Способ защиты алюминия от коррозии

Авторы патента:

Ким Елена Сергеевна (RU)

Антонова Арина Валерьевна (RU)

Старкова Наталья Николаевна (RU)

Лебединская Алина Витальевна (RU)

Огородникова Надежда Петровна (RU)

Мордвинцева Александра Юрьевна (RU)

C23F11/04 - в кислых растворах

Владельцы патента RU 2591916:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" (RU)

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.

Изобретение относится к области химии, в частности к защите алюминия от кислотной коррозии, и может применяться в машиностроении при травлении, для кислотных очисток оборудования в энергетике и пищевой промышленности.

По технической сути наиболее близким к предлагаемому способу защиты алюминия от коррозии является способ, включащий добавление в коррозионно-активную среду водного или щелочного экстракта из растительных отходов, получаемых при переработке риса или гречихи: рисовая шелуха и рисовая мучка, рисовая солома, гречневая шелуха (см. патент РФ № 2289639, 2006 г.).

Ингибирующий эффект, оказываемый экстрактами отходов производства риса и гречихи на коррозионный процесс, обусловлен действием не отдельных веществ, входящих в состав экстрактов, полисахаридов и силиката натрия, а в целом комплексом соединений, экстрагируемых из растительных отходов.

Однако экстракты рекомендуется использовать в высоких концентрациях, достигающих количества 0,5-1,5 г в пересчёте на сухое вещество на литр агрессивной среды. Кроме того, он малоэффективен для защиты от коррозии в сильнокислой среде.

Технической задачей настоящего изобретения является разработка дешёвого, экологически безопасного ингибитора коррозии алюминия в агрессивных кислотных средах, обеспечивающего эффективную защиту от коррозии.

Технический результат - повышение эффективности защиты от коррозии алюминия за счёт применения в качестве растительного сырья водного экстракта чистотела большого.

Он достигается тем, что в известном способе, включающем введение ингибитора, содержащего органические соединения, в водную агрессивную среду вводят водный экстракт листьев чистотела большого в количестве 0,6-1,0 г в пересчёте на сухое вещество на литр агрессивной среды.

Данное количество обусловлено тем, что при введении меньшего количества ингибитора не достигается эффективной защиты, а введение ингибитора в количестве более 1,1 г/л не ведёт к значительному увеличению степени защиты, в связи с чем является нецелесообразным.

Водный экстракт представляет собой вытяжку из листьев чистотела большого, полученную добавлением кипящей воды к сырью при массовом соотношении 1 : 100 с последующим выдерживанием в течение 1 часа и отделением полученного раствора.

Исследование исходного растительного сырья показало, что основными органическими фракциями, входящими в состав водного экстракта чистотела большого являются алкалоиды (до 2 %): стилопин, протопин, хелидонин, гомохелидонин, берберин, спартеин, хелидамин; каротин (до 14,9 мг %), аскорбиновая (до 170 мг %), хелидоновая, хелидониновая, яблочная, лимонная и янтарная кислоты, сапонины, флавоноиды, дубильные вещества.

При экстракции сырья наряду с органическими веществами в раствор извлекаются также металлы, содержащиеся в сырье (например, катионы кальция, цинка, марганца, меди, железа, кобальта, молибдена, хрома, алюминия, бария, никеля, стронция, свинца), однако их концентрация в экстракте очень мала для того, чтобы сказываться на ингибирующем действии водного экстракта в целом.

Результаты коррозионных испытаний образцов алюминия в растворах кислот с предлагаемым ингибитором представлены в таблице и примере.

Скорость коррозии алюминия в сернокислой среде определяли объёмным методом в коррозиометре в течение 14 суток при температуре 20^°С (по объёму выделившегося водорода).

Способ осуществляется следующим образом. Перед началом испытаний образцы алюминия (проволока длиной 20 мм и радиусом 2 мм) зачищали, обезжиривали ацетоном, промывали водой. Измерения проводили в коррозиометре. Объём выделившегося водорода измеряли через каждые 1-5 минут в течение первого часа, затем - через 1 час в течение 5 часов, затем - каждые сутки в течение 2 недель. На основе полученных данных были рассчитаны коэффициенты торможения и степени защиты от коррозии алюминия по формулам:

где υ₁ и υ₂ - объёмы выделившегося водорода без ингибитора и с ингибитором.

Пример

Ингибитор применён для замедления коррозии алюминия в растворе серной кислоты с концентрацией 0,5 моль/л при 20^°C при концентрациях ингибитора 0,6 и 1 г сухого вещества на 1 л кислоты. Степени защиты составили при этом 58,3 и 91,8 % (за 14 суток).

Для изучения ингибирующей способности веществ, входящих в состав экстракта, были проведены эксперименты с отдельными водными экстрактами, содержащими компоненты предлагаемого ингибитора, полученными из листьев зверобоя, тысячелистника, берёзы и коры дуба.

Было установлено, что при использовании в качестве ингибитора экстрактов дубильных веществ степень защиты от коррозии составила 48-50 %. При применении экстрактов, содержащих алкалоиды, в течение первых двух недель эксперимента степень защиты составила 64-73 %.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что ингибирующий эффект, оказываемый водным экстрактом чистотела большого на коррозионный процесс алюминия, обусловлен действием не отдельных веществ, входящих в состав экстрактов, а в целом комплексом соединений, экстрагируемых из растения.

Предлагаемый ингибитор рекомендуется для кислотного травления алюминия, а также при кислотных очистках оборудования.

Таблица 1

Степени защиты от коррозии (%) алюминия предлагаемым ингибитором

№ п/п	Металл	Кислота и её концентрация, моль/л	Содержание ингибитора, г/л (в пересчёте на сухое вещество)	Продолжительность испытаний, сутки	Степень защиты от коррозии, %	Коэффициент торможения
1	алюминий	H₂SO₄, 0,5	0,6	1	76,5	4,25
2	- // -	H₂SO₄, 0,5	0,6	3	80	4,94
3	- // -	H₂SO₄, 0,5	0,6	7	86,2	7,23
4	- // -	H₂SO₄, 0,5	0,6	14	91,8	12
5	- // -	H₂SO₄, 0,5	0,8	1	81	6,02
6	- // -	H₂SO₄, 0,5	0,8	3	83	6,8
7	- // -	H₂SO₄, 0,5	0,8	7	86,2	7,23
8	- // -	H₂SO₄, 0,5	0,8	14	91,8	12
9	- // -	H₂SO₄, 0,5	1	1	33,3	1,5
10	- // -	H₂SO₄, 0,5	1	3	47,1	1,9
11	- // -	H₂SO₄, 0,5	1	7	48,9	2,0
12	- // -	H₂SO₄, 0,5	1	14	58,3	2,4

Предлагаемый способ рекомендуется для кислотного травления алюминия, а также при кислотных очистках оборудования.

Способ защиты алюминия и стали от коррозии в серной и хлороводородной кислотах, включающий введение ингибитора, содержащего органические соединения, отличающийся тем, что 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.

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.

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 коррозии черных металлов в водных и агрессивных средах // 2548850

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.

Ингибитор кислотной коррозии металлов // 2539129

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.

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.