ИНГИБИТОР КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 1998 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, эксплуатируемого в кислых средах.

Известен ингибитор кислотной коррозии стали, состоящий из трибензиламина, уротропина и тиомочевины (см. авт. свид. N 489818, кл. C 23 F 11/10, 1975).

Данный состав обладает следующими недостатками: невысокой степенью ингибирования и невозможностью его использования в нефтяной промышленности из-за содержания в нем сероорганического соединения - тиомочевины.

Известны ингибиторы кислотной коррозии, являющиеся продуктами взаимодействия формальдегида с аминами органического ряда (см. Ключников Н.Г., Немчинова Г.Л. Защита металлов, 1971, т. 7, N 4, c. 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 - 100 с уротропином в присутствии катализатора (см. Ибрагимов Г.З., Фазлутдинов К.С., Хисамутдинов Н.И. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. - М.: Недра, 1991, с.26).

Известный ингибитор обладает следующими недостатками: возможностью осаждения ингибитора при обработке призабойной зоны пласта и нейтрализации кислоты; невысокой степенью ингибирования; недостаточной длительностью эффекта ингибирования.

В основу изобретения положена задача создать ингибитор кислотной коррозии, проявляющий высокие ингибирующие свойства в различных кислых средах.

Поставленная задача решается так, что ингибитор кислотной коррозии на основе органических азотсодержащих соединений (ОАС) в качестве ОАС содержит кубовый остаток производства сантохина и дополнительно ароматический и гидрофильный органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кубовый остаток производства сантохина - 3,5 - 54,0
Ароматический растворитель - 3,5 - 54,0
Гидрофильный органический растворитель - Остальное
Кубовый остаток производства сантохина (6-этокси-2,2,4 -триметил-1,2-дигидрохинолина) по данным физико-химических исследований содержит, мас.%:
п-Фенетидин - Следы
Сантохин - До 28,03
Высококипящие хинолиновые примеси - До 33,74
Толуол - До 38,23
(см. Постоянный регламент производства сантохина N ТР-71-3, утв. в 1984 г) или ТУ 39-05765670-ОП-216-95.

В качестве гидрофильного органического растворителя используют спиртовую (этанольную) фракцию или спирто-альдегидную фракцию, являющуюся отходами производства, сжигаемыми с целью уничтожения, или ацетон по ГОСТ 2603-79, или этанол по ГОСТ 18300-87, или 1,4-диоксан по ГОСТ 10455-88, или диметилформамид по ГОСТ 20289-74, или флотореагент Т-66 по ТУ 38.103243-79, или спирт изобутиловый технический по ГОСТ 9536-79, или их смеси.

Введение в состав гидрофильного органического растворителя способствует гомогенизации и увеличению совместимости ингибитора с кислотами и увеличению эффективности ингибирования коррозии.

В качестве ароматического растворителя используют толуол нефтяной по ГОСТ 14710-78 или толуол по ГОСТ 5789-78, или бензол нефтяной по ГОСТ 9572-93, или бензол по ГОСТ 6955-75, или нефрас по ГОСТ ТУ 38. 1011049-8Е, ТУ 38. 101809-90, или ксилол нефтяной по ГОСТ 9410-78, или их смеси.

Введение в состав ароматического растворителя способствует повышению фазовой стабильности состава и эффективности ингибирования.

Также в качестве смеси гидрофильного и ароматического растворителя используют "возвратный спирт" производства кремнийорганических смол по технологическому регламенту TP N 121-КО "Производство кремнийорганических смол".

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

Ингибитор кислотной коррозии готовят путем смешения кубового остатка производства сантохина с органическими и ароматическими растворителями.

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 ингибитора в кислых средах.

Пример 1. В круглую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником, помещают 54,0 г кубового остатка производства сантохина, добавляют 26 г толуола и 20 г ацетона. Содержимое перемешивают до полного растворения (см. таблицу, опыт 1).

