Способ защиты стали от кислотной коррозии

 

Изобретение относится к области защиты сталей от кислотной, в частности от солянокислой, коррозии путем введения органических соединений в качестве ингибиторов коррозии. В кислую среду вводят ингибиторы аминного типа, в качестве которых используют новые соединения - диимины, общей формулы. При использовании предлагаемых соединений снижается скорость коррозии стали в растворе соляной кислоты, увеличивается защитный эффект ингибиторов. 1 табл.

Изобретение относится к области защиты сталей от кислотной, в частности от солянокислой, коррозии путем введения органических соединений в качестве ингибиторов коррозии.

Известен способ защиты металлов от кислотной коррозии, по которому в качестве ингибитора коррозии применяют смолообразный продукт, являющийся остатком после отгонки ацетонанила при синтезе его конденсацией ацетона с анилином. Однако предложенный ингибитор не имеет постоянного состава и степень защиты его изменяется в зависимости от строения и состава [1].

Известен также ингибитор кислотной коррозии, состоящий из трибензиламина, уротропина и тиомочевины [2]. Данный состав обеспечивает степень защиты стали до 97%, что недостаточно для защиты стали от коррозии.

Известен способ защиты металлов от кислотной коррозии, где в качестве ингибитора применяют полиалкиларилбензолпиридинийхлорид или полиалкиларилилтриметил(этил)аммонийхлорид [3].

Однако данный ингибитор имеет защитный эффект стали до 90%, что недостаточно для защиты стали.

Известен также ингибитор кислотной коррозии стали в соляной кислоте - дипропаргиловый эфир этиленгликоля [4].

Однако скорость коррозии при использовании предлагаемого ингибитора достаточно невысокая (1,32 - 3,74 г/м²·час).

Известен также продукт конденсации п-хлорбензолсульфокислоты с формальдегидом для снижения кислотной коррозии [5].

Однако указанный продукт не имеет постоянного состава и защитное действие его также невелико.

Наиболее близким по структуре и назначению являются ингибитора атмосферной коррозии N-бутилиденаллиламин, N-этилиденбутиламин и N-i-бутилиденизобутениламин [6].

Однако защитный эффект ингибитора равен 80-90%, что в соответствии с ГОСТ 9.505-86 соответствует посредственным показателям.

Задачей предлагаемого изобретения является получение новых ингибиторов кислотной коррозии, которые при введении в соляную кислоту обеспечивают высокий защитный эффект стали.

Техническим результатом при использовании предлагаемых соединений является снижение скорости коррозии стали в растворе соляной кислоты, увеличение защитного эффекта ингибиторов.

Технический результат достигается путем введения ингибиторов аминного типа в кислую среду, в качестве ингибиторов используют новые соединения - диимины, общей формулы: где R = 1,3(CH₂CH₂)₂Ad; -(CH₂)₆-; (CH₂)₂; Предлагаемые нами новые диимины получают при взаимодействии м-феноксибензальдегида с ароматическими, алифатическими и ациклическими диаминами, а именно: 1,3-диэтиламиноадамантаном, гексаметилендиамином, этилендиамином, п-фенилендиамином.

Органические ингибиторы, добавляемые в растворы электролитов, снижают скорость коррозии исключительно за счет их адсорбции на поверхности металла. При этом блокируются активные центры растворения. На поверхности, закрытой адсорбентом, реакция протекает крайне медленно. Присутствие в структуре ингибиторов полярных атомов азота, которые имеют электроны, способные образовывать ковалентную связь с металлом, способствует их адсорбции на поверхности металлов. Вероятно также, что диимины связывают деполяризатор-кислород, тем самым уменьшая его содержание в растворе.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, а определение из перечня аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа, признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

Диимины получают по классической реакции альдегидов с аминами. м-Феноксибензальдегид подвергают взаимодействию с ароматическими, алифатическими и ациклическими диаминами в отсутствие растворителя, при температуре 100 - 110^oC в течение 1,5 - 2 ч, по следующей схеме где R = 1,3(CH₂CH₂)₂Ad; -(CH₂)₆; -(CH₂)₂-; Диимины очищают перекристаллизацией из соответствующих растворителей. Они представляют собой порошки, имеющие окрашивание от белого до ярко зеленого цвета, либо вязкую жидкость.

