ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ МАЛОУГЛЕРОДИСТОЙ СТАЛИ В 15% РАСТВОРЕ СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ Российский патент 2024 года по МПК C23F11/16 

Изобретение относится к использованию N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-гептил-1,3,4-тиадиазол-2-амина в качестве ингибитора коррозии мало углеродистой 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 3, которые за счет избыточной электронной плотности способствуют адсорбции соединения на поверхности стали, а гептильный заместитель в положении 5 тиадиазольного кольца увеличивает растворимость соединения в водных растворах соляной кислоты. Наличие в структурах дополнительных атомов серы дитиоланового фрагмента, приводит к появлению дополнительных центров адсорбции ингибитора.

Различные производные тиадиазола изучают в качестве ингибиторов коррозии углеродистой стали (Ouicia Н., Tourabib М., Benalic О., Sellesd С., Jamae С., Zarroukf А., Bentissb F. Adsorption and с orrosio n inhibition properties of 5-amino 1,3,4-thiadiazole-2-thiol on the mild steel in hydrochloric acid medium: Thermodynamic, surface and electrochemical studies. Elsevier, 2017, 803, p. 125-134), а также гетероциклические ингибиторы коррозии 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, p. 284. 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.

Технический результат достигается тем, что содержание в 15% растворе соляной кислоты N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-гептил-1,3,4-тиадиазол-2-амин (50-200 мг/л) приводит к снижению скорости коррозии стали Ст3 (ГОСТ 380-2005) в 5,9-15 раз в зависимости от концентрации.

Пример 1. N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-гептил-1,3,4-тиадиазол-2-амин

К охлажденному до 0°С раствору 2-амино-5-гептил-1,3,4-тиадиазола в ДМФА при непрерывном перемешивании добавляли сероуглерод и дибромэтан в соотношении (2:1:5) последовательно с интервалом 30 мин в течение 2-А 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 МГц, CDCl3), δ,м.д.: 3.68-3.66 (м, 2Н), 3.58-3.54 (м, 2Н), 3.03-2.97 (м, 2Н), 1.84-1.72 (м, 2Н), 1.44-1.23 (м, 9Н), 0.88 (м, J=6.8 Гц, 3Н). Спектр ЯМР ¹³С(101 МГц, CDCl3), δ, м.д.: 181.91, 170.31, 169.09, 43.68, 39.41, 34.90, 31.61, 30.76, 29.68, 28.93, 28.83, 22.54, 13.98.

Для получения 2-амино-5-гептил-1,3,4-тиадиазола к смеси тиосемикарбазида и окнатновой кислоты (1:1) медленно прикапывали хлорокись фосфора в эквивалентном количестве, после чего грели полученную смесь при температуре 70°С 4 часа. После охлаждения, и нейтрализации 50% раствором NaOH осадок отфильтровывали и очищали перекристаллизацией из спирта.

Пример 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 (Z_гр) рассчитывали по формулам:

где m₀ - масса исходного образца, г; m - масса образца после коррозионных испытания и удаления продуктов коррозии, г; S - лощадь поверхности образца, м²; τ - время испытания, ч; ρ - плотность Ст3, К₀ и К - скорости коррозии стали соответственно в чистом растворе и с добавкой ингибитора, мм/год.

Изобретение относится к использованию N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-гептил-1,3,4-тиадиазол-2-амина, имеющего формулу

,

в качестве ингибитора коррозии малоуглеродистой стали в 15% растворе соляной кислоты для защиты от коррозии газо- и нефтепромыслового оборудования при кислотных обработках, травлении металлов и удалении окалины. Суть изобретения заключается в том, что N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-гептил-1,3,4-тиадиазол-2-амин проявляет защитный эффект (80-93%) на стали Ст3 (ГОСТ 380-2005) в диапазоне концентраций 50-200 мг/л в 15% водном растворе HCl. 1 табл., 2 пр.

Применение N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-гептил-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.