RU2075543C1

RU2075543C1 - Acid corrosion inhibitor

Info

Publication number: RU2075543C1
Application number: RU95113553A
Authority: RU
Inventors: Т.Г. Валеева; А.И. Ефремов; В.Н. Хлебников; В.Г. Шкуро; Т.Л. Гоголашвили; И.Х. Зиятдинов; М.М. Хакимзянова; И.А. Желтухин
Original assignee: Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии; Чебоксарское акционерное общество открытого типа "Химпром"
Priority date: 1995-08-08
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 1997-03-20

Abstract

FIELD: protection of metals from corrosion by means of inhibitors, particular, acid corrosion inhibitor; applicable in oil, machine building, chemical and other industries for protection of steel equipment operating in acid media. SUBSTANCE: acid corrosion inhibitor contains still bottoms of production of aniline or n-phenetidine or santoquine and additionally hydrophylic organic solvent with the following amounts of components, mas.%: still bottoms of production of aniline or n-phenetidine or santoquine, 5.0-30.0; hydrophylic organic solvent, the balance. EFFECT: higher inhibiting properties for a long period of time in various acid media with acid content up to 30%. 1 tbl

Description

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии посредством ингибиторов, в частности к ингибиторам кислотной коррозии стали, и может быть использовано в нефтяной, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности для защиты стального оборудования, работающего в кислых средах. The invention relates to the field of protection of metals from corrosion by inhibitors, in particular to acid corrosion inhibitors of steel, and can be used in the oil, engineering, chemical and other industries for the protection of steel equipment operating in acidic environments.

Известен ингибитор кислотной коррозии стали, состоящий из трибензиламина, уротропина и тиомочевины (см. авт. свид. N489818, кл. С23К 11/10, 1975 ). Данный состав обладает следующими недостатками: невысокой эффективностью ингибирования и, из-за содержания в нем сероорганического соединения - тиомочевины, нежелательно его использовать в нефтяной промышленности. Known acid corrosion inhibitor of steel, consisting of tribenzylamine, urotropine and thiourea (see ed. Certificate N489818, class C23K 11/10, 1975). This composition has the following disadvantages: low efficiency of inhibition and, due to the content of the organosulfur compound thiourea in it, it is undesirable to use it in the oil industry.

Известны ингибиторы кислотной коррозии, являющиеся продуктами взаимодействия формальдегида с аминами ароматического ряда (см. Н.Г.Ключников, Г.Л. Немчинова. Защита металлов, 1971, т.7, N4, с.484). Однако они обладают низким ингибирующим эффектом. Acid corrosion inhibitors are known, which are the products of the interaction of formaldehyde with amines of the aromatic series (see N.G. Klyuchnikov, G.L. Nemchinova. Protection of metals, 1971, v. 7, N4, p. 484). However, they have a low inhibitory effect.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является ингибитор коррозии для солянокислотных обработок реагент ПБ-5 продукт конденсации анилина до молекулярной массы 400 600 с уротропином в присутствии катализатора (см. Г.З.Ибрагимов, К.С.Фазлутдинов, Н.И.Хисамутдинов. Применение химических реагентов для интенсификации добычи нефти. М. Недра, 1991, с.26). The closest in technical essence and the achieved effect is a corrosion inhibitor for hydrochloric acid treatments, the reagent PB-5, the product of condensation of aniline to a molecular weight of 400,600 with urotropine in the presence of a catalyst (see G.Z. Ibragimov, K. S. Fazlutdinov, N.I. Khisamutdinov. The use of chemical reagents for the intensification of oil production. M. Nedra, 1991, p.26).

Известному ингибитору присущи следующие недостатки:
возможность выпадения осадка при использовании при обработке призабойной зоны пласта:
невысокая степень ингибирования:
недостаточная длительность эффекта ингибирования:
высокая стоимость.A known inhibitor has the following disadvantages:
the possibility of precipitation when used when processing the bottom-hole formation zone:
low degree of inhibition:
insufficient duration of the inhibition effect:
high price.

