Способ получения ингибитора кислотной коррозии

 

Изобретение относится к способам получения ингибитора кислотной коррозии, предназначенного для защиты металла при транспортировке соляной кислоты в цистернах, при их травлении на металлургических заводах, при кислотной обработке деталей и для защиты теплоэнергетического оборудования при кислотных промывках. Хлорсмесь, полученную хлорированием дибензилового эфира и содержащую хлористый бензил, бензальхлорид, бензоилхлорид, бензальдегид, обрабатывают водным раствором едкого натра при 40 - 50°С. Выделившийся органический слой обрабатывают водными растворами аммиака и формальдегида при мольных соотношениях хлористый бензил - формальдегид 1:1 - 1,1, хлористый бензил - бензальхлорид - аммиак 1:1:2,2 - 2,4. Полученный ингибитор коррозии обладает повышенным защитным действием в кислых средах и обеспечивает улучшение внешнего вида ингибированных кислот за счет его полной растворимости. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения ингибитора кислотной коррозии, предназначенного для защиты металла при транспортировке соляной кислоты в цистернах, при их травлении на металлургических заводах, при кислотной обработке деталей и для защиты теплоэнергетического оборудования при кислотных промывках.

В качестве ингибиторов кислотной коррозии известны азотосодержащие соединения - алифатические, ароматические и гетероциклические амины, амиды, хинолины. Именно соединения этого класса относятся к промышленным ингибиторам. Возможность использования того или иного соединения определяется рядом факторов: наличием сырьевой базы для производства, ценой, эффективностью, применение должно быть простым. Из указанного класса в отечественной промышленности для получения ингибированной соляной кислоты нашли применение ингибиторы БА-6 (продукт конденсации бензиламина с уротропином, ТУ 6-02-11-92-79), КИ-1 (смесь алкилбензилпиридина и циклического амина в виде солянокислых солей, ТУ 6-01-873-76), В-2 (сложная смесь, основными компонентами которой являются бензилиденбензиламин, метилбензиламин и бензальдегид, СТП 5763450-81-80, С.М.Решетников. Ингибиторы кислотной коррозии. - Л.: Химия, 1986, с. 123-125). Из указанных ингибиторов наилучшим защитным действием в среде 22-30% соляной кислоты обладает ингибитор В-2, способ получения которого является наиболее близким к заявляемому. Его получают взаимодействием кубового остатка производства хлористого бензила с водными растворами формальдегида и аммиака: (А.с.СССР N 491618, кл. C 23 F 11/04, 1975). Основным компонентом кубовых является хлористый бензил, но 15-20% составляют высокохлорированные производные, продукты конденсации и осмоления. Наличие сопутствующих примесей и их переход в состав ингибиторов при его синтезе придают последнему существенный недостаток - полученная ингибированная соляная кислота не соответствует потребительским требованиям из-за присутствия в ней маслянистых взвешенных частиц, что ухудшает внешний вид кислоты. При отстое во времени и накопления этой нерастворимой части требуются специальные приемы по уничтожению, чаще всего сжиганию, что не всегда возможно.

Настоящее изобретение направлено на расширение сырьевой базы, используемой для синтеза ингибитора типа В-2, обладающего повышенным защитным действием как в среде соляной кислоты, так и в присутствии фториона и обеспечивающего улучшение внешнего вида ингибированных кислот за счет его полной растворимости.

Это достигается использованием для синтеза хлорсмеси, полученной хлорированием дибензилового эфира и содержащей хлористый бензил, бензальхлорид, бензоилхлорид, бензальдегид, с последовательной обработкой это смеси водным раствором едкого натра при температуре 40-50^oC, а выделившийся органический слой - водными растворами аммиака и формальдегида при мольном соотношении хлористый бензил - формальдегид 1:1-1,1, хлористый бензил - бензальдегид - аммиак 1: 1: 2,2-2,4. Обработка хлорсмеси раствором едкого натра позволяет получить бензоат натрия, который может иметь самостоятельное применение или использоваться для получения бензойной кислоты, а последующая обработка растворами аммиака и формальдегида позволяет получить смесь ароматических азотсодержащих соединений, хорошо растворяющихся в кислотах и работающих как ингибиторы кислотной коррозии. При этом их защитное действие выше в сравнении с используемыми ингибиторами КИ-1, В-2, что позволяет уменьшить их дозировку в 2-3 раза.

