RU2167222C1

RU2167222C1 - Acid corrosion inhibitor

Info

Publication number: RU2167222C1
Application number: RU99119757A
Authority: RU
Inventors: Ю.В. Баранов; Т.Л. Гоголашвили; М.М. Хакимзянова; В.Н. Хлебников; Е.М. Мышляев; А.И. Ефремов; Н.Е. Никифоров
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт по нефтепромысловой химии"
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2001-05-20

Abstract

FIELD: petroleum, machine engineering, chemical and other branches of industry. SUBSTANCE: corrosion inhibitor has the following components, wt.%: vat residues of aniline, p-phenetidine and santochine production, 3.0-30.0; hydrochloric acid, 10.0-50.0; formaldehyde-containing compound, 10.0-30.0; and organic solvent, the balance. Inhibitor shows high effect in different acidic media that ensures to utilize large-capacity waste of production. Invention can be used in field of metal protection from corrosion using inhibitors, in part, inhibitors of steel acidic corrosion. EFFECT: improved properties, enhanced effectiveness of inhibitor. 1 tbl, 32 ex

Description

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

Известен ингибитор коррозии металлического оборудования, полученный растворением третичного амина в органическом растворителе, в который может быть добавлен продукт взаимодействия минеральной кислоты с амидом или амидоамином (заявка Великобритании, N 2137976, МКИ C 23 F 11/04, публ. 1984 г.). A known corrosion inhibitor of metal equipment obtained by dissolving a tertiary amine in an organic solvent, into which a product of the interaction of a mineral acid with an amide or amidoamine can be added (application UK, N 2137976, MKI C 23 F 11/04, publ. 1984).

Недостатком известного ингибитора является его малая эффективность в высококонцентрированных кислотах. A disadvantage of the known inhibitor is its low efficiency in highly concentrated acids.

Известен ингибитор кислотной коррозии, получаемый смешением кубового остатка производства сантохина, соляной кислоты и формальдегидсодержащего соединения (патент N 2120496, МКИ C 23 F 11/04, публ. 1998 г.). Known acid corrosion inhibitor obtained by mixing VAT residue production of Santokhin, hydrochloric acid and formaldehyde-containing compounds (patent N 2120496, MKI C 23 F 11/04, publ. 1998).

Недостатком данного ингибитора является технологическая сложность его приготовления, заключающаяся в разделении фаз. The disadvantage of this inhibitor is the technological complexity of its preparation, which consists in the separation of phases.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является ингибитор коррозии, содержащий анилинсодержащее соединение, соляную кислоту, формальдегид и воду (см. патент США N 4778654, МКИ C 23 F 11/00, публ. 18.10.88 г.). The closest in technical essence and the achieved effect is a corrosion inhibitor containing aniline-containing compound, hydrochloric acid, formaldehyde and water (see US patent N 4778654, MKI C 23 F 11/00, publ. 10/18/08,).

Недостатком данного ингибитора является дефицитность сырья, трудоемкость способа получения ингибитора. The disadvantage of this inhibitor is the scarcity of raw materials, the complexity of the method of producing the inhibitor.

Задачей изобретения является создание эффективного ингибитора, используемого в различных кислых средах. The objective of the invention is to provide an effective inhibitor used in various acidic environments.

Поставленная задача решается так, что ингибитор кислотной коррозии, содержащий азотсодержащее соединение, соляную кислоту и формальдегидсодержащее соединение, в качестве азотсодержащего соединения содержит кубовые остатки производства анилина или п-фенетидина или сантохина и дополнительно содержит органический растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кубовые остатки производства анилина, или п-фенетидина, или сантохина - 3,0-30,0
Соляная кислота - 10,0-50,0
Формальдегидсодержащее соединение - 10,0-30,0
Органический растворитель - Остальное
Кубовый остаток производства анилина по данным физико-химических исследований содержит следы анилина, аминофенола, аминотиофенола, едкий натр и осмоливающийся остаток в количестве 31,2 г в 79,8 г (см. Технологический регламент производства анилина контактным способом, N 131, утв. в 1974 г. в ПО "Химпром").The problem is solved in such a way that the acid corrosion inhibitor containing a nitrogen-containing compound, hydrochloric acid and a formaldehyde-containing compound contains bottoms from the production of aniline or p-phenethidine or Santokhin as a nitrogen-containing compound and additionally contains an organic solvent in the following ratio, wt.%:
VAT residues of the production of aniline, or p-phenetidine, or Santokhin - 3.0-30.0
Hydrochloric acid - 10.0-50.0
Formaldehyde-containing compound - 10.0-30.0
Organic Solvent - Else
The distillation residue of aniline production according to physico-chemical studies contains traces of aniline, aminophenol, aminothiophenol, caustic soda and a resinous residue in an amount of 31.2 g in 79.8 g (see Technological regulations for the production of aniline by the contact method, No. 131, approved in 1974 at the Khimprom Production Association).