В основу настоящего изобретения положена задача создать ингибитор кислотной коррозии, проявляющий высокие ингибирующие свойства в течение длительного времени в различных кислых средах с содержанием кислоты до 30%
Предлагаемый ингибитор кислотной коррозии содержит кубовой остаток производства анилина или n-фенетидина или сантохина и дополнительно - гидрофильный органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.The basis of the present invention is to create an acid corrosion inhibitor exhibiting high inhibitory properties for a long time in various acidic environments with an acid content of up to 30%
The proposed acid corrosion inhibitor contains a VAT residue for the production of aniline or n-phenetidine or Santokhin and additionally a hydrophilic organic solvent in the following ratio, wt.

кубовый остаток производств анилина или n-фенетидина или сантохина 5,0 3,0
Гидрофильный органический растворитель остальное.VAT residue of the production of aniline or n-phenetidine or Santoquin 5.0 3.0
The hydrophilic organic solvent is the rest.

Кубовой остаток производства анилина по данным физико-химических исследований содержит следы анилина, аминофенолята, аминотиофенолы, едкий натр и осмаливающийся остаток в количестве 31,2 г в 79,8 г (см. Технологический регламент производства анилина контактным способом, инв. N51971, утвержденный в 1974г. ПО "Химпром"). The distillation residue of aniline production according to physical and chemical studies contains traces of aniline, aminophenolate, aminothiophenols, caustic soda and a residual residue in an amount of 31.2 g in 79.8 g (see. The technological procedure for the production of aniline by contact method, inv.N51971, approved in 1974. Production Association "Khimprom").

Кубовой остаток n-фенетидина со стадии вакуумной перегонки согласно физико-химическим исследованиям включает в себя, мас. VAT residue of n-phenetidine from the stage of vacuum distillation according to physico-chemical studies includes, by weight.

n-фенетидин 73,5
n-хлоранилин 4,5
n-аминофенол 4,5
анилин 17,5
(см. Технологический регламент производства n-фенетидина N149-П, утвержденный в 1989 г.).n-phenetidine 73.5
n-chloraniline 4,5
n-aminophenol 4,5
aniline 17.5
(see. The technological regulations for the production of n-phenetidine N149-P, approved in 1989).

Кубовой остаток производства сантихина по данным физико-химических исследований содержит, мас. According to physicochemical studies, the bottom residue of the production of santihin contains, by weight.

n-фенетидин следы
сантихин 28,03
высококипящие хинолиновые примеси 33,74
толуол 38,23.n-phenetidine traces
Santihin 28.03
high boiling quinoline impurities 33.74
toluene 38.23.

(см. Постоянный регламент производства сантохина N71-3, утвержденный в 1984 г.). (see. Permanent production schedule of Santokhin N71-3, approved in 1984).

В качестве гидрофильного органического растворителя используют водно-метанольную фракцию или эфиро-альдегидную фракцию или спиртовую фракцию, являющиеся отходами производства и сжигаемые с целью уничтожения, а также ацетон по ГОСТ 2603-79, этанол по ГОСТ 18300-87, 1,4-диоксан по ГОСТ 10455-88, диметилформамид по ГОСТ 20289-74, полиэтиленгликоль по ТУ 6-15-02-268-92 и флотореагент Т-66 по ТУ 38. 103243-79. As a hydrophilic organic solvent, a water-methanol fraction or an ether-aldehyde fraction or an alcohol fraction is used as waste products and burned for the purpose of destruction, as well as acetone according to GOST 2603-79, ethanol according to GOST 18300-87, 1,4-dioxane according to GOST 10455-88, dimethylformamide according to GOST 20289-74, polyethylene glycol according to TU 6-15-02-268-92 and flotation reagent T-66 according to TU 38. 103243-79.

Новая совокупность заявленных существенных признаков позволяет получить новый технический результат, а именно создать эффективный ингибитор кислотной коррозии. A new set of claimed essential features allows to obtain a new technical result, namely to create an effective acid corrosion inhibitor.

