СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРОВ КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ Российский патент 2009 года по МПК C23F11/04 

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислых, водно-солевых средах, конкретно к получению ингибирующего состава на основе имидозолина и хлористого бензила (ХБ), которое может быть использовано в химической, нефтегазодобывающей отраслях промышленности, а также в металлургии и энергетике при различных видах кислотной обработки изделий, оборудования и транспортировке кислот.

Известно применение для предотвращения коррозионного разрушения нефтепромыслового оборудования широкого ряда сложных по составу композиций - Нефтехим-3, СНПХ-6301, СНПХ-6302, СНПХ-6011, СНПХ-6014, Викор, а также смесь аминопарафинов, получаемая аминированием продукта хлорирования жидким хлором жидких парафинов С_10-26 с пределами выкипания 220-345°С [Патент РФ№2074170; Бюл. №6, 1997 г.].

Недостатком применения указанных ингибиторов коррозии является невысокая степень защиты металла от коррозии, плохая растворимость ингибитора в указанных выше средах.

Известны ингибиторы коррозии, получаемые аминированием бензолсульфохлорида водным раствором аммиака [Патент РФ №2096523]. Недостатком применения данного ингибитора является недостаточная степень защиты металла, плохая растворимость его в указанных выше средах, многостадийность процесса его синтеза.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения ингибитора кислотной коррозии на основе продукта алкилирования, оксиалкилирования или цианэтилирования имидазолинов, полученных взаимодействием полиэтиленполиаминов или полипропиленполаминов с высшими изомерными α-разветвленными карбоновыми кислотами фракций С₅-С₂₈, с последующим смешением полученного продукта (активной основы) с растворителем и диспергатором [Патент РФ №2135483, 27.08.99. Бюл. №24].

Недостатком известного способа получения ингибиторов кислотной коррозии является применение полиаминов, получаемых синтезом индивидуальных аминов (в настоящее время не производятся в РФ) и дихлоралканов, с последующими стадиями нейтрализации, выделения соли, отгоном воды и дистилляцией полиаминов.

Задача изобретения - разработка одностадийного способа получения ингибиторов кислотной коррозии, обеспечивающих эффективную защиту металлов газонефтепромыслового оборудования, трубопроводов от коррозии.

Технический результат при использовании изобретения выражается в удешевлении готового продукта, расширении сырьевой базы и ассортимента ингибиторов коррозии.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в качестве активной основы ингибитора коррозии используют продукт алкилирования имидазолинов, полученных взаимодействием полиэтилен- или полипропиленполиаминов (ПЭПА или ПППА) с высшими изомерными α-разветвленными карбоновыми кислотами фракций С₅-С₂₈, а в качестве алкилирующего агента используют хлористый бензил и алкилирование имидазолинов проводят при температуре 70-85°С в течение 4-8 часов при мольном соотношении имидазолин:хлористый бензил, равном 1:1-4, выдерживанием при 80-85°С в течение 1-3 часов, с последующим добавлением алифатического спирта из ряда C₁-C₄, ортофосфорной кислоты, уротропина и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Активная основа 10-25 Спирт - 10-20 Уротропин - 1-5 Ортофосфорная кислота - 8-25 Вода остальное

В качестве спирта используют метиловый, этиловый, пропиловый, изопропиловый, бутиловый, изобутиловый спирты. Способ поясняется следующими примерами.

Получение активной основы.

Пример 1. В реактор, снабженный перемешивающим устройством, дозирующим устройством, рубашкой теплообмена, контактным термометром, обратным холодильником, загружают 36,3 г (0,1 моля) имидазолина, полученного на основе ПЭПА, нагревают до 70°С и дозируют 12,65 г (0,1 моль) хлористого бензила (ХБ), перемешивают в течение 4-х часов при 70°С и 1 ч при 80°С. Получают 48,5 г (99,2%) продукта.

