Ингибитор кислотной коррозии
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты оборудования от кислотной коррозии. В качестве ингибитора используют сульфоксиды, полученные из фракции сернистой нефти, выкипающей в пределах: начало кипения 180°С, конец кипения 360°С. Технический результат: удешевление стоимости ингибитора и повышение степени защиты металла до 98%. 1 табл.
Изобретение относится к защите металлов от коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты оборудования от кислотной коррозии.
Задача изобретения - удешевление стоимости ингибитора и повышение степени защиты металла. Известен ряд соединений, которые используются в качестве ингибиторов коррозии. Из них наибольшее применение находит диметилсульфоксид (Григорьев В.П. и др. Химическая структура и защитное действие ингибиторов коррозии. Ростовский университет. 1978. с.20-22. Алцыбеева А.И. и др. Ингибиторы коррозии металлов. Ленинград. Химия. 1968, с.409). Однако диметилсульфоксид дорогой, и защитный эффект его не превышает 85%.
Поставленная нами задача достигается использованием в качестве ингибитора сульфоксидов, полученных из фракции сернистой нефти с температурными пределами выкипания: начало кипения 180° С; конец кипения 360° С. Для получения сульфоксидов окисляют сульфиды, содержащиеся во фракции, водным раствором пероксида водорода непосредственно во фракции, из которой после этого извлекают образующиеся сульфоксиды методом жидкостной экстракции. Состав нефтяных сульфоксидов определяют на хромато-масс-спектрометре Finnigan 4021. Сульфоксиды представлены в основном оксидами тиамоно- и тиабициклоалканов (85-90%).
Ниже приводятся некоторые физико-химические показатели нефтяных сульфоксидов:
| Плотность при 20° С, кг/м3 | 1020 |
| Кинематическая вязкость, мм2/с: | |
| - При 20° С | 121,17 |
| - При 50° С | 18,9 |
| Температура, ° С: | |
| - Вспышки в открытом тигле | 152 |
| - Вспышки в закрытом тигле | 145 |
| Застывания | -30 |
| Самовоспламенения | 241,5 |
| Содержание серы, мас.%: | |
| - Общей | 11,35 |
| - Сульфоксидной | 10,66 |
| Кислотность (на серную кислоту), г/л | 0,56 |
| Растворимость в воде, г/л | 7,6 |
Эффективность защиты оборудования от кислотной коррозии с использованием нефтяных сульфоксидов определяют по следующей методике: обезжиренные натронной известью и высушенные до постоянной массы образцы, изготовленные из листовой стали 08 КП (20· 20· 0,5), помещают на 6 час при комнатной температуре (24° С) в 22%-ную соляную кислоту с добавкой ингибитора и без него. После 6 час испытаний образцы извлекают, промывают водой и сушат фильтровальной бумагой, затем карандашной резинкой удаляют с поверхности следы коррозии и сушат до постоянной массы в эксикаторе. Скорость коррозии определяют по формуле
где ρ - скорость коррозии, г/м2ч,
Δ m - потеря массы образца во время испытаний,
r - продолжительность испытаний, час,
S - площадь образца, м2.
Защитный эффект определяют по формуле
или
где Δ m1 и Δ m2 - масса образца до и после испытания, г;
ρ 1 и ρ 2 - скорость коррозии в среде 22%-ной соляной кислоты с ингибитором и без него, г/м2ч,
Z - защитный эффект.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1: В четырехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильником, термометром и капельной воронкой помещают 300 г фракции дизельного топлива, выкипающей в пределах н.к.200, к.к. 360° С и содержащей 1,06 мас.% сульфидной; 2,1 мас.% общей серы. Затем в предварительно нагретую до 70° С фракцию при перемешивании добавляют 11 г 30%-ного водного раствора пероксида водорода и 0,06 г молибденового катализатора. Через 50 минут перемешивания углеводородный слой - оксидат - отделяют от водной фазы в делительной воронке, приливают 26 г 62 мас.%-ного раствора серной кислоты, перемешивают 30 минут и отстаивают в течение 3 час. При этом образуется две фазы. Верхняя фаза - рафинатный раствор, нижняя - экстрактный раствор. Экстрактный раствор разбавляется водой до 40%-ной концентрации. При этом происходит выделение сульфоксидов. Выход сульфоксидов 6,2 мас.% от сырья. Полученные сульфоксиды исследуют в качестве ингибитора коррозии по вышеописанной методике. Защитный эффект при концентрации ингибитора 1 г/л составляет 98%, скорость коррозии 0,09 г/м2·час (норма по ТУ 0,5 г/м2·час). Диметилсульфоксид в аналогичных условиях показал защитный эффект и скорость коррозии соответственно 81,6% и 0,12 г/м2·час.
Пример 2: В качестве сырья используют дизельную фракцию Западно-Сургутской нефти, выкипающей в пределах н.к. 180° С, к.к. 345° С, содержащей 0,95 сульфидной и 1,9 мас.% общей серы. Окисление проводят 30%-ным водным раствором пероксида водорода, как описано в примере 1. Экстракцию сульфоксидов из оксидата осуществляют водным раствором ацетона, содержащим 25 мас.% воды. Экстракцию проводят в температурном интервале 20-50° С при массовых кратностях к сырью экстрагента 4. В этих условиях степень извлечения сульфоксидов составляет 90%, выход 7,5 мас.% на сырье. Полученные сульфоксиды изучают в качестве ингибитора коррозии, как описано выше. Скорость коррозии при концентрации сульфоксидов 2 г/л в 22%-ном растворе соляной кислоты составляет 0,05 г/м2·час (норма по 0,2 г/м2·час), защитный эффект 98,2%.
Пример 3: Нефтяные сульфоксиды получают из фракции Чекмагушевской нефти, выкипающей в пределах: начало кипения 200° С, конец кипения 360° С, содержащей 1,2 мас.% сульфидной и 2,3 мас.% общей серы, как описано выше в примере 1. Полученные сульфоксиды используют в качестве ингибитора солянокислотной коррозии. Скорость коррозии при конценрации 5 г/л составляет 0,04 г/м2·час. Защитный эффект 98,3%. При дальнейшем увеличении концентрации сульфоксидов в соляной кислоте скорость коррозии остается постоянной. Так, при концентрации сульфоксидов в соляной кислоте 10 г/л скорость коррозии 0,04 г/м2·час.
Таким образом, сульфоксиды из фракции сернистой нефти с температурными пределами выкипания: начало кипения 180° С, конец кипения 360° С независимо от месторождения сернистой нефти и методов их получения, являются эффективными ингибиторами коррозии металлов. Высокий защитный эффект, большая сырьевая база, простой метод получения делают целесообразным широкое применение их в качестве кислотной коррозии, расширяют ассортимент эффективных отечественных ингибиторов коррозии. За пределами рекомендуемого интервала выкипания сырья цель изобретения не достигается из-за низкого содержания сульфидов в сырье.
Ингибитор кислотной коррозии металлов, отличающийся тем, что в качестве ингибитора используют сульфоксиды, полученные из фракции сернистой нефти, выкипающей в пределах: начало кипения 180°С, конец кипения 360°С.
