Ингибитор коррозии черных металлов в водных и агрессивных средах

Авторы патента:

Царик Людмила Яковлевна (RU)

Подкуйко Ольга Георгиевна (RU)

Подкуйко Петр Алексеевич (RU)

Кульпе Нина Викторовна (RU)

Илющенко Галина Альбертовна (RU)

C23F11/04 - в кислых растворах

Владельцы патента RU 2548850:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты оборудования из стали и чугуна в водных и агрессивных средах. Ингибитор включает, мас.%: натриевую соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты 68,5-69,5; полиакриламид 3,25-3,51; соду кальцинированную 6,5-8,0 и воду - остальное. Технический результат: создание ингибитора коррозии черных металлов, работающего в жесткой воде с жесткостью до 7 мг-экв/л, а также в щелочной и кислой средах. 1 табл.

Предлагаемое изобретение относится к составам для защиты металлов от коррозии в водных и агрессивных средах и может быть использовано для защиты оборудования от коррозии в агрессивных средах.

Известен ингибитор коррозии, состоящий из сополимера N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида с серным ангидридом при следующем соотношении, мас.%: сополимер N,N-диметил-N,N-диаллиламмоний хлорида с серным ангидридом 99.9, хлористый натрий 0.1 (RU 2087592, МКИ C1 C23F 11/04, 11/14, 1997 г.).

Данный ингибитор коррозии может найти применение в машиностроительной промышленности при травлении металлов в серной кислоте при высоких температурах.

Недостатком данного ингибитора коррозии является использование его при травлении металлов в серной кислоте и не пригодного для защиты чугуна сталей марок 3 и 10 от воздействия других агрессивных сред.

Известен ингибитор коррозии - бактерицид, который получают при взаимодействии жирной кислоты (C₅-C₁₆) и аминопарафина (C₁₀-C₁₆) или смешением с ингибитором коррозии O-алкилфосфит-N-алкиламмонием или N-алкил-2-метил-5-этилпиридинийбромидом, или с аммонийными солями моноалкилфосфористых кислот при их соотношении 1-0.25:075, соответственно. Содержание ингибитора коррозии - бактерицида 30-60 мас.%, растворитель (алифатический спирт или ароматический растворитель) - остальное (RU 2116380, МКИ C23F 11/14, 27/07, 1998 г.).

Ингибитор коррозии предназначен для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии.

Недостатком данного ингибитора коррозии является низкая эффективность при использовании для защиты чугуна и сталей в жесткой воде.

Известен ингибитор коррозии черных металлов в водных системах, содержащий смесь мономеров и олигомеров 1,3-диаминопропанола-2 7-12 мас.%, хлорид натрия 4-7 мас.%, гидроксид натрия 0.5-1 и воду.

Состав вводится в коррозионную среду в концентрации 0.3-0.5% (SU 1503338, МКИ C23F 11/08, 20/01, 1978 г.).

Недостатком данного ингибитора коррозии - это использование его в нейтральных водных растворах в замкнутых системах охлаждения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения ингибитора коррозии на основе продуктов конденсации гексаметилендиамина с фосфорной кислотой и мочевиной в присутствии глицерина. Полученный ингибитор коррозии в концентрации 25-100 мг/л дает защитный эффект в нейтральной воде с общим солесодержанием 200 мг/л 83-99% (RU 2108408, МКИ C23F 11/14, 10/04, 1998 г.).

Недостатком данного ингибитора является низкий защитный эффект в щелочной и кислой средах, а также в воде с общей жесткостью до 7 мг-экв/л.

В основу настоящего изобретения положена задача создания ингибитора коррозии черных металлов сталь 3 и сталь 10 и чугуна в жесткой воде с общей жесткостью до 7 мг-экв/л, работающего в щелочной и кислой среде.

