ИНГИБИТОР СЕРОВОДОРОДНОЙ КОРРОЗИИ СТАЛИ Российский патент 2023 года по МПК C23F11/14 C23F11/167 

Изобретение относится к использованию N-(1,3-диметилимидазолидин-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амина как ингибитора коррозии малоуглеродистой стали в растворах соляной кислоты в присутствии сероводорода и применению его для защиты от коррозии газо- и нефтепромыслового оборудования, при травлении металлов и удалении окалины.

Исследованные соединения относятся к классу тиадиазолов, которые имеют в своем составе атомы N и S, а также ненасыщенные связи. Данные соединения проявляют защитные свойства по отношению к коррозии стали за счет избыточной электронной плотности, что способствует адсорбции соединения. Для повышения защитного действия в состав молекулы внесен имидазолиновый фрагмент, наличие которого приводит к росту защитного действия.

Различные производные тиадиазола изучают в качестве ингибиторов коррозии углеродистой стали (М. Lebrini, М. Lagrenee, Н. Vezin, L. Gengembre, F. Bentiss. Electrochemical and quantum chemical studies of new thiadiazole derivatives adsorption on mild steel in normal hydrochloric acid medium. Elsevier, 2005, p. 485-505), такие исследования являются перспективными в данной отрасли, так как данный класс веществ отвечает экологическим требованиям к современным ингибиторам коррозии (Tao Zh, Zhang Sh, Li W, Hou В Corrosion inhibition of mild steel in acidic solution by some oxo-triazole derivatives. Elsevier, 2009, p. 2588-2595).

Целью изобретения является поиск новых гетероциклических соединений, которые снижают скорость коррозии малоуглеродистой стали при контакте с металлическим оборудованием и имеют доступные для масштабирования методики синтеза. Цель достигается тем, что содержание в 0,1 М растворе соляной кислоты в присутствии 250 мг/л сероводорода N-(1,3-диметилимидазолидин-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амина (50 -200 мг/л) приводит к снижению скорости коррозии стали Ст3 (ГОСТ 380-2005) с 1,1 мм/год в неингибированном растворе до 0,2-0,1 мм/год в зависимости от концентрации.

Пример 1. N-(1,3-диметилимидазолидин-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амин К раствору N-[бис(метилсульфанил)метилиден]-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амина в ДМФА при непрерывном перемешивании добавляли раствор NN'-диметилэтилендиамина в ДМФА при комнатной температуре. Реакционную смесь выдерживали при 120°С в течение 8 часов. Затем смесь охлаждали и добавляли в ледяную воду. Полученное твердое вещество промывали водой, сушили и очищали колоночной хроматографией (элюент: петролейный эфир/этилацетат).

Спектр ЯМР ¹H, (400 МГц, CDCl₃), d, м.д.: 7.81 (д, 6,6 Гц, 2Н), 7,36 (д, J=7,6 Гц, 2Н), 3,45 (с, 4Н), 2,85 (с, 6Н).

Спектр ЯМР ¹³С(101 МГц, CDCl₃), d, м.д.: 172,00, 161,02, 159,12, 132,02, 129,52, 128,81, 126,93, 38,12, 34,60.

Пример 2. Коррозионные испытания проводят в лабораторных условиях гравиметрическим (ГОСТ 9.506-87) методом в 0,1 М растворе соляной кислоты в воде в присутствии 250 мг/л H₂S при стандартной температуре. Концентрацию сероводорода в растворе контролировали методом обратного йодометрического титрования. Скорость коррозии (П), степень торможения (γ) и ингибирующий эффект (Z_гр) рассчитывали по формулам:

где m₀ - масса исходного образца, г; m - масса образца после коррозионных испытания и удаления продуктов коррозии, г; S - площадь поверхности образца, м²; τ - время испытания, ч; ρ - плотность Ст3, K₀ и K - скорости коррозии стали соответственно в чистом растворе и с добавкой ингибитора, мм/год.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов коррозии. Предложено применение N-(1,3-диметилимидазолидин-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амина, с формулой

в качестве ингибитора коррозии стали Ст3 в диапазоне концентраций 50-200 мг/л в 0,1 М растворе HCl в присутствии 250 мг/л сероводорода. Технический результат: найдены новые гетероциклические соединения, которые снижают скорость коррозии малоуглеродистой стали при контакте с металлическим оборудованием с 1,1 мм/год в неингибированном растворе до 0,2-0,1 мм/год в зависимости от концентрации. 1 табл., 2 пр.

Применение N-(1,3-диметилимидазолидин-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амина, с формулой

в качестве ингибитора коррозии стали Ст3 в диапазоне концентраций 50-200 мг/л в 0,1 М растворе HCl в присутствии 250 мг/л сероводорода.