ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ Российский патент 2019 года по МПК C23F11/14 

Изобретение относится к области органической химии, а именно гетероциклическим азотсодержащим соединениям, являющимся активной основой ингибиторов коррозии газо- и нефтепромыслового оборудования и трубопроводов транспортировки нефти, работающих в высокоминерализованных сероводородсодержащих средах.

Известно применение смеси хлоргидратов аминопарафинов в качестве ингибиторов коррозии оборудования, находящегося в сероводородной среде (А.С. №652315, К1 У21В 43/00, 1979).

Однако недостатком заявленного ингибитора является невысокий защитный эффект при дозировке до 100 мг/л.

Известен также ингибитор коррозии для защиты оборудования в сероводородсодержащих средах, в котором в качестве активной основы -продукт взаимодействия одного моль жирной кислоты с числом углеродных атомов С₁₀-С₂₀ и 0,1-1 моль аминопарафинов с числом атомов углерода С₈-С₂₀ в соотношении взаимодействия 10÷50 (А.С. №2061091, кл.⁶ C23F 11/00,1996).

Недостатками ингибитора коррозии являются недостаточно высокий защитный эффект при дозировке 50 мл/л, а также применение метилового спирта, который имеет низкую температуру кипения и применяется в количестве 80 мл на 10 г активной основы.

Близкими по структуре (прототипами) являются ингибиторы коррозии, содержащие в качестве активной основы смесь модифицированных имидазолинов с альдиминами или основаниями Шиффа (Патент RU 2394941, C23F 11/14, 2010).

Недостатками указанных ингибиторов коррозии является недостаточно высокая эффективность при малых дозировках, ограниченность сырьевой базы.

Изобретение решает задачу расширение ассортимента ингибиторов коррозии, применяемых в высокоминерализованных средах.

Поставленная задача решается тем, что в качестве активной основы ингибиторов коррозии применяются производные несимметричных аминотриазинов общей формулы

где R - NH-CH₂-C₂H₃O (2), N=CHC₆H₅ (3), N=HC-C₄H₃O (4)

Сущность изобретения заключается в создании ингибитора коррозии, содержащего в качестве активной основы аминопроизводные 1,2,4-триазинов, полученные на основе монохлоруксусной кислоты:

Химические превращения соединения (1):

Получение новых соединений иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Получение 3-амино-6-фурфурил-1,2,4-триазинона-5.

3-Амино-6-фурфурил-1,2,4-триазинон-5 получали в три стадии. На первой стадии в трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром, помещают 3,6 г (0,05 моль) тиомочевины, 6,9 г (0,05 моль) карбоната калия, 10 мл воды и порциями в течение десяти минут при температуре 50-55°С прибавляют 6,6 г (0,05 моль) 20%-ый водный раствор хлорацетата калия. Реакционную массу выдерживают при температуре 80°С в течение 60 минут. Затем выпавший осадок отфильтровывают, промывают гексаном и перекристаллизовывают из спирта. Получают 2-аминотиазолидинон-4 с выходом 92%.

5,8 г (0,05 моль) синтезированного продукта помещают в трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром, добавляют 15 мл 13%-ого раствора соляной кислоты и кипятят шесть часов. Реакционную смесь концентрируют до выпадения первых кристаллов, охлаждают и отфильтровывают полученный продукт. Тиазолидиндион-2,4 экстрагируют диизпропиловым эфиром в аппарате Сокслетта, выход 90%

На второй стадии получают 5-фурфурилидентиазолидиндион-2,4. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 20 мл этанола, 5.85 г (0,05 моль) тиазолидиндина-2,4, 4,2 мл (0,05 моль) фурфурола, пиперидин в количестве 1% от массы тиазолидиндиона-2,4. Реакционную массу выдерживают при температуре 80°С в течение 4 часов. Затем реакционную смесь охлаждают, целевой продукт отфильтровывают, промывают ацетоном, сушат на воздухе и перекристаллизовывают из этилового спирта. Выход продукта 92%.

На третьей стадии проводят конденсацию 5-фурфурилидентиазолидиндиона-2,4 с аминогуанидином. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 46 мл 30%-ого раствора гидроксида калия, 9,75 (0,05 моль) 5-фурфурилидентиазолидиндион-2,4 и 10,9 г (0,08 моль) бикарбоната аминогуанидина. Реакционную массу нагревают при 75°С в течение трех часов. Полученный продукт после охлаждения реакционной смеси отфильтровывают, промывают ацетоном, сушат на воздухе и перекристаллизовывают из этилового спирта.

Физико-химические характеристики 3-амино-6-фурфурил-1,2,4-триазинона-5:

Выход: 80%.

Т. пл. °С: 240-241.

ИК-спектр, см^-1: 1630, 1690, 1590.

УФ-спектр, нм: 235.

Масс-спектр, m/z: 232, 189, 172, 60, 43, 28.

Пример 2. Химические превращения 3-амино-6-фурфурил-1,2,4-триазинона-5.

