Ингибитор кислотной коррозии

 

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии посредством ингибиторов, в частности к ингибиторам кислотной коррозии стали, и может быть использовано в нефтяной, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности для защиты стального оборудования, эксплуатирующегося в кислых средах. Ингибитор коррозии содержит кубовые остатки производства анилина, или п-фенетидина, или сантохина 3,0-30,0 мас. %, соляную кислоту 10,0-50,0 мас.%, формальдегидсодержащее соединение 10,0-30,0 мас.% и органический растворитель остальное. Ингибитор обладает высоким ингибирующим эффектом в различных кислых средах и позволяет утилизировать крупнотоннажные отходы производств. 1 табл.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности к ингибиторам кислотной коррозии стали, и может быть использовано в нефтяной, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности для защиты стального оборудования, эксплуатирующегося в кислых средах.

Известен ингибитор коррозии металлического оборудования, полученный растворением третичного амина в органическом растворителе, в который может быть добавлен продукт взаимодействия минеральной кислоты с амидом или амидоамином (заявка Великобритании, N 2137976, МКИ C 23 F 11/04, публ. 1984 г.).

Недостатком известного ингибитора является его малая эффективность в высококонцентрированных кислотах.

Известен ингибитор кислотной коррозии, получаемый смешением кубового остатка производства сантохина, соляной кислоты и формальдегидсодержащего соединения (патент N 2120496, МКИ C 23 F 11/04, публ. 1998 г.).

Недостатком данного ингибитора является технологическая сложность его приготовления, заключающаяся в разделении фаз.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является ингибитор коррозии, содержащий анилинсодержащее соединение, соляную кислоту, формальдегид и воду (см. патент США N 4778654, МКИ C 23 F 11/00, публ. 18.10.88 г.).

Недостатком данного ингибитора является дефицитность сырья, трудоемкость способа получения ингибитора.

Задачей изобретения является создание эффективного ингибитора, используемого в различных кислых средах.

Поставленная задача решается так, что ингибитор кислотной коррозии, содержащий азотсодержащее соединение, соляную кислоту и формальдегидсодержащее соединение, в качестве азотсодержащего соединения содержит кубовые остатки производства анилина или п-фенетидина или сантохина и дополнительно содержит органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кубовые остатки производства анилина, или п-фенетидина, или сантохина - 3,0-30,0 Соляная кислота - 10,0-50,0 Формальдегидсодержащее соединение - 10,0-30,0 Органический растворитель - Остальное Кубовый остаток производства анилина по данным физико-химических исследований содержит следы анилина, аминофенола, аминотиофенола, едкий натр и осмоливающийся остаток в количестве 31,2 г в 79,8 г (см. Технологический регламент производства анилина контактным способом, N 131, утв. в 1974 г. в ПО "Химпром").

Кубовый остаток производства п-фенетидина со стадии вакуумной перегонки согласно физико-химическим исследованиям включает в себя, мас.%: п-Фенетидин - 73,5 п-Хлоранилин - 4,5 п-Аминофенол - 4,5 Анилин - 17,5
(см. Технологический регламент производства п-фенетидина N 149 П, утв. в 1989 г.).

Кубовый остаток производства сантохина по данным физико-химических исследований содержит, мас.%:
п-Фенетидин - Следы
Сантохин - 28,03
Высококипящие хинолиновые примеси - 33,74
Толуол - 38,23
(см. Постоянный регламент производства сантохина N 71-3, утв. в 1984 г. ).

В качестве соляной кислоты используют абгазную соляную кислоту по ТУ 6-01-714-77 или синтетическую соляную кислоту техническую по ГОСТ 857-78, разбавленную водой до 13%-ной концентрации.

В качестве формальдегидсодержащего соединения используют п-формалин технический по ГОСТ 1625-29, или параформ по ТУ 6-09-141-03-83, или триоксан по ТУ 6-09-11-578-75.

В качестве органического растворителя используют водно-метанольную фракцию, или эфироальдегидную фракцию, или спиртовую фракцию, которые являются отходами производства, и сжигается с целью уничтожения, а также ацетон по ГОСТ 2603-79, этанол по ГОСТ 18300-87, 1,4-диоксан по ГОСТ 10455-88, диметилформамид по ГОСТ 20289-74, полиэтиленгликоль по ТУ 6-15-02-268-92 и флотореагент Т-66 по ТУ 68.103243-79.

Новая совокупность заявленных существенных признаков позволяет получить новый технический результат, а именно создать эффективный ингибитор кислотной коррозии.