Поставленная задача решается тем, что состав предлагаемого ингибитора коррозии включает натриевую соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты, полиакриламид и соду кальцинированную при следующем соотношении компонентов, мас.%:

натриевая соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты	68.50-69.50
полиакриламид	3.25-3.51
сода кальцинированная	6.5-8.0
вода	остальное

Натриевая соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты представляет собой полимер формулы:

C_aH_bO_cN_dNa_e, где a от 43 до 54; b от 51 до 71; c от 13 до 23; d от 4 до 12; e от 1 до 4, c содержанием фрагментов по Na от 23.41 до 27.54% мол. формулы:

-CH₂CH-CH₂-NH-CH₂-COONa

Полиакриламид марки A 930 ТУ 6-02-00209912-41-94.

Вода питьевая ГОСТ 2874-73.

Сода кальцинированная техническая ГОСТ 5100-85.

Рабочие растворы могут иметь следующие концентрации г/л: от 0.025 до 0.1.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного по заявляемой совокупности признаков и наличию вышеуказанных свойств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного объекта критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Для доказательства соответствия заявляемого изобретения критерию «промышленная применимость» приводим примеры конкретного выполнения.

Пример 1 (по прототипу)

В круглодонную колбу помещают 11,6 г (0.1 моль) гексаметилендиамина, 17.8 г (0.18 моль) фосфорной кислоты и 2.76 г (0.03 моль) глицерина. Полученную смесь нагревают до образования гомогенной смеси и прибавляют при перемешиании 13.2 г (0.22 моль) карбамида. Затем нагревают до 130°C и греют при этой температуре 1.5 часа. Из полученного полимера готовили рабочие растворы с концентрацией 25, 50 и 100 мг/л с применением жесткой воды с общей жесткостью 2 мг-экв/л.

Ингибиторы коррозии испытывали по ГОСТ 6243-75.

Методика испытаний заключается в следующем: в четырехугольный стеклянный сосуд наливают дистиллированную воду на высоту около 1 см. На дно сосуда опускают подставки для пластин и закрепляют психрометр бытовой. С помощью фарфорового шпателя размещают чугунную стружку (по две порции массой по 2.5 г каждая) на стальные пластины, изготовленные из стали 10 с размерами 115×50×5 мм. Каждую порцию чугунной стружки смачивают 2 см³ рабочего раствора ингибитора коррозии, приготовленном на жесткой воде (до 7 мг-экв/л).

Помещают пластины в четырехугольный сосуд, герметически закрывают его крышкой и выдерживают при температуре 25°C и относительной влажности 95-97% в течение 180 часов. Через каждые 24 часа чугунную стружку смачивают 2 см³ рабочего раствора ингибитора. Результаты испытаний ингибитора коррозии представлены в таблице.

Пример 2 (предлагаемый)

В условиях примера 1, но при использовании для определения скорости коррозии смеси водорастворимых компонентов, мас.%:

натриевая соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты	68.5
полиакриламид	3.25
сода кальцинированная	6.5
вода	остальное

Из полученного водного раствора готовили рабочие растворы с концентрацией 100 мг/л с использованием воды с общей жесткостью 2 мг-экв/л. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 3

В условиях примера 2, но при использовании для определения скорости коррозии смеси водорастворимых компонентов, мас.%:

натриевая соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты	68.8
полиакриламид	3.3
сода кальцинированная	6.8
вода	остальное

Из полученного водного раствора готовили рабочие растворы с концентрацией 50 мг/л с использованием воды общей жесткостью 2 мг-экв/л.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 4

натриевая соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты	69.0
полиакриламид	3.4
сода кальцинированная	7.2
вода	остальное

Из полученного водного раствора готовили рабочие растворы с концентрацией 50 мг/л с использованием воды общей жесткости 2 мг-экв/л.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 5

натриевая соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты	69.2
полиакриламид	3.4
сода кальцинированная	7.5
вода	остальное

Из полученного водного раствора готовят рабочие растворы с концентрацией 25 мг-экв/л с использованием воды общей жесткости 7 мг-экв/л. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 6

натриевая соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты	69.5
полиакриламид	3.51
сода кальцинированная	8.0
вода	остальное

Из полученного водного раствора готовили рабочие растворы с концентрацией 25 мг/дм с использованием воды общей жесткости 7 мг-экв/л. Результаты испытаний приведены в таблице.

