Серосодержащие 1,3-диоксаны, в качестве ингибиторов кислотной коррозии металлов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (и) 529168 (51) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 15.07.75 (21) 2157038/04 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.09,7б Бюллетень М 35 (45) Дата опубликования описания14.04.77 (51) М. Кл."С 07 О 319/08

С07 О 333/50

С 07 О 519/00

С 23 F 11/12

Государственный комитет

Соввта Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК

547.841.03 (088,8) (?2) Авторы изобретения

Д. Л. Рахманкулов, С. С. Злотский, JI. Л. Костюкевич, В. Н. Узикова и Н. E. Максимова (71) Заявитель

Уфимский нефтяной институт (54) СЕРУСОДЕРЖАЩИЕ 1,3 — ДИОКСАНЫ В КАЧЕСТВЕ ИНГИБИТОРОВ

КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ 02

Предлагаются новые химические соединения— серусодержащие 1,3 — диоксаны общей формулы где R — атом водорода или низший алкил.

Эти соединения используют в качестве ингибиторов кислотной коррозии металлов.

В настоящее время в промышленности в качестве ингибиторов коррозии стали и алюминия в соляной кислоте используют ингибитор ПБ-5 продукт конденсации акилина с уротропином. его применяют при перевозке соляной кислоты в железнодорожных цистернах (1 ).

Ингибированная соляная кислота представляет собой 20 — 25 o — ный водный раствор, содержащий

0,8 — 1% ПБ — 5 и 0,01 — 0,15% соли мышьяка (в пересчете на мышьяк) .

Однако ингибирующий эффект (" 80,5%) ингибитора ПБ — 5 снижается с повышением температуры и концентрации кислоты. В присутствии ионов железа ингибитор постепенно коагулирует, что объясняется способностью ингибитора к образованию комплексной соли с железом.

Целью изобретения является синтез серусодержащих 1,3 — диоксанов, которые могли бы быть использованы в качестве ингибиторов коррозии металлов в кислой среде и обладающих большым ингибирующим эффектом.

Способ получения указанных соединений основан на конденсации непредельных соединений с альдегидами, приводящей к замешенным 1,3 — диоксанам, по реакции Принса (2 ) и заключается в том, что сульфолен — 3 формулы подвергают конденсации с альдегидами формулы R — GH0 где R имеет указанные значения, 20 при нагревании в присутствии кислотного катализатора. Процесс предпочтительно проводить при

60+ 120 С. В качестве кислотного катализатора используют катионообменную смолу КУ вЂ” 2. Конденсацию сульфолена — 3 с альдегидамп целесообраз529168

34,60

0,4747

20 ная НС1

83,5

87,8

92,3

5,54

4,16

2,78

Ня + соединение 1

0,0892

0,0670

0,0444

0,01

0,10

1,00

85,6

89,1

94,8

4,85

3,81

1,74

0,0781

0,0613

0,0280

НСг.+соединение2

0,01

0,10

1,00

80,5

6,58

0,1060

0,10

HCL+ ПБ — 5 но осуществлять в среде растворителя — 1,4 — диоксана.

Пример 1. 3,4 — Х,g — Диоксатетраметиленсульфолан — 1 (1), В колбу, снабженную холодильником, мешалб кой и термометром, помещают 1 моль (118 r) очищенного сульфолена — 3, 300 мл 1,4 — диоксана, 2,5 моль (75 г) параформа и 25 г катионита КУ вЂ” 2 (СОЕ 4,2 мг.экв/г) . Смесь перемешивают при кипении 6 час, затем охлаждают и перегоняют в вакууме.

Получают с выходом 81% 3,4 — А, — диоксатетраметиленсульфолан — 1, т.кип. 121 — 122 С/1,5 мм рт.ст., n,в 1,4431.

Найдено, %: С 33,8; Í 5,0; 30,7; S 30,5.

С6Н1004$

Вычислено, %: С 34,2; Н 4,8; О 30,5; S 30,5.

