RU2007503C1

RU2007503C1 - Salt deposition and corrosion inhibitor for carbon steel in salted water

Info

Publication number: RU2007503C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Орехов; В.Г. Урядов; А.П. Ворожейкин; И.Г. Юдина; А.З. Габдулхакова
Original assignee: Нижнекамское производственное объединение "Нижнекамскнефтехим"
Priority date: 1992-03-02
Filing date: 1992-03-02
Publication date: 1994-02-15

Abstract

FIELD: petrochemistry. SUBSTANCE: the salt deposition and corrosion inhibitor for carbon steel comprises nonylphenol sulfonate oxyethylated per 1.5 mole ethylene oxide and neutralized with sodium hydroxide; nonylphenol phosphate oxyethylated per 2.5 mole ethylene oxide and neutralized with still residues; morpholine production sodium molybdate; nonylphenol oxyethylated per 9-12 mole ethylene oxide at a certain ratio of the components. EFFECT: improved properties of the inhibitor. 2 tbl

Description

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к способу получения и составу ингибитора солеотложения и коррозии углеродистой стали в солоноватой воде. Изобретение может быть использовано для снижения солеотложения и коррозии в теплообменном оборудовании систем оборотного водоснабжения на нефтехимических предприятиях. The invention relates to petrochemistry, in particular to a method for producing and composition of a scale inhibitor and carbon steel corrosion in brackish water. The invention can be used to reduce salt deposition and corrosion in heat exchange equipment of water recycling systems at petrochemical enterprises.

Широко известно применение в качестве компонентов ингибиторов коррозии оксиэтилированных алкилфенолов 1. The use of oxyethylated alkyl phenols 1 as corrosion inhibitors is widely known.

Существенным недостатком ингибиторов, на основе производных фенола, является их низкая эффективность. A significant disadvantage of inhibitors based on phenol derivatives is their low efficiency.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является ингибитор коррозии, содержащий ПАВ, сульфонаты и фосфаты нонилфенилполиэтиленгликоля, которые получены обработкой последнего смесью серной и фосфорной кислот, с последующей нейтрализацией гидроокисью натрия и основаниями, содержащими азот, при содержании сульфонатов и фосфатов в ингибиторе 0,2-15,0% мас. [2] . The closest in technical essence to the present invention is a corrosion inhibitor containing surfactants, nonylphenylpolyethylene glycol sulfonates and phosphates, which are obtained by treating the latter with a mixture of sulfuric and phosphoric acids, followed by neutralization with sodium hydroxide and bases containing nitrogen, while containing sulfonates and phosphates in the inhibitor 0, 2-15.0% wt. [2].

Недостатком данного ингибитора является наличие солеотложения и низкая эффективность защиты от коррозии углеродистой стали в солоноватой воде. The disadvantage of this inhibitor is the presence of scaling and low corrosion protection of carbon steel in brackish water.

Целью изобретения является снижение солеотложения и повышение эффективности защиты углеродистой стали от коррозии в солоноватой воде ингибитором коррозии, содержащим ПАВ, сульфонаты и фосфаты нонилфенилполиэтиленгликоля, нейтрализованные гидроокисью натрия и основаниями, содержащими азот. The aim of the invention is to reduce salt deposition and increase the efficiency of protection of carbon steel from corrosion in brackish water by a corrosion inhibitor containing a surfactant, nonylphenylpolyethylene glycol sulfonates and phosphates neutralized with sodium hydroxide and bases containing nitrogen.