Кубовый остаток производства п-фенетидина со стадии вакуумной перегонки согласно физико-химическим исследованиям включает в себя, мас.%:
п-Фенетидин - 73,5
п-Хлоранилин - 4,5
п-Аминофенол - 4,5
Анилин - 17,5
(см. Технологический регламент производства п-фенетидина N 149 П, утв. в 1989 г.).VAT residue production of p-phenetidine from the stage of vacuum distillation according to physico-chemical studies includes, wt.%:
p-phenethidine - 73.5
p-Chloranilin - 4.5
p-aminophenol - 4.5
Aniline - 17.5
(see. The technological regulations for the production of p-phenetidine N 149 P, approved in 1989).

Кубовый остаток производства сантохина по данным физико-химических исследований содержит, мас.%:
п-Фенетидин - Следы
Сантохин - 28,03
Высококипящие хинолиновые примеси - 33,74
Толуол - 38,23
(см. Постоянный регламент производства сантохина N 71-3, утв. в 1984 г. ).VAT residue production of Santokhin according to physico-chemical studies contains, wt.%:
p-Phenetidine - Traces
Santokhin - 28.03
High-boiling quinoline impurities - 33.74
Toluene - 38.23
(see. The permanent production schedule of Santokhin N 71-3, approved in 1984).

В качестве соляной кислоты используют абгазную соляную кислоту по ТУ 6-01-714-77 или синтетическую соляную кислоту техническую по ГОСТ 857-78, разбавленную водой до 13%-ной концентрации. As hydrochloric acid, abhase hydrochloric acid is used according to TU 6-01-714-77 or synthetic hydrochloric acid is technical according to GOST 857-78, diluted with water to 13% concentration.

В качестве формальдегидсодержащего соединения используют п-формалин технический по ГОСТ 1625-29, или параформ по ТУ 6-09-141-03-83, или триоксан по ТУ 6-09-11-578-75. As formaldehyde-containing compounds, technical p-formalin is used according to GOST 1625-29, or paraform according to TU 6-09-141-03-83, or trioxane according to TU 6-09-11-578-75.

В качестве органического растворителя используют водно-метанольную фракцию, или эфироальдегидную фракцию, или спиртовую фракцию, которые являются отходами производства, и сжигается 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 68.103243-79. The organic solvent used is the water-methanol fraction, or the ether-aldehyde fraction, or the alcohol fraction, which are production waste, 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 68.103243-79.

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. Данный 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. This 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 - it is effective in hydrochloric, sulfuric, mixtures of hydrochloric and hydrofluoric acids, and also has a long-lasting 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 определение 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 (заявленный ингибитор)
В 250 мл 3-х горлую колбу, снабженную магнитной мешалкой, конденсатором и термометром, добавляют 30 г кубового остатка анилина, 10 г 12%-ной соляной кислоты, перемешивают, затем добавляют 10 г параформа и 50 г ацетона.Example 1 (claimed inhibitor)
In a 250 ml 3-necked flask equipped with a magnetic stirrer, condenser and thermometer, add 30 g of the bottom residue of aniline, 10 g of 12% hydrochloric acid, mix, then add 10 g of paraform and 50 g of acetone.

Содержимое перемешивают до полного растворения при комнатной температуре, (см. таблицу, пример 1). The contents are mixed until completely dissolved at room temperature (see table, example 1).

Составы по примерам 2-31 готовят аналогично примеру 1, только при использовании кубового остатка сантохина кислоту и растворитель добавляют при нагревании. The compositions of examples 2-31 are prepared analogously to example 1, only when using the bottom residue of santokhin acid and the solvent is added by heating.

