Ингибитор коррозии Российский патент 2023 года по МПК C23F11/14 

Изобретение относится к области гетероциклических азотсодержащих соединений, а именно производных несимметричных триазинов, являющимися 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 C₈-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 проблему расширения ассортимента ингибиторов коррозии, применяемых в высокоминерализованных сероводородных средах.

Указанная проблема решается тем, что в качестве активной основы ингибиторов коррозии применяются производные несимметричных аминотриазинов общей формулы:

Сущность изобретения заключается в создании ингибитора коррозии, содержащего в качестве активной основы производное 4-амино-1,4,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазинона-5, полученные на основе промышленно доступных продуктов - монохлоуксусной кислоты и гидразиногидрата:

Химические превращения соединения (1):

Получение соединений иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Получение 4-амино-1,4,5,6-тетрагидро-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 25,0 г (0,5 моль) водного 32%-ого раствора гидразина и 9,45 г (0,1 моль) монохлоуксусной кислоты в несколько приемов. Через 48 часов добавляют 8 г (0,2 моль) гидроксида натрия и упаривают реакционную массу в вакууме. К сухому остатку прибавляют 65 мл 30%-ого спиртового раствора хлороводорода и осторожно нагревают полученную смесь до кипения. После этого реакционную массу охлаждают и насыщают хлородоводором в течение двух часов, добавляют 50 мл абсолютного спирта, нагревают до кипения и фильтруют горячий раствор. При охлаждении получают этиловый эфир гидрозиноуксусной кислоты с выходом 86%.

На второй стадии синтезируют гидразид гидразиноуксусной кислоы. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 3,7 мл (0,076 моль) 85%-ого гидразингидрата, 10 мл растворителя ДМФА и постепенно прибавляют 6 г (0,038 иоль) этилового эфира гидразиноуксусной кислоты в 10 мл ДМФА. Реакционную массу выдерживают при комнатной температуре в течение одного часов. Затем выпавший осадок отфильтровывают, промывают гексаном и перекристаллизовывают из этилового спирта. Выход продукта составляет 83%.

На третьей стадии получают 4-амино-1,4,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазинон-5. В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром помещают 10,6 г (0,1 моль) гидразида гидразиноуксусной кислоты, прибавляют 11,5 г (0,25 моль) 85%-ную муравьиную кислоту. Нагревают реакционную массу до растворения эфира. Затем кипятят смесь при температуре 100-105°С в течение трех часов до удаления муравьиной кислоты. Добавляют 14,4 мл воды и выпаривают досуха. Полученный сухой остаток промывают ацетоном и сушат на воздухе.

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

Выход: 93%.

Т. пл. °С: 149-151.

ИК-спектр, см^-1: 3400, 1460, 1630.

Масс-спектр, m/z: 113, 71, 420.

Элементный анализ, N, %: найдено 49,96%, вычислено 49,56%.

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

Получение 4-бензоиламино-1,4,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазинона-5 (2). В колбу загружают 1 г (0,01 моль) соединения (1), растворенного в избытке водного раствора гидрокида калия. Добавляют 1,8 г хлористого бензлоила (0,013 моль). Реакционную массу перемешивают при комнатной температуре в течение 1,5, затем смесь нагревают с обратным холодильником на водяной бане 30 минут. Полученный осадок после охлаждения отфильтровывают, промывают спиртом и горячей водой, сушат на воздухе.

Физико-химические характеристики 4-бензоиламино-1,4,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазинона-5

Выход: 62%.

Т. пл. °С: 225-227.

ИК-спектр, см^-1: 1460, 1560, 1600.

УФ-спектр, нм: 228, 260.

Масс-спектр, m/z: 203, 120, 112, 91, 83.

Получение 4-ацетиламино-1,4,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазинона-5 (3) В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 1 г (0,01 моль) соединения (1), 25,5 г (0,25 моль) уксусного ангидрида. Реакционную смесь кипятят в течение 5 часов. Затем отгоняю избыток уксусного ангидрида, остаток выливают в холодную воду. Отфильтровывают выпавший осадок.