Таблица
Эффективность ингибитора коррозии стали 3 и чугуна
№ примера	Концентрация	Скорость	Степень	Коэффициент

	ингибитора, мг/л	коррозии, г/м²ч	защиты, %	торможения
1 (по прототипу)	100.0	0.0035**	99^*	-
100.0^а	0.0066^***	10.71	1.12
2	100.0^а	0.0014	99.6	-
3	50.0^а	0.0012	83.79	6.17
4	50.0^а	0.0011	85.14	6.73
5	25.0^б	0.0048	35.06	1.54
6	25.0^б	0.0046	37.89	1.61
Примечание:
* - испытана на образцах из стали 10 с размерами 10×50×1.5 мм, которые погружают в перемешиваемую коррозионную среду объемом 1 л, в качестве которой используют водопроводную воду с pH 7 и общим солесодержанием 200 мг/л. Время испытаний 120 часов. Температура испытаний 20°C.
** - скорость коррозии в отсутствии ингибитора, 0.35 мм/год, время испытаний 120 часов;
*** - скорость коррозии в отсутствии ингибитора, 0.0074 г/м³ ч, время 180 часов;
а - вода с общей жесткостью 2 мг-экв/л;
б - вода с общей жесткостью 7 мг-экв/л.
Скорость коррозии
K=m_o-m_l/tS
t - время испытаний, ч;
S - площадь образца, м²;
m_o, m_l - вес образца до и после коррозионных испытаний, г.
Степень защиты
Z=(1-1/γ)100%
Коэффициент торможения
γ=J_o/Jин
J_o - скорость коррозии в отсутствие ингибитора коррозии;
Jин - скорость коррозии в присутствии ингибитора.

Ингибитор коррозии черных металлов в водных и агрессивных средах, включающий смесь органических и неорганического реагентов, отличающийся тем, что он в качестве органических реагентов содержит натриевую соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты и полиакриламид, а в качестве неорганического реагента - кальцинированную соду, при следующем соотношении реагентов, в мас.%:

натриевая соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты	68,5 - 69,5
полиакриламид	3,25 - 3,51
сода кальцинированная	6,5 - 8,0
вода	остальное

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты нефтепромыслового оборудования при кислотных обработках скважин, отмывке оборудования от минеральных отложений или травлении металлов.

Способ антикоррозионной защиты нефтеперерабатывающего оборудования // 2538131

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты оборудования атмосферной ректификации процесса первичной переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах, имеющих в своем составе установки каталитического крекинга и замедленного коксования.

Способ получения ингибитора кислотной коррозии // 2518829

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислых и водно-солевых средах и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, в металлургии и в энергетике.

Ингибитор коррозии - бактерицид для минерализованных сероводородсодержащих и углекислотных сред // 2503746

Изобретение относится к средствам защиты металлов от коррозии в минерализованных средах и может быть использовано при защите нефтепромыслового оборудования от сероводородной, углекислотной и микробиологической коррозии в системах добычи, транспорта, хранения нефти, в заводняемых нефтяных пластах и при вторичных методах добычи нефти.

Ингибитор коррозии металлов в серной и соляной кислотах // 2487193

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии и может быть использовано при травлении стали, никеля и кобальта, а также для кислотных очисток оборудования и промывок скважин.

Бактерицидный состав // 2479614

Изобретение относится к бактерицидным составам, применяемым, в частности, в нефтегазодобывающей промышленности для подавления роста бактерий (СВБ) в нефтепромысловых средах и в заводняемом нефтяном пласте, а также для защиты оборудования от сероводородной коррозии.