В ИК вЂ” спектре наблюдаются характерные 1,3 — диоксановые полосы поглощения (1000 — 1200 см, "— Π— С вЂ” Π— С ) . Алкоголиз приводит к метилалю и 3 — окси 4 — оксиметилсульфолану — 1 с количественным выходом.

Пример 2.3,4 —,1., г — Диокса — p,8 — диметилтетраметиленсульфолан — 1 (2) .

Поступают аналгично примеру 1, используя паральдегид. Получают с выходом 64% 3,4 — А, y — диокса — p, ф — диметилтетраметиленсульфосульфолан — 1, т.кип. 131 — 133 С/3 мм рт.ст., ЗО и 1,4427.

Найдено,%: С 39,9; Н 6,3; О 27,0; S 26,8.

С8Н1404$

Вычислено,%: С 40,3; Н 5,9; О 26,9; S 26,9.

Строение доказано аналогично примеру 1.

Полученные серусодержащие 1,3 — диокс обладают ценными свойствами, присущими кл:у циклических ацеталей: высокой растворяющеи ..юсобностью, хорошей совместимостью с другими классами органических соединений, ингибирующей активностью.

Испытания по защите конструкционных сталей с помощью ингибиторов 1,3 — диоксановой структуры проводят в лабораторных условиях в среде

20% — ной соляной кислоты на образцах из углеродистой стали (ст. 3) в сравнении с известным ингибитором ПБ — 5.

Методика испытаний. В колбу заливают испытуемую соляную кислоту без и с добавкой ингибитора (концентрация 0,01; 0,1 и1 вес.%)и завешивают образцы из углеродистой стали на фторопластовой ленте. Образцы до и после опыта обрабатывают механически, обезжиривают этиловым спиртом, взвешивают с точностью до 0,001 г.

Скорость коррозии (С ) и защитный эффект () определяют параллельно в ингибированной и неингибированной соляной кислоте. Расчет проводят по формулам: („ z ) l (г/м ча, где G 1 — вес образца до испытаний, г;

G z — вес образца после испытаний, r;

S — поверхность образца, м " — время испытания, час.

= (к< ка)/ к (%) где С, — скорость коррозии образца в неинги1 бированной соляной кислоте;

С 2 — скорость коррозии образца в инги— бированной соляной кислоте.

Результаты испытаний представлены в таблице

Результаты испытаний серусодержащих 1,3 — диоксанов в качестве ингибиторов коррозии стали

,температура 20 С, среда 20% — ная соляная кислота, материал — сталь (Ст. 3), поверхность образца

0,0023 м, время испытания 7 час) .

529168 лы

Л 802

Составитель И. Дьяченко

Техред М. Левицкая

Корректор Н Зопотовская

Редактор О. Кузнецова

Тираж 575 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР

Заказ 5328/75 по делам изо бретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, уп. Проектная, 4

Результаты испытаний свидетельствуют о том, что в 20 o — ной соляной кислоте при 20 С серусодержащие 1,3 — диоксаны (1 и 2) проявляют высокое защитное действие, причем защитный эффект ингибиторов увеличивается с повышением их концентрации от 0,01 до 1вес.%.

Данные испытаний и результаты сравнения исследуемых ингибиторов с известным (ПБ — 5) позволяют рекомендовать соединения 1 и 2 в качестве ингибиторов коррозии углеродистой стали в кислой среде.

В отличие от ПБ — 5 серусодержащие 1,3 — диоксаны устойчивы к действию высоких температур и не образуют комплексных солей с железом. Кроме того, защитный эффект предлагаемых ингибиторов (83 — 95%) превышает защитный эффект ПБ — 5 (80,5%) при прочих равных условиях.

Формула изобретения

Серусодержащие 1,3 — диоксаны общей формугде R — атом водорода или низший алкил, 10 в качестве ингибиторов кислотной коррозии металлов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Путилова И. Н. и др., " Ингибиторы коррозии металлов ", Госхимиздат, 1958 г., стр. 71.

2. Эрайндейл Э. и Микешка Л. А., "Конденсация олефинов с альдегидами (реакция Принса) ", ж. "Успехи химии ", 1954 r., т. 23, N 2, стр. 223.