Поставленная цель достигается тем, что ингибитор коррозии имеет состав при следующем соотношении компонентов, мас. % : Сульфонатнонилфенола, оксиэтилированного на 1,5 моля окси этилена, нейтрализованный гид- роокисью натрия, (1) 2,5-4,5 Фосфат нонилфенола, оксиэтилированного на 2.5 моля оксиэтилена, нейтрализованный кубо- выми остатками производ- ства морфолина, (II) 75,0-81,0 Молибдат натрия (III) 6,0-9,0 Нонилфенол, оксиэти- лированный на 9-12 мо- лей оксиэтилена (IV) 9,0-13,0
Предлагаемый состав ингибитора солеотложения и коррозии стали в солоноватой воде отличается от известного введением нового компонента, а именно молибдата натрия и степенью оксиэтилирования нонилфенола и тем, что фосфат нонилфенола, оксиэтилированного на 2,5 моля окси этилена, нейтрализован кубовыми остатками производства морфолина. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных ингибиторов коррозии показал, что некоторые введенные в заявляемое решение вещества известны, однако их применение в этих ингибиторах коррозии в сочетании с другими компонентами не обеспечивает ингибиторам коррозии такие свойства, которые они проявляют в заявляемом решении, а именно уменьшение солеотложения и коррозии углеродистой стали. Таким образом, данный состав компонентов придает ингибитору новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".This goal is achieved in that the corrosion inhibitor has a composition in the following ratio of components, wt. %: Sulfonate-nonylphenol, 1.5 mole ethoxylated per mole of ethylene ethylene neutralized with sodium hydroxide, (1) 2.5-4.5 Nonylphenol, ethoxylated per 2.5 moles of ethylene ethylene, neutralized with cubic residues from the production of morpholine, (II ) 75.0-81.0 Sodium (III) molybdate 6.0-9.0 Nonylphenol, hydroxyethylated on 9-12 moles of hydroxyethylene (IV) 9.0-13.0
The proposed composition of the scale inhibitor and steel corrosion in brackish water differs from the known introduction of a new component, namely sodium molybdate and the degree of hydroxyethylation of nonylphenol and the fact that the phosphate of nonylphenol, hydroxyethylated to 2.5 moles of ethylene ethylene, is neutralized by bottoms from the production of morpholine. Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty." An analysis of known corrosion inhibitors showed that some of the substances introduced into the claimed solution are known, however, their use in these corrosion inhibitors in combination with other components does not provide the corrosion inhibitors with the properties that they exhibit in the claimed solution, namely, a decrease in salt deposition and corrosion of carbon steel. Thus, this composition of the components gives the inhibitor new properties, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of "significant differences".

П р и м е р 1. (По заявляемому составу). Получение 1. В реактор, обогреваемый и охлаждаемый, снабженный мешалкой и датчиком температуры, загружают 25 м. ч. нонилфенола, оксиэтилированного на 1,5 моля оксиэтилена. К перемешиваемому оксиэтилированному нонилфенолу прибавляют 8 м. ч. 100% серной кислоты таким образом, чтобы температура процесса не превышала 25^оС. После прибавления всей кислоты температуру повышают до 40-42^оС и при этой температуре перемешивают реакционную массу 4 ч. Далее смесь охлаждают и нейтрализуют 30% раствором гидроокиси натрия таким образом, чтобы температура не превышала 35^оС. После прибавления всего раствора едкого натра продукт перемешивают при комнатной температуре еще в течение 1 ч и выгружают в емкость для хранения.PRI me R 1. (According to the claimed composition). Obtaining 1. In the reactor, heated and cooled, equipped with a stirrer and a temperature sensor, load 25 parts by weight of nonylphenol, ethoxylated to 1.5 moles of ethylene. To a stirred ethoxylated nonylphenol were added to 8 m. H. 100% sulfuric acid so that the process temperature does not exceed 25 ^C. After the addition of all the acid the temperature was raised to 40-42 ^{° C} and at this temperature the reaction mixture was stirred for 4 hours. The mixture cooled and neutralized with 30% sodium hydroxide solution so that the temperature did not exceed 35 ^C. After addition of the total solution of sodium hydroxide the product was stirred at room temperature for 1 hour, and discharged into a storage tank.