Способ получения ингибирующих составов для защиты углеродистых сталей в кислотной среде // 2478735

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в солянокислой среде и может быть применено в энергетике, металлургии, машиностроении при кислотной обработке металлических поверхностей оборудования и изделий, а также в нефте- и газодобывающей промышленности.

Ингибитор коррозии-бактерицид // 2464359

Изобретение относится к области защиты оборудования от сероводородной и углекислотной коррозии в минерализованных водных и водонефтяных средах и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Ингибитор коррозии металлов в серной и соляной кислотах // 2456374

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано в травильных ваннах и при кислотных очистках оборудования. .

Ингибитор коррозии стали в минерализованной водной фазе водно-нефтяных эмульсий // 2452795

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в нефтяной отрасли ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии оборудования, контактирующего с минерализованной водной фазой водно-нефтяных эмульсий, содержащих сероводород.

Ингибитор для защиты от коррозии реакционного оборудования // 2571243

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлов в водных средах и может быть использовано для защиты оборудования из нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов от фосфорнокислой коррозии. Ингибитор на основе водного раствора фосфорсодержащей неорганической кислоты содержит катионы металлов VI группы Периодической системы и никеля при массовом соотношении катионы металлов VI группы: катионы никеля: фосфорсодержащая неорганическая кислота, равном (0,01-0,5):(0,003-0,04):1 соответственно. Технический результат: снижение скорости коррозии нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов в водных средах, содержащих фосфорную кислоту, при повышенных температурах. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Ингибитор для защиты от коррозии реакционного оборудования // 2588615

Изобретение относится к области защиты от коррозии оборудования из нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов. Предложен ингибитор, который содержит фосфорсодержащую кислоту и ионы металлов VI и X группы Периодической таблицы элементов Менделеева. Массовое соотношение ионов металлов VI группы к ионам металлов X группы и к фосфорсодержащей кислоте в ингибиторе составляет (0,01-0,5):(0,003-0,04):1 соответственно. Изобретение обеспечивает снижение коррозии нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов в водных средах при повышенных температурах. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Способ защиты алюминия от коррозии // 2591916

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в травильных ваннах и при кислотных очистках оборудования. Способ защиты алюминия от коррозии в серной кислоте включает введение в агрессивную среду ингибитора, содержащего органические соединения, при этом в качестве ингибитора используют водный экстракт листьев чистотела большого, который вводят в агрессивную среду в количестве 0,6-1,0 г в пересчете на сухое вещество на литр агрессивной среды. Технический результат - повышение эффективности защиты от коррозии алюминия. 1 табл., 1 пр.

Способ получения ингибитора коррозии соляной кислоты (варианты) // 2596547

Изобретение относится к производству ингибированной соляной кислоты, в частности к ингибиторам кислотной коррозии стали, и может быть использовано в нефтяной, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности для защиты стального оборудования. Способ включает аминирование хлорпарафинов C10-C17 с содержанием органического хлора 15-46 мас.%, при этом в качестве источника аминосоединений используют кубовые остатки производства анилина, а аминирование проводят при соотношении органического хлора к аминам 1,0:(1,0-3,0) и температуре 120-150°C. Способ включает аминирование хлорпарафинов C10-C17 с содержанием органического хлора 15-46 мас.%, при этом в качестве источника аминосоединений используют кубовые остатки производства анилина, а аминирование проводят при соотношении органического хлора к аминам 1,0:(1,0-3,0) и температуре 120-150°C, полученный продукт растворяют в соотношении 1:20 в смеси соляной кислоты, ацетона и формалина, взятых в массовом соотношении (10-15):(7-10):(50-75) соответственно. Технический результат: упрощение технологии получения ингибитора и утилизация кубовых остатков. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 17 пр.