Пример 2. В условиях 1 примера 36,3 г (0,1 моля) имидазолина, полученного реакцией ПЭПА с высшими изомерными α-разветвленными карбоновыми кислотами (ВИК), и 25,3 г (0,2 моля) ХБ подвергают взаимодействию при температуре 75°С в течение 6 ч и 1,5 часа при 80°С. Получают 60,7 г (98,7%) продукта.

Пример 3. В условиях 1 примера 36,3 г (0,1 моля) имидазолина, полученного реакцией ПЭПА с ВИК, и 37,9 г (0,3 моля) ХБ нагревают при температуре 70-75°С в течение 6 ч и выдерживают при 80-85°С в течение 1 ч. Получают 72,4 г (97,7%) продукта.

Пример 4. В условиях примера 136,3 г (0,1 моля) имидазолина на основе ПЭПА и ВИК, 50,6 г (0,4 моля) ХБ, подвергают взаимодействию при 80°С, выдерживают в течение 6 ч, при 85°С - в течение 2 ч. Получают 78,2 г (90,1%) продукта.

Пример 5. В условиях примера 1 в реактор загружают 33,6 г (0,1 моля) имидазолина, полученного реакцией ПППА и ВИК, и 12,65 г ХБ (0,1 моля) выдерживают при температуре 75°С в течение 4 ч, при 85°С - в течение 1,5 ч. Получают 50,7 г (99,6%) продукта.

Пример 6. В условиях примера 1 и 5 38,3 г имидазолина (из ПППА и ВИК) и 25,3 г ХБ подвергают взаимодействию при 70-75°С в течение 6 ч при мольном соотношении, равном 1:3, выдерживают при температуре 85°С в течение 1 часа. Получают 62,9 г (99,0%) продукта.

Пример 7. 38,3 г (0,1 моля) имидазолина (из ПППА и ВИК) и 37,9 г (0,3 моля) ХБ, перемешивают в течение 6 ч при температуре 70-75°С, выдерживают при 80-85°С в течение 1 ч. Получают 69,6 г (91,4%) продукта.

Пример 8. В условиях примера 1 к 38,3 г (0,1 моль) имидазолина (из ПППА и ВИК) при 80°С добавляют 50,6 г (0,4 моля) ХБ выдерживают при 80-85°С в течение 8 ч. Получают 81,6 г (91,9%) продукта.

Пример 9. В условиях примера 1 смесь 36,3 г (0,1 моль) имидазолина (из ПЭПА и ВИК) и 25,3 г (0,2 моля) ХБ перемешивают при 90-100°С в течение 5 ч. Получают 51,6 г (83,8%) продукта.

Пример 10. В условиях примера 1 смесь 38,3 г (0,1 моля) имидазолина (из ПППА и ВИК) и 12,65 г (0,1 моль) ХБ перемешивают при 40-50°С в течение 5 ч. Получают 41,4 г (81,4%) продукта.

Получение ингибитора кислотной коррозии.

Пример 11. 15 г активной основы ингибиторов кислотной коррозии, 18 г изопропилового спирта (ИПС), 3 г уротропина, 20 г фосфорной кислоты (Н₃PO₄) и 44 мл воды перемешивают при 20-60°С в течение 20-60 мин. В качестве активной основы используют алкилированные хлористым бензилом имидазолины по примерам 1-10.

Результаты испытаний составов ингибиторов коррозии на защитную активность приведены в таблице.

Примеры 1-8, при условии выдерживания параметров процесса, подтверждают высокий выход (98,7-99,7%) алкилированных хлористым бензилом имидазолинов и показывают защитный эффект (99,4-99,7%) при расходе ингибитора в количестве 1 г на 250 мл 23%-ной соляной кислоты.

Примеры 9-10 свидетельствуют о том, что отклонение от заявляемых в формуле изобретения параметров процесса приводит к снижению выхода целевых продуктов и защитных свойств (86,4-91,5%).

