ИНГИБИТОР СОЛЯНОКИСЛОЙ КОРРОЗИИ СТАЛИ Российский патент 2024 года по МПК C23F11/16 

Изобретение относится к использованию N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-(2-фенилэтинил)-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, 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.

В качестве наиболее близкого аналога выбран 2-amino-5-phenyl-1,3,4-thiadiazole представленный в работе (Yongmimg Tang, Xiaoyuan Yang, Wenzhong Yang, Yizhong Chen, Rong "Wan. Experimental and molecular dynamics studies on corrosion inhibition of mild steel by 2-amino-5-phenyl-1,3,4-thiadiazole. Elsevier, 2010, 52, 242-249). Технический результат достигается тем, что содержание в 15% растворе соляной кислоты N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-(2-фенилэтинил)-1,3,4-тиадиазол-2-амина (50-200 мг/л) приводит к снижению скорости коррозии стали Ст3 (ГОСТ 380-2005) в 5,6-9,6 раза в зависимости от концентрации.

Пример 1. N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-(2-фенилэтинил)-1,3,4-тиадиазол-2-амин К охлажденному до 0°С раствору 2-амино-5-(2-фенилэтенил)-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 2-4 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 МГц, DMSO d₆), δ, м.д.: 7.75-7.71 (м, 2Н), 7.56-7.54 (м, 1H), 7.48 (д, J=9.4 Гц, 1H), 7.45-7.38 (м, 3Н), 3.27 (с, 4Н). Спектр ЯМР ¹³С (101 МГц, DMSO d₆), δ, м.д.: 168.73, 165.67, 138.27, 137.36, 135.56, 129.70, 129.18, 127.77, 118.94, 58.59.

Для получения 2-амино-5-(2-фенилэтенил)-1,3,4-тиадиазола к смеси тиосемикарбазида и коричной 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 - площадь поверхности образца, м²; τ - время испытания, ч; ρ - плотность Ст3, Ко 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-(2-фенилэтинил)-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-(2-фенилэтинил)-1,3,4-тиадиазол-2-амин проявляет защитный эффект (82-90%) 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-(2-фенилэтинил)-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.