ИНГИБИТОР КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ Российский патент 1997 года по МПК C23F11/04 

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии посредством ингибиторов, в частности к ингибиторам кислотной коррозии стали, и может быть использовано в нефтяной, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности для защиты стального оборудования, работающего в кислых средах.

Известен ингибитор кислотной коррозии стали, состоящий из трибензиламина, уротропина и тиомочевины (см. авт. свид. N489818, кл. С23К 11/10, 1975 ). Данный состав обладает следующими недостатками: невысокой эффективностью ингибирования и, из-за содержания в нем сероорганического соединения - тиомочевины, нежелательно его использовать в нефтяной промышленности.

Известны ингибиторы кислотной коррозии, являющиеся продуктами взаимодействия формальдегида с аминами ароматического ряда (см. Н.Г.Ключников, Г.Л. Немчинова. Защита металлов, 1971, т.7, N4, с.484). Однако они обладают низким ингибирующим эффектом.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является ингибитор коррозии для солянокислотных обработок реагент ПБ-5 продукт конденсации анилина до молекулярной массы 400 600 с уротропином в присутствии катализатора (см. Г.З.Ибрагимов, К.С.Фазлутдинов, Н.И.Хисамутдинов. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. М. Недра, 1991, с.26).

Известному ингибитору присущи следующие недостатки:
возможность выпадения осадка при использовании при обработке призабойной зоны пласта:
невысокая степень ингибирования:
недостаточная длительность эффекта ингибирования:
высокая стоимость.

В основу настоящего изобретения положена задача создать ингибитор кислотной коррозии, проявляющий высокие ингибирующие свойства в течение длительного времени в различных кислых средах с содержанием кислоты до 30%
Предлагаемый ингибитор кислотной коррозии содержит кубовой остаток производства анилина или n-фенетидина или сантохина и дополнительно - гидрофильный органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.

кубовый остаток производств анилина или n-фенетидина или сантохина 5,0 3,0
Гидрофильный органический растворитель остальное.

Кубовой остаток производства анилина по данным физико-химических исследований содержит следы анилина, аминофенолята, аминотиофенолы, едкий натр и осмаливающийся остаток в количестве 31,2 г в 79,8 г (см. Технологический регламент производства анилина контактным способом, инв. N51971, утвержденный в 1974г. ПО "Химпром").

Кубовой остаток n-фенетидина со стадии вакуумной перегонки согласно физико-химическим исследованиям включает в себя, мас.

n-фенетидин 73,5
n-хлоранилин 4,5
n-аминофенол 4,5
анилин 17,5
(см. Технологический регламент производства n-фенетидина N149-П, утвержденный в 1989 г.).

Кубовой остаток производства сантихина по данным физико-химических исследований содержит, мас.

n-фенетидин следы
сантихин 28,03
высококипящие хинолиновые примеси 33,74
толуол 38,23.

(см. Постоянный регламент производства сантохина N71-3, утвержденный в 1984 г.).

В качестве гидрофильного органического растворителя используют водно-метанольную фракцию или эфиро-альдегидную фракцию или спиртовую фракцию, являющиеся отходами производства и сжигаемые с целью уничтожения, а также ацетон по ГОСТ 2603-79, этанол по ГОСТ 18300-87, 1,4-диоксан по ГОСТ 10455-88, диметилформамид по ГОСТ 20289-74, полиэтиленгликоль по ТУ 6-15-02-268-92 и флотореагент Т-66 по ТУ 38. 103243-79.

Новая совокупность заявленных существенных признаков позволяет получить новый технический результат, а именно создать эффективный ингибитор кислотной коррозии.

Ингибитор кислотной коррозии готовят в заводских условиях простым смешением компонентов. Такой ингибитор может быть применим в средах с содержанием кислоты до 30% стабилен при перевозке и хранении, обладает широким спектром действия эффективен в соляной, серной, смеси соляной и плавиковой кислот, а также обладает длительным эффектом ингибирования.

Анализ известных решений, отобранных в процессе поиска, показал, что в науке и технике нет объекта, обладающего заявленной совокупностью признаков и наличием вышеуказанных свойств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного объекта критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия заявленного изобретения критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры приготовления ингибитора и определения эффективности использования ингибитора в кислых средах.

Пример 1.

