RU2094531C1

RU2094531C1 - Inhibitor of corrosion of metals in acid mediums

Info

Publication number: RU2094531C1
Application number: RU95114224A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Долинкин; Т.Н. Сухачева; А.А. Суровцев; О.П. Карпов; С.Ю. Павлов
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Нефтехимстарт"
Priority date: 1995-08-07
Filing date: 1995-08-07
Publication date: 1997-10-27

Abstract

FIELD: protection against corrosion in acid mediums; protection of equipment of stainless steel and titanium in mediums which comprises sulfuric acid or phosphoric acid. SUBSTANCE: inhibitor of corrosion of metals comprises hexamethylene tetramine and oxyethylene diphosphonic acid, their molar ratio being (1-30):(1-3), respectively. EFFECT: increased protection action. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлов в кислых средах и может быть использовано, в частности для защиты оборудования из нержавеющей сталей и титана в средах, содержащих серную или фосфорную кислоты. The invention relates to the field of protection against corrosion of metals in acidic environments and can be used, in particular, for the protection of stainless steel and titanium equipment in environments containing sulfuric or phosphoric acid.

Известны ингибиторы коррозии металлов в кислых средах на основе аминов, пиридинов, ацетиленовых и этиленовых спиртов и их производных, эфиров, кетонов, а также некоторых неорганических солей меди и так далее. Inhibitors of metal corrosion in acidic media based on amines, pyridines, acetylene and ethylene alcohols and their derivatives, esters, ketones, as well as some inorganic salts of copper and so on.

Одним из наиболее известных ингибиторов коррозии металлов в кислых средах является ингибитор БА-6. Ингибитор БА-6 продукт конденсации бензиламина с уротропином [1]
Недостатком указанного ингибитора является недостаточно высокое защитное действие для высоколегированных сталей и титана, а также низкая степень защиты при повышенных температурах. Так, в растворах серной кислоты при температурах более 80^oC степень защиты ингибитора БА-6 для нержавеющих сталей не превышает 40%
Ближайшим решением поставленной задачи является ингибитор для защиты как сталей, так и титана в кислых средах, представляющий собой гексаметилентетрамин (ГМТА) [2]
Недостатками данного ингибитора являются слабый защитный эффект при повышенных температурах для нержавеющих сталей, высокая защитная концентрация. Кроме того, ГМТА снижает каталитическую активность кислот (при использовании последних в качестве катализаторов) за счет их нейтрализации.One of the most well-known metal corrosion inhibitors in acidic environments is the BA-6 inhibitor. Inhibitor BA-6 product of the condensation of benzylamine with urotropine [1]
The disadvantage of this inhibitor is the insufficiently high protective effect for high alloy steels and titanium, as well as a low degree of protection at elevated temperatures. So, in sulfuric acid solutions at temperatures above 80 ^o C the degree of protection of the BA-6 inhibitor for stainless steels does not exceed 40%
The closest solution to this problem is an inhibitor for the protection of both steel and titanium in acidic media, which is hexamethylenetetramine (HMTA) [2]
The disadvantages of this inhibitor are a weak protective effect at elevated temperatures for stainless steels, a high protective concentration. In addition, HMTA reduces the catalytic activity of acids (when using the latter as catalysts) due to their neutralization.

Степень защиты титана ГМТА в серной кислоте при 20-100^oC составляет 60-70% нержавеющих сталей -до 50% При температурах более 100-130^oC ГМТА практически не защищает ни нержавеющие стали, ни титан.The degree of protection of titanium HMTA in sulfuric acid at 20-100 ^o C is 60-70% of stainless steels up to 50%. At temperatures above 100-130 ^o C, HMTA practically does not protect either stainless steel or titanium.

Целью изобретения является повышение защитного действия ингибитора коррозии металлов в кислых средах и при повышенных температурах. The aim of the invention is to increase the protective effect of the corrosion inhibitor of metals in acidic environments and at elevated temperatures.