Ингибитор кислотной коррозии готовят в заводских условиях простым смешением компонентов. Такой ингибитор может быть применим в средах с содержанием кислоты до 30% стабилен при перевозке и хранении, обладает широким спектром действия эффективен в соляной, серной, смеси соляной и плавиковой кислот, а также обладает длительным эффектом ингибирования. An acid corrosion inhibitor is prepared in the factory by simple mixing of the components. Such an inhibitor can be used in environments with an acid content of up to 30%, is stable during transport and storage, has a wide spectrum of action, is effective in hydrochloric, sulfuric, mixtures of hydrochloric and hydrofluoric acids, and also has a long-term inhibition effect.

Анализ известных решений, отобранных в процессе поиска, показал, что в науке и технике нет объекта, обладающего заявленной совокупностью признаков и наличием вышеуказанных свойств, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного объекта критериям "новизна" и "изобретательский уровень". An analysis of the known solutions selected in the search process showed that in science and technology there is no object with the claimed combination of features and the presence of the above properties, which allows us to conclude that the claimed object meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Для доказательства соответствия заявленного изобретения критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры приготовления ингибитора и определения эффективности использования ингибитора в кислых средах. To prove the compliance of the claimed invention with the criterion of "industrial applicability" we give specific examples of the preparation of the inhibitor and determine the effectiveness of the use of the inhibitor in acidic environments.

Пример 1. Example 1

В круглодонную трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником, помещают 0,5 3,0 г кубового остатка производства анилина. Далее в колбу заливают расчетное количество растворителя и перемешивают в течение 15 мин (см. табл. опыт 1). In a round-bottomed three-necked flask equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, 0.5 3.0 g of the bottom residue of aniline production is placed. Next, the calculated amount of solvent is poured into the flask and stirred for 15 minutes (see table experiment 1).

Аналогичным образом, варьируя соотношение компонентов, готовят и другие составы ингибиторов (см. табл. опыты 2 31). Similarly, by varying the ratio of components, other inhibitor compositions are also prepared (see tab. Experiments 2 31).

Приготовленные ингибиторы и известный ингибитор испытывают на определение скорости коррозии и эффективность ингибирования. Prepared inhibitors and a known inhibitor are tested to determine the corrosion rate and the effectiveness of inhibition.

Пример 2. Example 2

Коррозионные испытания проводят на образцах из стали марки Ст 3. Агрессивной средой служит 25 30%-ная соляная кислота, 20%-ная серная кислота и смесь 20%-ной соляной кислоты и 5%-ной плавиковой кислоты. В прибор для определения скорости коррозии, состоящий из стеклянного цилиндра вместимостью 400 см³, меткой на 250 см³, с пришлифованной пробкой, в которой имеются отверстия для выхода водорода, стеклянного стержня с крючками для подвешивания стальных пластин, заливают кислоту и помещают 4 пластины из стали Ст 3. Пластины предварительно измеряют, сушат и взвешивают. Цилиндр с пластинами помещают в термостат или водяную баню с температурой (20±3)^oC. Через 24 часа пластины вынимают из раствора, промывают водой, ацетоном, спиртом, сушат и взвешивают.Corrosion tests are carried out on samples made of steel grade 3. The aggressive medium is 25-30% hydrochloric acid, 20% sulfuric acid and a mixture of 20% hydrochloric acid and 5% hydrofluoric acid. In a device for determining the corrosion rate, consisting of a glass cylinder with a capacity of 400 cm ³ , a label of 250 cm ³ , with a ground stopper, in which there are holes for hydrogen outlet, a glass rod with hooks for hanging steel plates, pour acid and place 4 plates of steel St 3. Plates are pre-measured, dried and weighed. The cylinder with the plates is placed in a thermostat or water bath with a temperature of (20 ± 3) ^o C. After 24 hours, the plates are removed from the solution, washed with water, acetone, alcohol, dried and weighed.