В круглодонную трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником, помещают 0,5 3,0 г кубового остатка производства анилина. Далее в колбу заливают расчетное количество растворителя и перемешивают в течение 15 мин (см. табл. опыт 1).

Аналогичным образом, варьируя соотношение компонентов, готовят и другие составы ингибиторов (см. табл. опыты 2 31).

Приготовленные ингибиторы и известный ингибитор испытывают на определение скорости коррозии и эффективность ингибирования.

Пример 2.

Коррозионные испытания проводят на образцах из стали марки Ст 3. Агрессивной средой служит 25 30%-ная соляная кислота, 20%-ная серная кислота и смесь 20%-ной соляной кислоты и 5%-ной плавиковой кислоты. В прибор для определения скорости коррозии, состоящий из стеклянного цилиндра вместимостью 400 см³, меткой на 250 см³, с пришлифованной пробкой, в которой имеются отверстия для выхода водорода, стеклянного стержня с крючками для подвешивания стальных пластин, заливают кислоту и помещают 4 пластины из стали Ст 3. Пластины предварительно измеряют, сушат и взвешивают. Цилиндр с пластинами помещают в термостат или водяную баню с температурой (20±3)^oC. Через 24 часа пластины вынимают из раствора, промывают водой, ацетоном, спиртом, сушат и взвешивают.

Скорость коррозии V в г/м³ час вычисляют по формуле

где m₁ масса пластины до начала анализа, г;
m₂ масса пластины после анализа, г;
S площадь пластины, м²;
24 время испытания, час.

Площадь пластины S в м² вычисляют по формуле

где a длина пластины, м;
b ширина пластины, м;
c толщина пластины, м.

Результаты испытаний приведены в табл. графы 6 8.

Пример 3.

Эффективность ингибирования Z определяют как отношение разницы в скорости коррозии стали в неингибированной и ингибированной кислотах к скорости коррозии в неингибированной кислоте:

где V₀ скорость коррозии стали в неингибированной кислоте, г/м² час;
V₁ скорость коррозии стали в ингибированной кислоте, г/м² час.

Результаты исследований приведены в таблице, графы 9 11. Как видно из приведенных данных, предлагаемый ингибитор обладает высоким ингибирующим действием по сравнению с использованием известного ингибитора (см. табл. опыт 46).

Пример 4.

Аналогично примеру 2 проводят эксперименты с целью определения длительности действия ингибитора. Берут 30%-ный кубовый остаток производства п-фенетидина в ацетоне. Полученные данные показывают, что ингибирующее действие при использовании предлагаемого ингибитора продолжается в течение трех месяцев, в то время как ингибирующее действие известного ингибитора продолжается до 1 месяца (см. В. Н.Вилисов, С.В.Якимов, Т.В.Глезденева. Проблемы освоения трудноизвлекаемых запасов нефти Пермского Приуралья. Горное дело, N3, 1989).

Предлагаемый ингибитор по сравнению с известным имеет следующие преимущества:
проявляет более высокие ингибирующие свойства в кислых средах с содержанием кислоты до 30%
утилизируются крупномонтажные отходы производства, за счет чего улучшается экологическая обстановка;
за счет использования отходов производств снижается стоимость ингибитора.

Изобретение относиться к области защиты металлов от коррозии посредством ингибиторов, в частности к ингибиторам кислотной коррозии, и может быть использовано в нефтяной, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности для защиты стального оборудования, работающего в кислых средах. В основу настоящего изобретения положена задача создать ингибитор кислотной коррозии, проявляющий высокие ингибирующие свойства в течение длительного времени в различных кислых средах с содержанием кислоты до 30%. Предлагаемый ингибитор кислотной коррозии содержит кубовый остаток производства анилина или n-фенетидина или сантохина и дополнительно - гидрофильный органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
кубовый остаток производства анилина или n-фенетидина или сантохина - 5,0 - 30,0
Гидрофильный органический растворитель - остальное. 1 табл.

Ингибитор кислотной коррозии на основе производных анилина, отличающийся тем, что в качестве производных анилина он содержит кубовый остаток производства анилина, или п-фенетидина, или сантохина и дополнительно - гидрофильный органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.

Кубовый остаток производства анилина или n-фенетидина или сантохина 530
Гидрофильный органический растворитель Остальноен