Пример 32 (прототип)
В 250 мл 3-х горлую колбу, снабженную магнитной мешалкой, конденсатором и термометром, добавляют 11,95 г смесь тридециламина и анилина, 10 г воды, 10 г 36%-ной соляной кислоты, 6,48 г формальдегида. Проводят перемешивание при комнатной температуре, затем при повышенной температуре. Затем смесь охлаждают и нейтрализуют NaOH.Example 32 (prototype)
In a 250 ml 3-necked flask equipped with a magnetic stirrer, condenser and thermometer, 11.95 g of a mixture of tridecylamine and aniline, 10 g of water, 10 g of 36% hydrochloric acid, 6.48 g of formaldehyde are added. Stirring is carried out at room temperature, then at elevated temperature. Then the mixture is cooled and neutralized with NaOH.

Твердые продукты реакции отделяют от жидкости, промывают водой и растворяют в метиленхлориде. Выпаривают метиленхлорид и получают ингибитор коррозии (см. таблицу, пример 32). The solid reaction products are separated from the liquid, washed with water and dissolved in methylene chloride. The methylene chloride is evaporated and a corrosion inhibitor is obtained (see table, example 32).

Приготовленные ингибиторы испытывают на скорость коррозии стали и эффективность ингибирования в различных кислых средах. The prepared inhibitors are tested for steel corrosion rate and inhibition efficiency in various acidic environments.

Коррозионные испытания проводят на образцах из стали марки Ст3. Агрессивной средой служат 25-30%-ная соляная кислота, 20%-ная серная кислота и смесь 25%-ной соляной кислоты и 5%-ной плавиковой кислот. Corrosion tests are carried out on samples of steel grade St3. Aggressive medium is 25-30% hydrochloric acid, 20% sulfuric acid and a mixture of 25% hydrochloric acid and 5% hydrofluoric acid.

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 марки Ст3. Пластины предварительно измеряют, промывают водой, спиртом, ацетоном, сушат и взвешивают. Цилиндры с пластинами помещают в термостат или водяную баню с температурой (20±3)^oC. Через 24 ч пластины вынимают из раствора, промывают водой, спиртом, ацетоном, сушат и взвешивают.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 grade St3. The plates are pre-measured, washed with water, alcohol, acetone, dried and weighed. Cylinders with plates are 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, alcohol, acetone, dried and weighed.

Скорость коррозии (V) в г/м²•ч вычисляют по формуле

где m₁, m₂ - масса пластины до начала анализа и после, г;
S - площадь пластины, м²;
24 - время анализа.The corrosion rate (V) in g / m ² • h is calculated by the formula

where m ₁ , m ₂ is the mass of the plate before analysis and after, g;
S is the area of the plate, m ² ;
24 - analysis time.

Площадь пластины (S) в м² вычисляют по формуле

где а - длина пластины, мм;
b - ширина пластины, мм;
c - толщина пластины, мм.The area of the plate (S) in m ^{2 is} calculated by the formula

where a is the plate length, mm;
b is the width of the plate, mm;
c - plate thickness, mm.

Площадью отверстий пренебрегают. The area of the holes is neglected.

За результат принимают среднее арифметическое значение 3-х параллельных определений, допустимое расхождение между которыми не должно превышать 0,04 г/м²•ч (P=0,05).The result is taken as the arithmetic mean of 3 parallel determinations, the permissible difference between which should not exceed 0.04 g / m ² • h (P = 0.05).

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•ч;
V₁ - скорость коррозии стали в ингибированной кислоте, г/м²•ч.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 is the corrosion rate of steel in uninhibited acid, g / m ² • h;
V ₁ - corrosion rate of steel in inhibited acid, g / m ² • h.

Результаты исследований по определению скорости коррозии и эффективности ингибирования приведены в таблице, графы 8-10 и 11-13 соответственно. The results of studies to determine the corrosion rate and inhibition efficiency are shown in the table, columns 8-10 and 11-13, respectively.

Предлагаемый ингибитор имеет следующие преимущества:
- обладает высоким ингибирующим эффектом в различных кислых средах;
- утилизируются крупнотоннажные отходы производств.The proposed inhibitor has the following advantages:
- has a high inhibitory effect in various acidic environments;
- Large-capacity industrial waste is disposed of.

Claims

An acid corrosion inhibitor containing a nitrogen-containing compound, hydrochloric acid and a formaldehyde-containing compound, characterized in that, as a nitrogen-containing compound, it contains bottoms from the production of aniline or p-phenethidine or Santokhin and additionally an organic solvent in the following ratio, wt.%:
VAT residues of the production of aniline, or p-phenetidine, or santokhin - 3.0 - 30.0
Hydrochloric acid - 10.0 - 50.0
Formaldehyde-containing compound - 10.0 - 30.0
Organic Solvent - Else