Получение II. В реактор, обогреваемый и охлаждаемый, снабженный мешалкой и датчиком температуры, загружают 25 м. ч. нонилфенола, оксиэтилироованного на 2,5 моля окиси этилена. При температуре 20-25^оС и интенсивном перемешивании в реактор загружают 5 м. ч. пятиокиси фосфора, после чего температуру повышают до 70-72^оС и перемешивают при этой температуре в течении 4 ч. Далее реакционную смесь охлаждают и нейтрализуют 25 м. ч. кубовых остатков производства морфолина. Нейтрализацию проводят при температуре не выше 35^оС. После нейтрализации продукт перемешивают в течение 1 ч и сливают в емкость для хранения.Getting II. Heated and cooled reactor, equipped with a stirrer and a temperature sensor, load 25 parts by weight of nonylphenol, hydroxyethylated at 2.5 moles of ethylene oxide. At a temperature of 20-25 ^{° C} and vigorous stirring, the reactor was charged with 5 m. Hr. Of phosphorus pentoxide, whereupon the temperature was raised to 70-72 ^{° C} and stirred at this temperature for 4 hours. The reaction mixture was cooled and neutralized with 25 m. including bottoms of morpholine production. The neutralization is carried out at a temperature not exceeding 35 ° ^C. After neutralization the product is stirred for 1 hour and poured into a storage container.

Приготовление ингибитора. В емкость с мешалкой загружают и перемешивают компоненты ингибитора при следующем их соотношении: (табл. 1): I-3,5, II-78,0; III-7,5; IV-11,0. Preparation of an inhibitor. Inhibitor components are loaded and mixed into a container with a stirrer in the following ratio: (Table 1): I-3.5, II-78.0; III-7.5; IV-11.0.

Коррозионные испытания. Готовят искусственную водную среду, содержащую сульфата кальция, хлорид магния, бикарбонат натрия, при общем солесодержании 3050 мг/л. В водную среду вводят ингибитор в количестве обеспечивающем концентрацию 500 мг/л. В данной среде проводят испытания образцов стали - 3 в условиях циркуляции водной среды при температуре 80^оС, с экспозицией 6 ч. Скорость коррозии определяют гравиметрическим способом по известной методике. Образование питтингов фиксируют визуальными наблюдениями. Уровень солеотложения определяют по разности общего солесодержания в исходной водной среде и в водной среде после испытания, отнесенной к общему солесодержанию в исходной среде и выраженной в процентах. Данные по эффективности ингибирования солеотложения, коррозии и образования питтингов приведены в табл. 2.Corrosion tests. An artificial aqueous medium is prepared containing calcium sulfate, magnesium chloride, sodium bicarbonate, with a total salinity of 3050 mg / l. An inhibitor is introduced into the aqueous medium in an amount providing a concentration of 500 mg / L. In this environment test is performed steel samples - 3 in a circulating aqueous medium at a temperature of 80 ^{° C,} with an exposure of 6 hours the corrosion rate was determined gravimetrically by the known procedure.. Pitting formation is recorded by visual observation. The level of salt deposition is determined by the difference in total salinity in the initial aqueous medium and in the aqueous medium after the test, referred to the total salinity in the initial medium and expressed as a percentage. Data on the effectiveness of inhibition of scaling, corrosion and pitting are given in table. 2.

Примеры 2-17 аналогичны примеру 1. Данные по составу ингибитора и по эффективности приведены в табл. 1 и 2 соответственно. Examples 2-17 are similar to example 1. Data on the composition of the inhibitor and on the effectiveness are given in table. 1 and 2, respectively.

Пример 18 (По прототипу). Приготовление ингибитора. В емкость с мешалкой загружают и перемешивают компоненты ингибитора при соотношениях, указанных в табл. 1, мас% : I-7,0; II-8,0; IV-85,0. Далее аналогично примеру 1. Данные по эффективности ингибитора приведены в табл. 2. Example 18 (Prototype). Preparation of an inhibitor. Inhibitor components are loaded and mixed into a container with a mixer at the ratios indicated in the table. 1, wt%: I-7.0; II-8.0; IV-85.0. Further, similarly to example 1. Data on the effectiveness of the inhibitor are given in table. 2.

Пример 19 (Контрольный). Коррозионные испытания. Готовят искусственную водную среду, содержащую сульфат кальция, хлорид магния и бикарбонат натрия при общем солесодержании 3050 мг/л. В водную среду ингибитор не вводят. Далее аналогично примеру 1. Example 19 (Control). Corrosion tests. An artificial aqueous medium is prepared containing calcium sulfate, magnesium chloride and sodium bicarbonate with a total salinity of 3050 mg / l. The inhibitor is not introduced into the aqueous medium. Further, as in example 1.