Проверка предлагаемого способа осуществлялась в лабораторных условиях следующим образом: в реактор, снабженный мешалкой, термометром, холодильником и дозировочной воронкой, загружали хлорсмесь. Из воронки приливали 5-10% раствор едкого натра, поддерживая температуру в пределах 45-50^oC и pH не более 10. При достижении стабильного значения pH реакционную массу отстаивали и отделяли водно-солевой раствор от органического, к которому приливали расчетные количества водных растворов аммиака и формальдегида. После загрузки температуру повышали до 95-105^oC и выдерживали 1,5 часа. По завершении операции отделяли водно-солевой слой от органического, в котором определяли органический азот, состав хроматографическим методом и ингибирующую способность, выражаемую значением коэффициента коррозии в соляной кислоте.

Пример 1.

В реактор загрузили 200 г смеси состава в мас.% по основным компонентам: бензальдегида 4,24, хлористого бензила 37,64, бензоил хлорида 44,5, бензальдегида 11,65. На гидролиз бензоилхлорида израсходовали 500 г 10% раствора едкого натра. После отделения водно-солевого слоя к 130 г органического слоя продозировали 132 г 25%-ного водного раствора аммиака и 59,2 г 37% раствора формальдегида. Подогрев смесь до 95-102^oC, выдерживали ее 1,5 часа. Охладив реакционную массу 80-85^oC, разделили слои. Получили 113,7 г органического слоя, основными компонентами которого являются в мас.% бензальдегид 19,9, метилбензиламин 4,2, бензилиденбензиламин 61,476, бензамид 1,26, сумма ди- и трибензиламинов 3,85, неидентифицированных компонентов суммарно 9,6, мас. доля органически связанного азота 4,5. Смесь указанного состава ввели в количестве 0,25% в 27%-ную соляную кислоту, содержащую 0,4% фториона. Ингибитор растворился полностью, кислота прозрачная. В подготовленный образец ингибированной кислоты поместили образцы стали 08КП (стандартный метод испытаний) и через 24 часа определили коэффициент коррозии, который составил 0,049 г/м²·час при нормируемом значении этого показателя не более 0,2 г/м²·час.

В таблице представлены примеры 2-6, условия проведения которых аналогичны примеру 1, но отличаются составом исходной хлорсмеси.

Приведенные мольные соотношения по основным компонентам хлорсмеси (хлористому бензилу и бензальхлориду), формальдегиду и аммиаку основываются на химизме протекающих реакций. Уменьшение соотношений приводит к снижению конверсии хлорсодержащих компонентов, а увеличение не обеспечивает никакого положительного эффекта, обуславливая лишь увеличение количества химзагрязнений стока.

Как следует из экспериментальных данных, ингибитор обладает хорошей ингибирующей способностью, что позволяет уменьшить его дозировку до 0,25%, что ниже в 3-4 раза при использовании известных промышленных ингибиторов при одновременном уменьшении коэффициента коррозии в 2,5-3 раза. Получаемая ингибированная кислота по внешнему виду по своей прозрачности практически не отличается от абгазной.

Формула изобретения

Способ получения ингибитора кислотной коррозии взаимодействием хлорпроизводных толуола с водными растворами аммиака и формальдегида, отличающийся тем, что в качестве хлорпроизводных толуола используют хлорсмесь, полученную хлорированием дибензилового эфира и содержащую хлористый бензил, бензальхлорид, бензоилхлорид, бензальдегид, которую последовательно обрабатывают водным раствором едкого натра при 40 - 50^oС, а выделившийся органический слой - водными растворами аммиака и формальдегида при мольном соотношении хлористый бензил - формальдегид 1:1 - 1,1, хлористый бензил - бензальхлорид - аммиак 1 : 1 : 2,2 - 2,4.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2