Аналогичным образом, варьируя соотношение компонентов, готовят и другие составы ингибитора (см. таблицу, опыт 2-72).

Приготовленные ингибиторы испытывают на скорость коррозии стали и эффективность ингибирования в различных кислотных средах.

Пример 2. Коррозионные испытания проводят на образцах из стали марки Ст3. Агрессивной средой служит 25 - 30%-ная соляная кислота, 20%-ная серная кислота и смесь 20%-ной соляной и 5%-ной плавиковой кислот.

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 марки Ст3. Пластины предварительно измеряют, промывают водой, ацетоном, спиртом, сушат и взвешивают. Цилиндры с пластинами помещают в термостат или водяную баню с температурой (20±3)^oC. Через 24 ч пластины вынимают из раствора, промывают водой, ацетоном, спиртом, сушат и взвешивают.

Скорость коррозии V вычисляют по формуле

где
m1, m2 - масса пластины до начала анализа и после, г;
S - площадь пластины, м²;
24 - время анализа, ч.

Площадь пластины S вычисляют по формуле:

где
a - длина пластины, мм;
b - ширина пластины, мм;
c - толщина пластины, мм.

Площадью отверстий пренебрегают.

За результат испытания принимают среднеарифметическое значение трех параллельных определений, допустимые расхождения между которыми не должны превышать 0,04 г/м² (P=0,95).

Пример 3. Эффектность 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 • ч;
V₁ - скорость коррозии стали в ингибированной кислоте, г/м² • ч.

Результаты исследований по определению скорости коррозии и эффективности ингибирования приведены в таблице, графы 5-7, 8-10 соответственно.

Как видно из приведенных данных, предлагаемый ингибитор обладает высоким ингибирующим эффектом по сравнению с использованием известного ингибитора (см. таблицу, опыт 73).

Предлагаемый ингибитор по сравнению с известным имеет следующие преимущества: достигаются более высокие ингибирующие свойства в кислых средах; утилизируются крупнотоннажные отходы производства, за счет чего улучшается экологическая обстановка; за счет использования отходов производства снижается стоимость ингибитора.

Изобретение относится к области защиты металлов от корозии посредством ингибиторов, в частности к ингибиторам кислотной коррозии стали, и может быть использовано в нефтяной, машиностроительной, химической и других отрослях промышленности для защиты стального оборудования, эксплуатирующегося в кислых средах. Предлагаемый ингибитор кислотной коррозии содержит кубовой остаток производства сантохина 3,5 -54,0 мас.% и растворитель 3,5 - 54,0 мас. % и гидрофильный органический растворитель остальное. Предлагаемый ингибитор коррозии содержит кубовый остаток производства сантохина 3,5 - 54,0 мас. %, "возвратный спирт" производства кремнийорганических смол остальное. Предлагаемые ингибиторы кислотной коррозии проявляет высокие ингибируемые свойства в различных кислых средах. 2 c.п.ф-лы, 1 табл.

\\\1 1. Ингибитор кислотной коррозии на основе органических азотсодержащих соединений, отличающийся тем, что в качестве органических азотсодержащих соединений он содержит кубовый остаток производства сантохина и дополнительно ароматический и гидрофильный органический растворители при следующем соотношении компонентов, мас.%: \\\3 Кубовый остаток производства сантохина \\ \ 7 3,5 - 54,0 \\\3 Ароматический растворитель \\\7 3,5 - 54,0 \\\3 Гидрофильный органический растворитель \\\7 Остальное \\\2 2. Ингибитор кислотной коррозии на основе органических азотсодержащих соединений, отличающийся тем, что в качестве органических азотсодержащих соединений он содержит кубовый остаток производства сантохина и дополнительно "возвратный спирт" производства кремнийорганических смол при следующем соотношении компонентов, мас. %: \ \ \ 3 Кубовый остаток производства сантохина \\\7 3,5 - 54,0 \\\3 "Возвратный спирт" производства кремнийорганических смол \\\7 Остальное