Таблица Результаты испытаний ингибиторов кислотной коррозии № п/п Состав ингибитора коррозии, г Мольное соотношение Имидазолин:ХБ Количество ингибитора, г на 250 мл 23%-ной HCl Скорость коррозиии, г/м²ч Защитный эффект, % 1 2 3 4 5 6 1 АО (по примеру 1) - 15 1:1 0,5 0,9 94,90 ИПС - 18 Уротропин - 3 Н₃РО₄ - 20 Вода - 44 2 АО (по примеру 1) - 15 1:1 1 0,11 99,38 ИПС - 18 Уротропин - 3 Н₃РО₄ - 20 Вода - 44 3 АО (по примеру 2) -15 1:2 1 0,10 99,43 Изобутиловый спирт - 18 Уротропин - 2 Н₃РО₄ - 10 Вода - 55 4 АО (по примеру 3) - 18 1:3 1 0,08 99,55 Метиловый спирт - 15 Уротропин - 1,5 Н₃РО₄ - 15,5 Вода - 50 5 АО (по примеру 4) - 15 1:4 0,5 0,48 97,28 Изопропиловый спирт - 20 Уротропин - 2 Н₃PO₄ - 15 Вода - 48 6 АО (по примеру 4) - 15 1:1 1 0,07 99,6 Изопропиловый спирт - 20 Уротропин - 2 Н₃РО₄ - 15 Вода - 48 7 АО (по примеру 5) - 20 1:1 1 0,07 99,6 Пропиловый спирт - 10 Уротропин - 2,5 Н₃РО₄ - 10,5 Вода - 57

1 2 3 4 5 6 8 АО (по примеру 4) - 15 1:2 1 0,05 99,7 Этиловый спирт - 18 Уротропин - 5 Н₃PO₄ - 16 Вода - 46 9 АО (по примеру 7) - 14 1:3 1 0,08 99,5 Изопропиловый спирт - 20 Уротропин - 3 Н₃PO₄ - 15 Вода - 53 10 АО (по примеру 8) - 12 1:4 1 0,10 99,4 Изопропиловый спирт - 20 Уротропин - 2 Н₃PO₄ - 10 Вода - 56 11 АО (по примеру 9) - 25 1:2 1 1,5 91,5 Изопропиловый спирт - 20 Уротропин - 3 Н₃PO₄ - 8 Вода - 44 12 АО (по примеру 10) - 10 1:1 1 2,4 86,4 Бутиловый спирт - 10 Уротропин - 1 Н₃PO₄ - 25 Вода - 54

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислых, водно-солевых средах и может быть использовано в химической, нефтегазодобывающей отраслях промышленности, а также в металлургии и энергетике при различных видах кислотной обработки изделий, оборудования и транспортировке кислот. Способ включает алкилирование имидазолина - продукта реакции полиэтиленполиаминов или полипропиленполиаминов с высшими изомерными α-разветвленными монокарбоновыми кислотами - с хлористым бензилом при температуре 70-85°С в течение 4-8 ч при мольном соотношении имидазолина с хлористым бензилом 1:(1-4), полученный продукт используют в качестве активной основы ингибиторов кислотной коррозии 10-25 мас.% с добавлением алифатического спирта С₁-С₄ 10-20 мас.%, ортофосфорной килоты 8-25 мас.% и воды - остальное. Технический результат: повышение ингибирующих свойств, удешевление выпускаемых продуктов и расширение сырьевой базы ингибиторов коррозии. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения ингибитора кислотной коррозии, активной основой которого является продукт алкилирования имидазолина, полученного взаимодействием полиаминов с изомерными α-разветвленными карбоновыми кислотами фракций С₅-С₂₈, отличающийся тем, что имидазолин алкилируют хлористым бензилом при температуре 70-85°С в течение 4-8 ч при мольном соотношении имидазолин: хлористый бензил, равном 1:(1-4), выдерживают при 80-85°С в течение 1-3 ч с последующим добавлением алифатического спирта из ряда С₁-С₄, ортофосфорной кислоты, уротропина и воды с получением ингибитора кислотной коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
активная основа 10-25 алифатический спирт 10-20 ортофосфорная кислота 8-25 уротропин 1-5 вода остальное

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве алифатического спирта из ряда С₁-С₄ используют метиловый, этиловый, пропиловый, изопропиловый, бутиловый или изобутиловый спирт.