Ингибитор кислотной коррозии (варианты) // 2620214

Изобретение относится к средствам защиты металлов от коррозии, а именно к ингибиторам коррозии в кислой среде, которые могут быть использованы в нефтяной промышленности для кислотной обработки буровых скважин, а также для обработки призабойной зоны нефтяных и водонагнетательных скважин. Ингибитор содержит продукт взаимодействия полиэтиленполиамина с полибензилхлоридом, полученный при температуре 80-85°C в спиртовой среде в течение 3-5 часов при мольном соотношении полиэтиленполиамина с полибензилхлоридом, равном 1:(1,5-2) соответственно. Причем в качестве полибензилхлорида указанный продукт содержит полибензилхлорид со степенью полибензилирования, при которой показатель преломления полибензилхлорида находится в пределах 1,545-1,555. По второму варианту ингибитор дополнительно к продукту взаимодействия полиэтиленполиамина с полибензилхлоридом содержит пропаргиловый спирт или его производные и низкомолекулярный альдегид в виде формальдегида, или фурфурола, или ацетальдегида при массовом соотношении продукта взаимодействия полиэтиленполиамина с полибензилхлоридом, указанного спирта и указанного альдегида, равном (3,5-4,5) : (0,5-1,5) : (8-12) соответственно. Техническим результатом является обеспечение высоких ингибирующих защитных свойств, в том числе при повышенных температурах и при высоких концентрациях соляной кислоты, а также полная растворимость ингибитора в соляной кислоте, в том числе высококонцентрированной, без образования мути, осадков и слоев. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 табл.

Водорастворимый ингибитор коррозии для защиты эксплуатационных труб и трубопроводов для природного газа, а также способ его получения // 2643006

Изобретение относится к способам получения водорастворимых ингибиторов коррозии для защиты эксплуатационных трубопроводов для природного газа. Получают компонент а) – смесь модифицированных производных имидазолина, проводят реакцию конденсации диэтилентриамина с жирными кислотами и алифатическими дикарбоновыми кислотами при температуре не менее 140° C. Получают смесь аминоамидов с кислотным числом <10 мг КОН/г. При температуре выше 180° C проводят реакцию конденсации. Получают смесь соединений с кислотным числом <1 мг КОН/г в количестве 0,1-50 мас.%. Нейтрализуют смесь при комнатной температуре в реакционной среде, содержащей компонент е) - алифатические спирты в количестве 15-99,7 мас.%, алифатической и/или ароматической монокарбоновой кислотой в количестве 0,05-25 мас.%. Получают конечный продукт и добавляют к компоненту а) в количестве 0,15-75 мас.% и компоненту е) следующие компоненты: b) - оксиэтиленированные жирные амины, с) - подщелачивающий агент и f) - противовспениватель. Изобретение направлено на повышение антикоррозийных свойств ингибитора коррозии. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 пр.

Состав для холодного чернения металлических изделий // 2648106

Изобретение относится к области нанесения защитно-декоративных покрытий, а именно для холодного чернения (воронения) металлических изделий из стали и чугуна. Изобретение может быть использовано для декоративной отделки изделий, полученных методами ковки, чеканки, литья и другими известными способами. Предложены варианты состава для холодного чернения металлических изделий из стали и чугуна, один из которых включает, мас.%: диоксид селена 3-20, медь сернокислая 1-15, соляная кислота (в пересчете на чистый HCl) 0,1-4, вода дистиллированная 61-95,9. Другой вариант состава для холодного чернения металлических изделий из стали и чугуна включает, мас.%: селенистая кислота 3,5-23, медь сернокислая 1-15, соляная кислота (в пересчете на чистый HCl) 0,1-4, вода дистиллированная 58-95,4. Техническим результатом изобретения является упрощение процесса холодного чернения металлических изделий из стали и чугуна за счет проведения процесса в одну стадию с возможностью одновременного удаления ржавчины с обрабатываемой поверхности. 2 н.п. ф-лы, 2 пр.