation of the targeted imidazoline derivative. Considering the requirements of oil and gas production systems, the study also investigated the potential industrial application of the synthesized imidazoline. A preliminary ready-to-use corrosion inhibitor formulation was proposed by combining the active compound with selected solvents and additives. The proposed formulation was designed to improve solubility, dispersion, adsorption efficiency, and protective film stability under corrosive environments containing carbon dioxide (CO₂), hydrogen sulfide (H₂S), and saline water. The findings of this work support the feasibility of preparing a bio-based imidazoline derivative for further evaluation from soybean oil and highlight its potential for future development as an environmentally sustainable corrosion protection solution for oil and gas applications