Скорость коррозии V в г/м³ час вычисляют по формуле

где m₁ масса пластины до начала анализа, г;
m₂ масса пластины после анализа, г;
S площадь пластины, м²;
24 время испытания, час.The corrosion rate V in g / m ³ hours is calculated by the formula

where m _{1 the} mass of the plate before analysis, g;
m _{2 the} mass of the plate after analysis, g;
S plate area, m ² ;
24 test time, hour.

Площадь пластины S в м² вычисляют по формуле

где a длина пластины, м;
b ширина пластины, м;
c толщина пластины, м.The area of the plate S in m ^{2 is} calculated by the formula

where a is the plate length, m;
b plate width, m;
c plate thickness, m

Результаты испытаний приведены в табл. графы 6 8. The test results are given in table. columns 6 8.

Пример 3. Example 3

Эффективность ингибирования Z определяют как отношение разницы в скорости коррозии стали в неингибированной и ингибированной кислотах к скорости коррозии в неингибированной кислоте:

где V₀ скорость коррозии стали в неингибированной кислоте, г/м² час;
V₁ скорость коррозии стали в ингибированной кислоте, г/м² час.The inhibition efficiency Z is defined as the ratio of the difference in the corrosion rate of steel in uninhibited and inhibited acids to the corrosion rate in uninhibited acid:

where V ₀ the corrosion rate of steel in uninhibited acid, g / m ² hour;
V ₁ the corrosion rate of steel in inhibited acid, g / m ² hour.

Результаты исследований приведены в таблице, графы 9 11. Как видно из приведенных данных, предлагаемый ингибитор обладает высоким ингибирующим действием по сравнению с использованием известного ингибитора (см. табл. опыт 46). The research results are shown in the table, columns 9 11. As can be seen from the above data, the proposed inhibitor has a high inhibitory effect compared with the use of a known inhibitor (see table experiment 46).

Пример 4. Example 4

Аналогично примеру 2 проводят эксперименты с целью определения длительности действия ингибитора. Берут 30%-ный кубовый остаток производства п-фенетидина в ацетоне. Полученные данные показывают, что ингибирующее действие при использовании предлагаемого ингибитора продолжается в течение трех месяцев, в то время как ингибирующее действие известного ингибитора продолжается до 1 месяца (см. В. Н.Вилисов, С.В.Якимов, Т.В.Глезденева. Проблемы освоения трудноизвлекаемых запасов нефти Пермского Приуралья. Горное дело, N3, 1989). Analogously to example 2, experiments are conducted to determine the duration of the inhibitor. Take 30% cubic residue of the production of p-phenetidine in acetone. The data obtained show that the inhibitory effect when using the proposed inhibitor lasts for three months, while the inhibitory effect of the known inhibitor lasts up to 1 month (see V.N. Vilisov, S.V. Yakimov, T.V. Glezdeneva. Problems of developing hard-to-recover oil reserves of the Perm Urals (Mining, N3, 1989).

Предлагаемый ингибитор по сравнению с известным имеет следующие преимущества:
проявляет более высокие ингибирующие свойства в кислых средах с содержанием кислоты до 30%
утилизируются крупномонтажные отходы производства, за счет чего улучшается экологическая обстановка;
за счет использования отходов производств снижается стоимость ингибитора.The proposed inhibitor compared with the known has the following advantages:
exhibits higher inhibitory properties in acidic environments with an acid content of up to 30%
large-scale production waste is disposed of, due to which the environmental situation improves;
due to the use of industrial wastes, the cost of the inhibitor is reduced.

Claims

An acid corrosion inhibitor based on aniline derivatives, characterized in that, as aniline derivatives, it contains a VAT residue from the production of aniline, or p-phenethidine, or santokhin and additionally a hydrophilic organic solvent in the following ratio of components, wt.

VAT residue production of aniline or n-phenetidine or Santoquine 530
Hydrophilic organic solvent