Физико-химические характеристики 4-ацетиламино-1,4,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазинона-5:

Выход: 61%.

Т. пл. °С: 216-217.

ИК-спектр, см-1: 1320, 1600, 1710.

УФ-спектр, нм: 230, 262.

Масс-спектр, m/z: 112, 83, 58, 29.

Получение 4-бензилиденамино-1,4,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазинона-5 (4). В трехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником и термометром загружают 1 г (0,01 моль) соединения (1) и 0,96 г (0,01 моль) бензальдегида, 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 4-бензилиденамино-1,4,5,6-тетрагидроурил-1,2,4-триазинона-5:

Выход: 71%. Т. пл. °С: 230-232.

ИК-спектр, см^-1: 1560, 1700, 3010.

УФ-спектр, нм: 236, 290.

Масс-спектр, m/z: 187, 158, 118, 69.

Пример 3. Испытания заявленного ингибитора коррозии.

Испытания проводили по программе, приведенной в ГОСТ 9.905-2007, 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 5 г активной формы (соединение 2), 2,5 г неонола марки АФ-9-9 и 42,5 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 10 г активной формы (соединение 2), 2 г неонола марки АФ-9-10 и 42,5 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 6 г активной формы (соединение 2), 2,5 г неонола марки АФ-9-10 и 45 г растворителя (кубовые остатки бутиловых спиртов) перемешивают при температуре 40-45°С в течение часа (продукт 3).

Пример 7.

Ингибитор коррозии получают следующим образом; смесь 5 г активной формы (соединение 3), 2,5 г неонола марки АФ-9-9 и 42,5 г растворителя (кубовые остатки бутиловых спиртов) перемешивают при температуре 30-40°С в течение часа (продукт 4).

Пример 8.

Ингибитор коррозии получают следующим образом; смесь 10 г активной формы (соединение 3), 2 г неонола марки АФ-9-10 и 42,5 г растворителя (кубовые остатки бутиловых спиртов) перемешивают при температуре 40-45°С в течение часа (продукт 5).

Пример 9.

Ингибитор коррозии получают следующим образом; смесь 6 г активной формы (соединение 3), 2,5 г неонола марки АФ-9-10 и 45 г растворителя (кубовые остатки бутиловых спиртов) перемешивают при температуре 40-45°С в течение часа (продукт 6).

Пример 10.

Ингибитор коррозии получают следующим образом; смесь 5 г активной формы (соединение 4), 2,5 г неонола марки АФ-9-9 и 42,5 г растворителя (кубовые остатки бутиловых спиртов) перемешивают при температуре 30-40°С в течение часа (продукт 7).

Пример 11.

Ингибитор коррозии получают следующим образом; смесь 10 г активной формы (соединение 3), 2 г неонола марки АФ-9-10 и 42,5 г растворителя (кубовые остатки бутиловых спиртов) перемешивают при температуре 40-45°С в течение часа (продукт 8).

Пример 12.

Ингибитор коррозии получают следующим образом; смесь 6 г активной формы (соединение 3), 2,5 г неонола марки АФ-9-10 и 45 г растворителя (кубовые остатки бутиловых спиртов) перемешивают при температуре 40-45°С в течение часа (продукт 9).

В таблице 2 представлены 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 гетероциклических азотсодержащих соединений, а именно: производных несимметричных триазинов, являющихся активной основой ингибиторов коррозии газо- и нефтепромыслового оборудования и трубопроводов транспортировки нефти, работающих в высокоминерализованных сероводородсодержащих средах. Сущность изобретения состоит в создании ингибитора коррозии, содержащего в качестве активной основы производные 4-амино-1,4,5,6-тетрагидро-1,2,4-триазинона-5 общей формулы:

Технический результат: расширение ассортимента ингибиторов коррозии. 2 табл., 12 пр.

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