ИНГИБИТОР КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ СТАЛИ Российский патент 2024 года по МПК C23F11/14 

Изобретение относится к использованию N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4- тиадиазол-2-амина в качестве ингибитора коррозии малоуглеродистой стали в 15% растворе соляной кислоты и может быть использовано для защиты от коррозии газо- и нефтепромыслового оборудования при кислотных обработках, при травлении металлов и удалении окалины.

Исследованное соединение имеет в своем составе атомы N и S, которые за счет избыточной электронной плотности способствуют адсорбции соединения на поверхности стали, а заместители в положении 5 тиадиазольного кольца обладают экранирующим действием, увеличивая степень заполнения поверхности. При этом, наличие в структурах атомов серы дитиоланового фрагмента, приводит к появлению дополнительных центров адсорбции ингибитора.

Эффективность ингибитора коррозии на сегодняшний день неразрывно связана с его экологичностью. Ингибиторы коррозии на основе гетероциклических соединений на сегодняшний день относят к наиболее экологически безопасным (Mumtaz A. Quraishi, Dheeraj S. Chauhan and Viswanathan S. Saji. Heterocyclic Organic Corrosion Inhibitors Principles and Applications. Elsevier, 2020, р. 284. Tao Zh, Zhang Sh, Li W, Hou B Corrosion inhibition of mild steel in acidic solution by some oxo-triazole derivatives. Elsevier, 2009, р. 2588–2595).

Целью изобретения является поиск новых гетероциклических соединений, которые снижают скорость коррозии малоуглеродистой стали при контакте с металлическим оборудованием.

Технический результат достигается тем, что содержание в 15 % растворе соляной кислоты N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амина (50 -200 мг/л) приводит к снижению скорости коррозии стали Ст3 (ГОСТ 380-2005) в 5,6 – 15 раз в зависимости от концентрации.

П р и м е р 1. N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амин

К охлажденному до 0°С раствору 2-амино-5-фенил-1,2,4-тиадизала в ДМФА при непрерывном перемешивании добавляли сероуглерод и дибромэтан в соотношении (2:1:5) последовательно с интервалом 30 мин в течение 2–4 часов. Реакцию проводят в сильно щелочной среде (рН = 13), для создания которой использовали водный раствор NaOH (20 М). Полученную смесь выливали в холодную воду (4-10°С), полученное твердое вещество промывали водой и очищали в хроматографической колонке.

Спектр ЯМР ¹Н, (400 MГц, CDCl3), δ, м.д.: 794 – 7.92 (м, 2Н), 7.47 – 7.42 (м, 3Н),

3.71 (с, 2Н), 3.58 (с, 2Н). Спектр ЯМР ¹³C (101 MГц, CDCl3), δ, м.д.: 182.81, 170.07, 166.55,

130.81, 130.89, 129.06, 127.50, 39.57, 34.99.

Для получения 2-амино-5-фенил-1,3,4-тиадизала к смеси тиосемикарбазида и бензойной кислоты (1:1) медленно прикапывали хлорокись фосфора в эквивалентном количестве, после чего грели полученную смесь при температуре 70^оС 4 часа. После охлаждения, и нейтрализации 50% раствором NaOH осадок отфильтровывали и очищали перекристаллизацией из спирта. Далее, при взаимодействии 5-фенил-1,2,4-тиадизала с CS2 и дибромэтаном в присутствии концентрированного водного раствора NaOH происходит образованию соответствующих N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2- амина.

2-амино-5-фенил-1,3,4-тиадиазол. Спектр 1H ЯМР (400 MГц, CDCl3) δ 7.76 (д, J = 8.0 Гц, 2H), 7.5-7.4 (м, 3H), 3.6 (уш. с, 2H). Спектр ЯМР 13C (400 MГц, CDCl3) δ 126.24,

126.74, 131.44, 149.44, 156.41, 169.09.

П р и м е р 2. Коррозионные испытания проводят в лабораторных условиях гравиметрическим (ГОСТ 9.506-87) методом в 15% растворе соляной кислоты в воде при стандартной температуре.

Скорость коррозии (П), степень торможения (γ) и ингибирующий эффект (Zгр) 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.

Таблица 1. Результаты гравиметрических испытаний N- (1,3-дитиолан-2-илиден)-1,3,4-тиадиазол-2-аминов в качестве ингибиторов коррозии малоуглеродистой стали в 15% растворе соляной кислоты №, п/п Синг, мг/л К, мм/год Zгр, % γ НСl - 14,5±0,40 - - Ингибитор 50 2,58±0,16 82,2 5,6 100 2,39±0,20 83,5 6,0 200 1,03±0,26 92,9 14,0

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности, к использованию N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4- тиадиазол-2-амина, имеющего формулу

в качестве ингибитора коррозии малоуглеродистой стали для защиты от коррозии газо- и нефтепромыслового оборудования при кислотных обработках, травлении металлов и удалении окалины. N-(1,3- дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амин проявляет защитный эффект (82-93%) на стали Ст3 (ГОСТ 380-2005) в диапазоне концентраций 50-200 мг/л в 15% водных растворах HCl. 1 табл., 2 пр.

Применение N-(1,3-дитиолан-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

растворе 15% HCl.