Пример 1. 1,3-[Ди(м-феноксифенилметанимин-этил)]адамантан (соединение I) получают следующим образом: В четырехгорлый реактор, снабженный обратным холодильником, мешалкой, термометром и капельной воронкой загружают расплавленный 1,3-ди-(аминоэтил)-адамантан в количестве 4,7 г (0,00081 моль). При перемешивании и охлаждении дозируют 3,2 г или 2,78 мл (0,0016 моль) м-феноксибензальдегида. По окончании дозирования реакционную смесь нагревают до 100^oC в течение 1,5 - 2 ч. Конечный продукт очищают перекристаллизацией из этилового спирта. Выход составил 92%. Т.пл. 86-89^oC. Спектр ПМР (CCl₄), δ , м. д. : 1,43 м (Ad), 3,49 т (2 H, -CH₂-), 1,90 т (2 H, -CH₂-), 6,72-7,02 (18 H, Ar), 7,80 (2 H, -CH=). Найдено, 2%: C 82,92, N 5,06, H 7,46, C₄₀H₄₂N₂O₂. Вычислено, %: C 82,33, N 4,81, H 7,22.

Пример 2. N,N'-гексаметиленди(м-феноксифенилметанимин) (соединение II) получают аналогично соединению I. Загрузки реагентов: 3,0 г (0,025 моль) гексаметилендиамина и 11,52 г (0,058 моль) м-феноксибензальдегида. Выход составил 93%. Т. пл. 54-56^oC. Спектр ПМР (CCl₄), δ м.д. 3,45 т (4 H, 2 N-CH₂-), 1,33 - 1,59 м (8 H, -(CH₂)₄-), 6,97-7,22 (18 H, Ar), 8,09 (2 H, -CH= ). Найдено, %: C 80,03, N 6,27, H 7,24. C₃₂H₃₂N₂O₂. Вычислено, %: C 80,67, N 5,81, H 6,72.

Пример 3. N, N'-этиленди(м-феноксифенилметанимин) (соединение III) получают аналогично соединению I. Загрузки реагентов: 2 (г (0,03 моль) этилендиамина и 14,5 г (0,07 моль) м-феноксибензальдегида. Выход составил 94%. Т. кип. 250^oC ( 2 мм рт.ст.). Спектр ПМР (CCl₄), δ , м.д.: 3,57 т (4 H, 2 N-CH₂-) 6,83-7,26 (18 H, Ar), 8,03 (2 H, -CH=). Найдено, %: C 80,07, N 6,45, H 5,42. C₂₈H₂₄N₂O₂. Вычислено,%: C 80,00, N 6,66, H 5,71.

Пример 4. N,N'-п-фенилен-[ди(м-феноксифенилметанимин)] (соединение IV) получают аналогично соединению I. Загрузки реагентов: 2 г (0,018моль) п-фенилендиамина и 7,84 г (0,039 моль) м-феноксибензальдегида. Выход составил 53%. Т. пл. 126-128^oC. Спектр ПМР (CCl₄), δ , м.д.: 6,82-7,11 (22 H, Ar), 7,96 (2 H, -CH=). Найдено, %: C 80,98, N 6,12, H 5,32. C₃₂H₂₄N₂O₂. Вычислено,%: C 80,02, N 5,98, H 5,13.

Предложенный способ осуществляют следующим образом.

Полученные ингибиторы вводят в раствор соляной кислоты концентрации 29%. Испытания проводят в соответствии с ГОСТ 9.505-86 (СТ СЭВ 2596-85)" Ингибиторы кислотной коррозии" для углеродистой стали Ст.3 и 08КП. Дозировка ингибитора - 1 вес.%. Время испытаний - 24 ч. Температура кислоты - 20^oC. Время перемешивания раствора - 30 мин.

Как видно из представленных данных диимины являются эффективными ингибиторами превосходящими известные ингибиторы.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: - средство, воплощающее заявленное изобретение при его использовании предназначено для использования в качестве ингибитора кислотной коррозии;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении способно обеспечить достижение технического результата.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Источники, принятые во внимание:
1. А.С. СССР N 199630, кл. C 23 F 11/10, 1978.

2. А.С. СССР N 489818, кл. C 23 F 11/10, 1975.

3. А.С. СССР N 280162, кл. C 23 F 11/04, 1975.

4. А.С. СССР N 487962, кл. C 23 F 11/04, 1975.

5. А.С. СССР N 273970, кл. C 23 F 11/04, 1978.

6. А.С. СССР N 318315, кл. C 23 F 11/02, C 23 F 04/08, 1978.

Формула изобретения

Способ защиты стали от кислотной коррозии путем введения ингибиторов аминного типа, отличающийся тем, что в качестве ингибиторов используют соединения общей формулы

где R - 1,3(CH₂CH₂)₂Ad, -(CH₂)₆-, -(CH₂)₂-,

РИСУНКИ

Рисунок 1