Цель достигается ингибитором коррозии металлов в кислых средах, содержащим гексаметилентетрамин, который дополнительно содержит оксиэтилидендифосфоновую кислоту (ОЭДФ) при соотношении ГМТА к ОЭДФ (в моль), равном 1-30: 1-3. The goal is achieved by a metal corrosion inhibitor in acidic media containing hexamethylenetetramine, which additionally contains hydroxyethylidene diphosphonic acid (HEDP) with a ratio of HMTA to HEDP (in mol) equal to 1-30: 1-3.

Использование в составе ингибитора ОЭДС позволяет повысить защитное действие в средах, содержащих серную и фосфорную кислоты при повышенных температурах, не влияет на каталитическую активность кислот. The use of OEDS as an inhibitor allows one to increase the protective effect in media containing sulfuric and phosphoric acids at elevated temperatures and does not affect the catalytic activity of acids.

Широко известно применение ОЭДФ как ингибитора коррозии углеродистой стали в нейтральных водных средах в системах водооборота. Сведения об ингибирующем действии ОЭДФ на коррозию нержавеющих сталей в кислых средах в литературе отсутствуют. It is widely known that OEDP is used as an inhibitor of carbon steel corrosion in neutral aqueous media in water circulation systems. Information on the inhibitory effect of HEDP on corrosion of stainless steels in acidic media is not available in the literature.

Высокое защитное действие предложенного ингибитора для нержавеющих сталей в кислых средах при повышенных температурах по сравнению с ГМТА и ОЭДФ основано на эффекте синергизма. Этот эффект сохраняется и для титана, но в меньшей степени. The high protective effect of the proposed inhibitor for stainless steels in acidic environments at elevated temperatures compared with HMTA and HEDP is based on the synergistic effect. This effect persists for titanium, but to a lesser extent.

ГМТА и ОЭДФ в отдельности практически не защищают нержавеющие стали в кислых средах при повышенных температурах. Защитное действие ГМТА и ОЭДФ проявляется на титане в растворах серной кислоты в узком интервале концентраций и температур. Но при определенных концентрациях эти вещества не защищают и титан. В то время как их совместное использование при этих концентрациях дает высокую степень защиты. HMTA and OEDF alone practically do not protect stainless steels in acidic environments at elevated temperatures. The protective effect of HMTA and HEDP is manifested on titanium in sulfuric acid solutions in a narrow range of concentrations and temperatures. But at certain concentrations, these substances do not protect titanium either. While their joint use at these concentrations provides a high degree of protection.

В растворах фосфорной кислоты на коррозию нержавеющих сталей ГМТА оказывает слабое защитное действие, а ОЭДФ их практически не защищает. При совместном использовании этих веществ наблюдается значительный защитный эффект. In phosphoric acid solutions, corrosion of stainless steels is caused by a weak protective effect of HMTA, and OEDP practically does not protect them. When these substances are used together, a significant protective effect is observed.

Пример 1. В емкость с мешалкой вносят 20,6 г ОЭДФ, растворяют в 150, 3 мл воды при комнатной температуре. Затем добавляют 43,8 г ГМТА. Все перемешивают до полного растворения. Полученный раствор ингибитора выдерживают в течение одних суток. Ингибитор имеет состав: ОЭДФ-1 моль, ГМТА-3 моль. Example 1. In a vessel with a stirrer contribute 20.6 g of HEDP, dissolved in 150, 3 ml of water at room temperature. Then add 43.8 g of HMTA. All mixed until completely dissolved. The resulting inhibitor solution was incubated for one day. The inhibitor has the composition: OEDP-1 mol, GMTA-3 mol.

Пример 2. Ингибитор готовят аналогично примеру 1, но берут 20,6 г ОЭДФ, 82,1 мл воды и 14,6 г ГМТА. Получают ингибитор состава: ОЭДФ-1 моль, ГМТА-1 моль. Example 2. An inhibitor is prepared analogously to example 1, but take 20.6 g of HEDP, 82.1 ml of water and 14.6 g of GMTA. Get an inhibitor of the composition: OEDP-1 mol, GMTA-1 mol.

