ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ В СЕРНОЙ, СОЛЯНОЙ И ОРТОФОСФОРНОЙ КИСЛОТАХ Российский патент 2007 года по МПК C23F11/04 

Изобретение касается защиты металлов от кислотной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для травления в металлообрабатывающей промышленности, а также для кислотных очисток в энергетике и пищевом производстве.

Известно, что уротропин тормозит коррозию стали в серной и соляной кислотах (Алцыбеева А.И., Левин С.Е. Ингибиторы коррозии металлов. Л.: Химия, 1968, 28-29 с.). Однако как для стали, так и некоторых других металлов, например цинка и марганца, замедление коррозии недостаточно эффективно. Другой недостаток уротропина как ингибитора заключается в том, что его концентрация, необходимая для защиты стали, весьма велика, достигая 2% (т.е. исчисляется сотнями миллимолей на литр).

Наиболее близким к предлагаемому ингибитору как по технической сущности, так и достигаемому результату является известный ингибитор - продукт конденсации анилина с каприновым альдегидом (В.Г.Турбина, Н.Г.Ключников Защита от коррозии стали в соляной кислоте продуктами конденсации аминов и альдегидов в сб. статей "Ингибиторы коррозии металлов", ЦНИИ технологии судостроения, изд. "Судостроение", 1965, с.124-129).

Известный ингибитор защищает сталь лучше, чем уротропин, но степени защиты для него все же недостаточно велики, составляя 92,07; 95,50; 97,29% в 3, 5, 7 н. соляной кислоте соответственно. Еще менее эффективен ингибитор при защите цинка и марганца от коррозии и стали от наводороживания.

Задача, поставленная в данном предлагаемом изобретении, заключается в создании ингибитора кислотной коррозии не только стали, но и цинка и марганца, обладающего высокой антикоррозионной способностью по отношению к перечисленным металлам, а также проявляющим защитное действие против наводороживания стали. Положительный эффект достигается за счет взаимного усиления (синергизма) защитного действия компонентов предлагаемого ингибитора.

Для достижения названной технической задачи предлагается в серную, соляную и ортофосфорную кислоту вводить ингибитор, содержащий в своем составе уротропин, продукт конденсации амина с альдегидом - фурфурил-3-иод-4-аминопиридин, а также 2-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин.

Два последних вещества имеют соответственно следующее строение:

и

Компоненты ингибитора берутся в следующих концентрациях, мас.%:

фурфурил-3-иод-4-аминопиридин29,4-21,02-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин14,7-12,3уротропин55,8-66,6

Для удобства приготовления раствора сообщаются также концентрации компонентов ингибитора в г/л (в той же последовательности): 1,0-1,7; 0,5-1,0; 1,9-5,4.

При введении ингибитора в кислоты в первую очередь растворяют при перемешивании продукт конденсации, затем производное пиримидина и уротропин.

Степень защиты металлов от коррозии определялась с помощью измерения масс образцов в чистых, а также ингибированных кислотах, а также по объему выделившегося водорода.

Наводороживание стали оценивалось по числу оборотов образца до излома на крутильной машине К-5.

Результаты, полученные при испытаниях образцов стали, цинка и марганца с предлагаемым ингибитором, приводятся в таблице 1. В таблице 2 собраны данные для известного ингибитора.

Анализ результатов, приведенных в таблицах, позволяет сформулировать следующие заключения:

1. Разработанный ингибитор тормозит коррозию испытанных металлов более эффективно, чем известный, что особенно отчетливо проявляется для цинка и марганца.

2. Весьма значительно превосходство предлагаемого ингибитора над известным по наводороживанию стали.

3. В дополнительных экспериментах было показано, что предложенный ингибитор существенно превосходит широко применяемый в производственной практике ингибитор ПБ-5.Так, для последнего коэффициент торможения коррозии стали в 3 н. соляной кислоте составляет примерно 40 единиц, в то время как для предлагаемого ингибитора - более 100 единиц. Кроме того, предлагаемый ингибитор не коагулирует в кислотах при травлении трех исследованных металлов, а известный коагулирует.

Таким образом, предлагаемый ингибитор проявляет более высокую эффективность по сравнению с известным как при защите от коррозии, так и от наводороживания.

Предлагаемый ингибитор может быть рекомендован для травления стали, цинка и марганца в серной, соляной и ортофосфорной кислотах, а также при кислотных очистках оборудования, в котором имеются перечисленные металлы.