Ингибитор кислотной коррозии готовят в заводских условиях простым смешением компонентов. Данный ингибитор может быть применим в средах с содержанием кислоты до 30%, стабилен при перевозке и хранении, обладает широким спектром действия - эффективен в соляной, серной, смеси соляной и плавиковой кислот, а также обладает длительным эффектом ингибирования.

Анализ известных решений, отобранных в процессе поиска, показал, что в науке и технике нет объекта, обладающего заявленной совокупностью признаков и наличием вышеуказанных свойств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного объекта критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия заявленного изобретения критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры приготовления ингибитора и определение эффективности использования ингибитора в кислых средах.

Пример 1 (заявленный ингибитор)
В 250 мл 3-х горлую колбу, снабженную магнитной мешалкой, конденсатором и термометром, добавляют 30 г кубового остатка анилина, 10 г 12%-ной соляной кислоты, перемешивают, затем добавляют 10 г параформа и 50 г ацетона.

Содержимое перемешивают до полного растворения при комнатной температуре, (см. таблицу, пример 1).

Составы по примерам 2-31 готовят аналогично примеру 1, только при использовании кубового остатка сантохина кислоту и растворитель добавляют при нагревании.

Пример 32 (прототип)
В 250 мл 3-х горлую колбу, снабженную магнитной мешалкой, конденсатором и термометром, добавляют 11,95 г смесь тридециламина и анилина, 10 г воды, 10 г 36%-ной соляной кислоты, 6,48 г формальдегида. Проводят перемешивание при комнатной температуре, затем при повышенной температуре. Затем смесь охлаждают и нейтрализуют NaOH.

Твердые продукты реакции отделяют от жидкости, промывают водой и растворяют в метиленхлориде. Выпаривают метиленхлорид и получают ингибитор коррозии (см. таблицу, пример 32).

Приготовленные ингибиторы испытывают на скорость коррозии стали и эффективность ингибирования в различных кислых средах.

Коррозионные испытания проводят на образцах из стали марки Ст3. Агрессивной средой служат 25-30%-ная соляная кислота, 20%-ная серная кислота и смесь 25%-ной соляной кислоты и 5%-ной плавиковой кислот.

В прибор для определения скорости коррозии, состоящий из стеклянного цилиндра, вместимостью 400 см³, меткой на 250 см³ с пришлифованной пробкой, в которой имеются отверстия для выхода водорода, стеклянного стержня с крючками для подвешивания стальных пластин, заливают кислоту и помещают 4 пластины из стали марки Ст3. Пластины предварительно измеряют, промывают водой, спиртом, ацетоном, сушат и взвешивают. Цилиндры с пластинами помещают в термостат или водяную баню с температурой (20±3)^oC. Через 24 ч пластины вынимают из раствора, промывают водой, спиртом, ацетоном, сушат и взвешивают.

Скорость коррозии (V) в г/м²·ч вычисляют по формуле

где m₁, m₂ - масса пластины до начала анализа и после, г;
S - площадь пластины, м²;
24 - время анализа.

Площадь пластины (S) в м² вычисляют по формуле

где а - длина пластины, мм;
b - ширина пластины, мм;
c - толщина пластины, мм.

Площадью отверстий пренебрегают.

За результат принимают среднее арифметическое значение 3-х параллельных определений, допустимое расхождение между которыми не должно превышать 0,04 г/м²·ч (P=0,05).

Эффективность ингибирования (Z) определяют как отношение разницы в скорости коррозии стали в неингибированной и ингибированной кислотах к скорости коррозии в неингибированной кислоте:

где V₀ - скорость коррозии стали в неингибированной кислоте, г/м²·ч;
V₁ - скорость коррозии стали в ингибированной кислоте, г/м²·ч.

Результаты исследований по определению скорости коррозии и эффективности ингибирования приведены в таблице, графы 8-10 и 11-13 соответственно.

Предлагаемый ингибитор имеет следующие преимущества:
- обладает высоким ингибирующим эффектом в различных кислых средах;
- утилизируются крупнотоннажные отходы производств.

Формула изобретения

Ингибитор кислотной коррозии, содержащий азотсодержащее соединение, соляную кислоту и формальдегидсодержащее соединение, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего соединения он содержит кубовые остатки производства анилина или п-фенетидина или сантохина и дополнительно органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кубовые остатки производства анилина, или п-фенетидина, или сантохина - 3,0 - 30,0
Соляная кислота - 10,0 - 50,0
Формальдегидсодержащее соединение - 10,0 - 30,0
Органический растворитель - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2