Получение 3-глицидиламино-6-фурфурил-1,2,4-триазинона 5 (2). В колбу загружают 1 г (моль) соединения (1), 3 мл эпихлоргидрина и 1 мл воды. Перемешивают при комнатной температуре в течение 5 часов, затем нагревают с обратным холодильником в течение 2 часов. Реакционную массу охлаждают до комнатной температуры, добавляют 0,2 г (моль) гидроксида натрия в небольшом количестве воды. Смесь перемешивают в течение одного часа, добавляют этиловый спирт и воду до появления мути. Полученный осадок отфильтровывают, промывают спиртом, сушат на воздухе.

Физико-химические характеристики 3-глицидиламино-6-фурфурил-1,2,4-триазинона-5:

Выход: 65%.

Т. пл. °С: 212-213.

ИК-спектр, см^-1: 1620, 1650, 1510.

УФ-спектр, нм: 230, 270.

Масс-спектр, m/z: 248, 187, 133, 115, 61.

Получение 3-бензилиденамино-6-фурфурил-1,2.4-триазинона-5 (3) и 3-фурфурилиденамино-6-фурфурил-1,2,4-триазинона-5 (4). В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 0,5 моль соединения (1), 0,5 моль соответствующего альдегида, n-толуолсульфокислоту в количестве 1% от массы общей загрузки. Реакционную массу кипятят до прекращения выделения воды, затем ее охлаждают, толуол отгоняют под вакуумом. Полученный продукт промывают диизопропиловым эфиром и сушат на воздухе.

Физико-химические характеристики 3-бензилиденамино-6-фурфурил-1,2,4-триазинона-5:

Выход: 67%.

Т. пл. °С: 230-233.

ИК-спектр, см^-1: 1620, 1690, 1590.

УФ-спектр, нм: 236, 290.

Масс-спектр, m/z: 280, 161, 147, 133, 119.

Физико-химические характеристики 3-фурфурилиденамино-6-фурфурил-1,2,4-триазинона-5:

Выход: 69%.

Т. пл. °С: 265-266.

ИК-спектр, см^-1: 1700, 1660, 1590.

УФ-спектр, нм: 239, 289.

Масс-спектр, m/z: 270, 161, 137, 109, 103.

Пример 3. Испытания заявленного ингибитора коррозии.

Испытания проводили по программе, приведенной в ГОСТ 9.905-82, двумя методами.

При электрохимическом методе испытания по определению плотности коррозионного тока, соответствующего скорости коррозии, проводили на потенциостате типа ПИ-50-1 в электрохимической ячейке с исследуемым электродом, изготовленного из стали марки Ст20 и хлорсеребряным электродом сравнения, снабженным платиновым вспомогательным электродом при концентрации соединений 100 мг/л в модельной и кислой (рН=3) среде. Плотность коррозионного тока определяли экстраполяцией участка Тафеля до значения потенциала коррозии на поляризационной кривой. Защитный эффект соединений оценивали сравнением плотностей, снятых в неингибированной и ингибированной средах.

При гравиметрическом методе испытания проводили в аппарате с перемешивающим устройством со скоростью течения испытуемой среды 1,0 м/с на образцах, изготовленных из стали марки Ст20.

Результаты опытов представлены в таблице 1.

Пример 4.

Ингибитор коррозии получают следующим образом; смесь 10 г активной формы (соединение 2), 5 г неонола марки АФ-9-9 и 85 г растворителя (кубовые остатки бутиловых спиртов) перемешивают при температуре 30-40°С в течение часа (продукт 1).

Пример 5.

Ингибитор коррозии получают следующим образом; смесь 20 г активной формы (соединение 3), 4 г неонола марки АФ-9-10 и 85 г растворителя (кубовые остатки бутиловых спиртов) перемешивают при температуре 40-45°С в течение часа (продукт 2).

Пример 6.

Ингибитор коррозии получают следующим образом; смесь 12 г активной формы (соединение 4), 5 г неонола марки АФ-9-10 и 90 г растворителя (кубовые остатки бутиловых спиртов) перемешивают при температуре 40-45°С в течение часа (продукт 3).

В таблице 2 представлен результаты испытаний продуктов - ингибиторов коррозии на защитную активность Исследования проводили по методике, описанной в примере 3.

Таким образом, заявленные соединения обладают защитной способностью, и полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования аминопроизводных несимметричных триазинов в качестве ингибиторов коррозии.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для ингибирования коррозии газо- и нефтепромыслового оборудования и трубопроводов транспортировки нефти, работающих в высокоминерализованных сероводородсодержащих средах. Ингибитор коррозии содержит в качестве активной основы производные 3-амино-6-фурфурил-1,2,4-триазинона-5 общей формулы

,

где R - NH-CH₂-C₂H₃O (2), N=CHC₆H₅ (3), N=HC-C₄H₃O (4). Технический результат: расширение ассортимента ингибиторов коррозии. 2 табл., 6 пр.

Ингибитор коррозии, содержащий в качестве активной основы производные 3-амино-6-фурфурил-1,2,4-триазинона-5 общей формулы

,

где R - NH-CH₂-C₂H₃O (2), N=CHC₆H₅ (3), N=HC-C₄H₃O (4)