Таблица 1Степени защиты от коррозии стали, цинка и марганца и от наводороживания стали предлагаемым ингибитором№№ п/пМеталлКислота и ее концентрация, экв/лКомпонент ингибитора, мас.%t°, CСтепень защиты Z (%)продукт конденсациипроизводное пиримидинауротропинот коррозииот наводороживания1234567891стальHCl, 321,012,366,62098,922,92=//==//=25,213,561,0=//=99,3 3=//==//=29,414,755,8=//=99,834,84=//==//=21,012,366,69094,0 5=//==//=25,213,561,0=//=98,5 6=//==//=29,414,755,8=//=99,3 7=//=HCl, 521,012,366,62098,124,58=//==//=25,213,561,0=//=98,8 9=//==//=29,414,755,8=//=99,935,810=//==//=21,012,366,69092,5 11=//==//=25,213,561,0=//=97,8 12=//==//=29,414,755,8=//=99,6 13=//=HCl, 721,012,366,62098,321,814=//==//=25,213,561,0=//=99,9 15=//==//=29,414,755,8=//=99,840,516=//==//=21,012,366,69095,8 17=//==//=25,213,561,0=//=97,1 18=//==//=29,414,755,8=//=99,2 19=//=H₂SO₄, 321,012,366,62095,525,120=//==//=25,213,561,0=//=95,937,921=//==//=29,414,755,8=//=97,535,922=//==//=21,012,366,69094,9 23=//==//=25,213,561,0=//=97,9 24=//==//=29,414,755,8=//=99,6 25=//=H₂SO₄, 521,012,366,62097,837,826=//==//=25,213,561,0=//=99,247,727=//==//=29,414,755,8=//=99,548,728=//==//=21,012,366,69097,8 29=//==//=25,213,561,0=//=99,5 30=//==//=29,414,755,8=//=99,3 31=//=Н₃PO₄, 521,012,366,62097,8 32=//= 25,213,561,0=//=98,4 33//Н₃PO₄, 529,414,755,8=//=99,5 34=//==//=21,012,366,69093,0 35=//==//=25,213,561,0=//=94,6 36=//==//=29,414,755,8=//=97,1 37цинкHCl, 121,012,366,62096,1 38=//==//=25,213,561,0=//=99,9 39=//==//=29,414,755,8=//=100 40=//==//=21,012,366,69080,3 41=//==//=25,213,561,0=//=83,8 42=//==//=29,414,755,8=//=87,1 43=//=HCl, 321,012,366,62094,0 44=//==//=25,213,561,0=//=96,3 45=//==//=29,414,755,8=//=99,7 46=//=H₂SO₄, 121,012,366,69098,0 47=//==//=25,213,561,020100 48=//==//=29,414,755,8=//=100 49=//==//=21,012,366,69085,1 50=//==//=25,213,561,0=//=88,7 51=//=1129,414,755,8=//=90,7 52=//=Н₂SO₄, 521,012,366,62093,4 53=//==//=25,213,561,0=//=98,9 54=//==//=29,414,755,8=//=100 55=//=Н₃PO₄, 321,012,366,62093,0 56=//==//=25,213,561,0=//=97,2 57=//==//=29,414,755,8=//=98,7 58=//=Н₃PO₄, 521,012,366,69080,7 59=//==//=25,213,561,0=//=83,3 60=//==//=29,414,755,8=//=87,8 61марганецHCl, 121,012,366,62078,5 62=//==//=25,213,561,0=//=79,2 63=//==//=29,414,755,8=//=81,8 64=//=HCl, 121,012,366,69069,4 65=//==//=25,213,561,0=//=71,1 66=//==//=29,414,755,8=//=73,8 67=//=H₂SO₄, 121,012,366,62073,5 68=//==//=25,213,561,0=//=75,8 69=//==//=29,414,755,8=//=78,3 70=//==//=21,012,366,69061,9 71=//==//=25,213,561,0=//=62,9 72=//==//=29,414,755,8=//=65,0 73=//=Н₃PO₄, 321,012,366,62077,1 74=//==//=25,213,561,0=//=79,0 75=//==//=29,414,755,8=//=80,7 76=//==//=21,012,366,69063,3 77=//==//=25,213,561,0=//=65,2 78=//==//=29,414,755,8=//=66,9 

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии с помощью ингибиторов и может применяться при травлении металлов и кислотных очистках оборудования в энергетике, пищевой промышленности и других производствах. Ингибитор содержит, мас.%: фурфурил-3-иод-4-аминопиридин 29,4-21,0, 2-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин 14,7-12,3 и уротропин 55,8-66,6. Применение ингибитора повышает степень защиты от коррозии в кислотах стали, цинка и марганца, а также снижает наводороживание стали. 2 табл.

Ингибитор коррозии металлов в серной, соляной и ортофосфорной кислотах на основе уротропина и продукта конденсации амина и альдегида, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 2-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин, а в качестве продукта конденсации - фурфурил-3-иод-4-аминопиридин при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Фурфурил-3-иод-4-аминопиридин29,4-21,02-Амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин14,7-12,3Уротропин55,8-66,6