Пример 3. Ингибитор готовят аналогично примеру 1, но берут 61,8 г ОЭДФ, 178,3 мл воды и 14,6 г ГМТА. Получают ингибитор состава: ОЭДФ-3 моль, ГМТА-1 моль. Example 3. The inhibitor is prepared analogously to example 1, but take 61.8 g of HEDP, 178.3 ml of water and 14.6 g of GMTA. Get an inhibitor of the composition: OEDP-3 mol, GMTA-1 mol.

Пример 4. Ингибитор готовят аналогично примеру 1, но берут 20,6 г ОЭДФ, 43,8 г ГМТА и 1070 мл воды. Получают ингибитор состава: ОЭДФ-1 моль, ГМТА-30 моль. Example 4. The inhibitor is prepared analogously to example 1, but take 20.6 g of HEDP, 43.8 g of GMTA and 1070 ml of water. Get an inhibitor of the composition: OEDP-1 mol, HMTA-30 mol.

Пример 5. Ингибиторы по примерам 1-4 испытывают в лабораторных условиях в кислых средах. Испытания проводят электрохимическим и гравиметрическим методами. Для испытания берут нержавеющие стали типа 12Х18Н10Т или 10Х17Н13М2Т и титан ВТ1-0. Электрохимические испытания проводят потенциостатическим методом в трехэлектродной ячейке с использованием потенциостата. Сущность метода состоит в снятии потенциостатической кривой i=f(Φ), по которой определяется скорость коррозионного процесса. Время испытаний 4-6 ч, температура 80^oC. Гравиметрические испытания проводились в автоклаве. В стеклянный стакан с рабочей средой помещались образцы на специальные приспособления. Помещалось по 4 образца одной марки стали или титана.Example 5. The inhibitors of examples 1-4 are tested in laboratory conditions in acidic environments. The tests are carried out by electrochemical and gravimetric methods. For testing, stainless steels of the type 12X18H10T or 10X17H13M2T and titanium VT1-0 are taken. Electrochemical tests are carried out by the potentiostatic method in a three-electrode cell using a potentiostat. The essence of the method is to remove the potentiostatic curve i = f (Φ), which determines the rate of the corrosion process. The test time of 4-6 hours, a temperature of 80 ^o C. Gravimetric tests were carried out in an autoclave. Samples on special devices were placed in a glass beaker with the working medium. 4 samples of one grade of steel or titanium were placed.

Продолжительность испытаний 4 ч, температура 130-180^oC.The test duration is 4 hours, a temperature of 130-180 ^o C.

Результаты испытаний представлены в табл. 1 и 2. Из данных, приведенных в табл. 1, видно, что предложенный ингибитор при испытании в лабораторных условиях в серной кислоте показывает высокую эффективность как при защите от коррозии нержавеющих сталей, так и титана. В случае использования ГМТА или ОЭДФ в отдельности для защиты нержавеющих сталей в концентрациях, близких к используемым в предложенном ингибиторе, защитного эффекта или не наблюдается, или он не достаточен. Только совместное использование этих веществ способствует защите нержавеющих сталей от коррозии. The test results are presented in table. 1 and 2. From the data given in table. 1, it is seen that the proposed inhibitor, when tested in laboratory conditions in sulfuric acid, shows high efficiency both in corrosion protection of stainless steels and titanium. In the case of using HMTA or HEDP separately for the protection of stainless steels in concentrations close to those used in the proposed inhibitor, the protective effect is either not observed, or it is not sufficient. Only the combined use of these substances helps protect stainless steels from corrosion.

Claims

A metal corrosion inhibitor in acidic media containing hexamethylene tetraamine, characterized in that it further comprises hydroxyethylidene diphosphonic acid in a molar ratio of hexamethylenetetramine and hydroxyethylidene diphosphonic acid 1 30 3.