Способ защиты стали от сероводородной коррозии

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов в минерализованных средах, содержащих сероводород, и может быть использовано в нефтяной отрасли. Способ включает добавление в минерализованную среду, содержащую сероводород, 2,4,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилина в концентрации 25-200 мг/л. Технический результат: снижение скорости коррозии стали. 1 табл.

 

Изобретение относится к способу защиты металлов от коррозии в минерализованных средах ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии оборудования в нефтяной отрасли, контактирующего со сточными водами и эмульсиями, содержащими сероводород.

Известны способы защиты стали от коррозии с помощью ингибиторов на основе ароматических и гетероциклических соединений: продукт конденсации бензиламина с уротропином (ТУ 6-02-1192-79. Ингибитор коррозии БА-6. Введ. 01.01.80.13 с.); смесь алкилбензилпиридина и циклического амина (ТУ 6-46893387-34-90. Ингибитор коррозии КИ-1. Введ. 01.07.90.12 с.); смесь производных толуилендиизоцианатов (ТУ 6-03-31-81. Ингибитор коррозии ТДА. Введ. 01.02.82.13 с.); производные алкипиридинийхлоридов (ТУ 6-01-530-70. Ингибитор коррозии Катапин Б-300. Введ. 01.01.71.13 с.); четвертичная соль пиридиния (ТУ 6-01-11-15-72. Ингибитор коррозии КПИ-3. Введ. 01.02.73.14 с.).

Однако указанные ингибиторы не обладают высокой эффективностью защиты в минерализованных средах, содержащих сероводород.

Ближайшим аналогом по структуре и эффективности является ингибитор коррозии ПБ-5, представляющий собой продукт конденсации анилина и уротропина (ТУ 6-01-28-92. Ингибитор коррозии ПБ-5. Введ. 01.01.93.11 с.) Недостатком указанного ингибитора является низкая его эффективность в сероводородсодержащих средах.

Заявленное техническое решение направлено на повышение эффективности защиты стали от коррозии в минерализованных средах, содержащих сероводород.

В заявленном техническом решении предложен способ защиты стали от сероводородной коррозии в минерализованных средах, включающий добавление в минерализованную среду, содержащую сероводород, 2,4,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилина в концентрации 25-200 мг/л. 2,4,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилин получают прямым алкенилированием анилина пипериленом в присутствии хлористого алюминия (Абдрахманов И.Б. Амино-перегруппировка Кляйзена и превращения орто-алкенилариламинов. - Дис. … докт. хим. наук. - Уфа: УрО БНЦ Институт химии АН СССР, 1989)

Испытания защитного действия 2,4,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилина в качестве ингибитора коррозии стали в минерализованных средах, содержащих сероводород, проводили в лабораторных условиях гравиметрическим методом.

В качестве рабочих сред использовали модели минерализованной воды (ММВ) состава, г/л: NaCl - 111,5; CaCl₂·6Н₂О - 10,8; MgCl₂·2Н₂О - 17,0; CaSO₄·2H₂O - 0,3. Содержание H₂S составляло 900-1500 мг/л. В качестве образцов-свидетелей использовали образцы стали марки 3 (ГОСТ 380-90).

Обезжиренные и высушенные до постоянного веса образцы из стали 3 помещали в рабочую среду на 6 часов при 20°С с добавлением предложенного ингибитора и без него. По истечении времени выдерживания образцы тщательно промывали в струе воды, погружали на 5-10 минут в раствор щелочи и вновь промывали проточной водой и сушили до постоянного веса. Далее образцы взвешивали с точностью до 0,0002 г.

Скорость коррозии (р), степень защиты стали от коррозии (Z) определяли в соответствии с формулами (1) и (2)

где m₁-m₂ - изменение массы, г;

S - площадь образца, м²;

t - время испытания, ч.

где p₁ - скорость коррозии в среде без ингибитора, г/м²ч;

p₂ - скорость коррозии в ингибированной среде, г/м²ч.

Сущность заявленного технического решения подтверждается примерами конкретного выполнения.

Пример 1.

Синтез 2,4,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилина.

К 0,5 моля анилина в растворе 50 мл бензола добавили 2,5 моля пиперилена и 0,9 моля хлористого алюминия. Полученную смесь термостатировали при температуре 130°С 5 часов. Получили 60 г (99%) 2,4,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилин - маслянистая жидкость с т.кип. 137°С.

Найдено, %: С 84,96; Н 9,87; N 4,52; C₂₁H₃₁N.

Вычислено: С 84,85; Н 10,43; N 4,71.

ИК-спектр: 980, 1680, 3320, 3410.

Спектр ЯМР Н, (СДCl, м.д, 1, Гц): 1,25 д (9Н, 3СН₃); 1,58 д (9Н, 3СН₃); 3,23 м (3Н, 3СН); 3,42 с (2Н, NH₂); 5,38 м (6Н, 3СН=СН); 6,58 с (2Н, Ar).

Пример 2.

Испытания эффективности защитного действия 2,4,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилина в качестве ингибитора коррозии стали проводили по вышеописанной методике.

В ММВ, содержащей 1500 мг/л H₂S, скорость коррозии без ингибитора составляет 1,1 г/м²ч, а в присутствии 200 мг/л 2-,4-,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилина (далее реагента) - 0,055 г/м²ч.

Степень защиты от коррозии в указанных условиях составляет 95,0%.

Пример 3.

Испытания эффективности защиты от коррозии прототипом (ингибитор ПБ-5) проводили аналогично примеру 2.

Скорость коррозии стали в ММВ с содержанием H₂S 1500 мг/л составляет 1,1 г/м²ч без реагента и 0,56 г/м²ч в присутствии 200 мг/л прототипа. Степень защиты в указанных условиях составляет 49,1%.

В таблице представлены остальные примеры испытания 2,4,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилина в качестве ингибитора коррозии стали.

Результаты испытаний, приведенные в таблице, свидетельствуют о высокой эффективности предлагаемого ингибитора коррозии стали в минерализованных средах, содержащих сероводород. Наиболее высокая эффективность достигается при концентрации ингибитора от 25 до 200 мг/л. При повышении концентрации ингибитора выше 200 мг/л степень защиты существенно не меняется, а при понижении его концентрации ниже 25 мг/л наблюдается резкое снижение степени защиты. В случае прототипа при концентрации 200 мг/л скорость коррозии составляет 0,53-0,61 г/м²ч, а степень защиты равна 32,1-49,1%.

Преимущества предлагаемого ингибитора коррозии стали по сравнению с прототипом состоят в следующем.

1. Высокая степень защиты от коррозии 2,4,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилином (84,0-95,0%) по сравнению с прототипом (32,1-49,1%).

2. Снижение скорости коррозии стали в присутствии 2,4,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилина в 6-20 раза, а в присутствии прототипа - 1,5-1,9 раза.

3. Эффективными дозировками предлагаемого ингибитора являются 25-200 мг/л (степень защиты 84,0-95,0%), а в прототипе даже при дозировках 200 мг/л степень защиты не превышает 49,1%.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о высокой эффективности предлагаемого способа защиты стали от коррозии в минерализованных средах, содержащих сероводород, который может найти применение в нефтяной отрасли.

Способ защиты стали от сероводородной коррозии, включающий добавление в минерализованную среду, содержащую сероводород, 2,4,6-три-(1¹-метил-2¹-бутенил)анилина в концентрации 25-200 мг/л.