Результаты опыта приведены в табл. 2. Приведенные в табл. 2 данные показывают, что применение в солоноватой воде предлагаемого ингибитора с содержанием компонентов в указанных пределах обеспечивает ингибирование солеотложения до уровня 3-5% защиту от коррозии на уровне 92-97% и полное подавление процесса питтингообразования, что значительно превосходит соответствующие показатели для прототипа и контрольного образца. The results of the experiment are given in table. 2. The above table. 2 data show that the use of the proposed inhibitor in brackish water with the content of components in the specified range provides inhibition of scaling up to 3-5% corrosion protection at the level of 92-97% and complete suppression of the pitting process, which significantly exceeds the corresponding figures for the prototype and control sample.

Уменьшение или увеличение содержания компонентов свыше указанных пределов приводит к снижению степени защиты до уровня менее 90% , что указывает на низкую эффективность ингибитора при низких составах, а также повышению солеотложения до уровня 10- и появлению точек питтинговой коррозии. A decrease or increase in the content of components above these limits leads to a decrease in the degree of protection to less than 90%, which indicates a low inhibitor efficiency at low compositions, as well as an increase in salt deposition to a level of 10 and the appearance of pitting corrosion points.

Таким образом, применение ингибитора солеотложения и коррозии содержащего в указанных пределах сульфонаты и фосфаты оксиэтилированного нонилфенола, нейтрализованного едким натром и кубовыми остатками производства морфолина, а также молибдат натрия и нонилфенол оксиэтилированный на 9-12 молей оксиэтилена обеспечивает достижение поставленной цели. Thus, the use of a scale inhibitor and corrosion containing sulfonates and phosphates of hydroxyethylated nonylphenol neutralized with caustic soda and bottoms from the production of morpholine, as well as sodium molybdate and nonylphenol hydroxyethylated by 9-12 moles of ethylene ensures the achievement of this goal.

Экономическая эффективность предлагаемого изобретения заключается в увеличении сроков эксплуатации без ремонта теплообменного оборудования систем оборотного водоснабжения на нефтехимических предприятиях. (56) 1. Алцыбеева А. И. , Левин С. З. "Ингибиторы коррозии металлов", Л, : "Химия", 1968, с. 192. The economic efficiency of the invention consists in increasing the operating life without repair of heat exchange equipment of water recycling systems at petrochemical enterprises. (56) 1. Altsybeeva A.I., Levin S.Z. "Metal corrosion inhibitors", L,: "Chemistry", 1968, p. 192.

2. Патент ВНР N 179467, кл. С 23 F 11/00. 2. Patent ВНР N 179467, cl. C 23 F 11/00.

Claims

CARBON STEEL DETERMINATION AND CORROSION INHIBITOR IN SALTONIC WATER containing surfactants, nonylphenylpolyethylene glycol sulfonates and phosphates neutralized with sodium hydroxide and bases containing nitrogen, characterized in that, in order to increase the quality of the protection of carbonic acid, they use carbon and steel ethoxylated to 9 to 12 mol of ethylene oxide, nonylphenol sulfonate is used as sulfonates, ethoxylated to 1.5 mol of ethylene oxide neutralized with hydroxide n atria, nonylphenol, ethoxylated with 2.5 mol of ethylene oxide, neutralized with bottoms from the production of morpholine and additionally contains sodium molybdate in the following ratio of components, wt. %:
Nonylphenol sulfonate, ethoxylated per 1.5 mol of ethylene oxide, neutralized with sodium hydroxide 2.5 - 4.5
The phosphate of nonylphenol, ethoxylated with 2.5 mol of ethylene oxide, neutralized with bottoms from the production of morpholine 75 - 81
Sodium Molybdate 6 - 9
Nonylphenol, ethoxylated to 9 to 12 mol of ethylene oxide 9 to 13