RU2776118C1 - Inhibitor of hydrochloric acid corrosion of steel - Google Patents

Inhibitor of hydrochloric acid corrosion of steel Download PDF

Info

Publication number
RU2776118C1
RU2776118C1 RU2021120565A RU2021120565A RU2776118C1 RU 2776118 C1 RU2776118 C1 RU 2776118C1 RU 2021120565 A RU2021120565 A RU 2021120565A RU 2021120565 A RU2021120565 A RU 2021120565A RU 2776118 C1 RU2776118 C1 RU 2776118C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
corrosion
steel
hydrochloric acid
inhibitor
acid corrosion
Prior art date
Application number
RU2021120565A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мария Дмитриевна Плотникова
Артур Наилевич Бакиев
Александр Евгеньевич Рубцов
Александр Дмитриевич Соловьев
Алексей Сергеевич Софронов
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" (ПГНИУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" (ПГНИУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" (ПГНИУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU2776118C1 publication Critical patent/RU2776118C1/en

Links

Abstract

FIELD: corrosion protection.
SUBSTANCE: invention relates to the field of protection of metals from corrosion and can be used to protect oilfield equipment and pipelines operated in aggressive environments. The use of 5-substituted 2-amino-1,3,4-thiadiazole of general formula
Figure 00000010
as an inhibitor of hydrochloric acid corrosion of steel St3 in the concentration range of 50-200 mg/l in 1 M HCl solution is proposed.
EFFECT: new compounds of thiadiazoles have been found, which increase the resistance of steel to corrosion during hydrochloric acid treatment of wells.
1 cl, 2 tbl, 4 ex

Description

Изобретение относится к использованию 5-замешенных 2-амино-1,3,4-тиадиазолов общей формулыThe invention relates to the use of 5-substituted 2-amino-1,3,4-thiadiazoles of the general formula

Figure 00000001
Figure 00000001

в качестве ингибиторов кислотной коррозии углеродистой стали и может быть использовано для защиты металлов в нефтяной промышленности для предотвращения коррозии оборудования и трубопроводов, эксплуатируемых в агрессивных средах. Одним из наиболее эффективных методов борьбы с коррозионным разрушением технологического оборудования является ингибиторная защита. Эффективность данного метода подтверждена рядом преимуществ, в числе которых можно отметить возможность вмешательства в коррозионный процесс на различных стадиях протекания. Кроме того, относительно небольшие капитальные затраты позволяют значительно затормозить процессы коррозионного разрушения и деградации механических свойств металлов и сплавов, тем самым замедляя разрушение оборудования.as inhibitors of acid corrosion of carbon steel and can be used to protect metals in the oil industry to prevent corrosion of equipment and pipelines operating in aggressive environments. One of the most effective methods of combating corrosion damage of process equipment is inhibitor protection. The effectiveness of this method is confirmed by a number of advantages, including the possibility of intervening in the corrosion process at various stages of the course. In addition, relatively small capital costs can significantly slow down the processes of corrosion damage and degradation of the mechanical properties of metals and alloys, thereby slowing down the destruction of equipment.

Современной мировой тенденцией является разработка экологически безопасных ингибиторов коррозии на основе гетероциклических соединений (Ambrish Singh, K.R. Ansari, Dheeraj Singh Chauhan, M.A. Quraishi, H. Lgaz, III-Min Chung, Comprehensive investigation of steel corrosion inhibition at macro/micro level by ecofriendly green corrosion inhibitor in 15% HCl medium, Journal of Colloid and Interface Science, Volume 560, 2020, pp 225-236), так как они являются более экономичными и перспективными по сравнению с наномолекулярными защитными составами на основе ZnO (Moses М. Solomon, Husnu Gerengi, Tugce Kaya, Saviour A. Umoren. Performance Evaluation of a Chitosan/Silver Nanoparticles Composite on St37 Steel Corrosion in a 15% HCl Solution. ACS Sustainable Chem. Eng. 2017, 5,1. pp. 809-820). Данные составы на основе наноразмерньгх эмульсий успешно используются в атмосферных условиях, а для жидких агрессивных сред не создают необходимой защиты (Патент 2460748). The current world trend is the development of environmentally friendly corrosion inhibitors based on heterocyclic compounds (Ambrish Singh, K.R. Ansari, Dheeraj Singh Chauhan, M.A. Quraishi, H. Lgaz, III-Min Chung, Comprehensive investigation of steel corrosion inhibition at macro/micro level by ecofriendly green corrosion inhibitor in 15% HCl medium, Journal of Colloid and Interface Science, Volume 560, 2020, pp 225-236), as they are more economical and promising compared to nanomolecular ZnO-based protective compounds (Moses M. Solomon, Husnu Gerengi, Tugce Kaya, Savior A. Umoren, Performance Evaluation of a Chitosan/Silver Nanoparticles Composite on St37 Steel Corrosion in a 15% HCl Solution, ACS Sustainable Chem Eng 2017, 5.1 pp. 809-820). These compositions based on nanosized emulsions are successfully used in atmospheric conditions, but do not provide the necessary protection for liquid aggressive media (Patent 2460748).

Целью изобретения является поиск новых соединений тиадиазолов, которые повышают стойкость стали к коррозии при соляно кислотной обработке скважин.The aim of the invention is to search for new compounds of thiadiazoles, which increase the resistance of steel to corrosion during hydrochloric acid treatment of wells.

Цель достигается тем, что 5-замещеняые 2-амино-1,3,4-тиадиазолы проявляют высокий защитный эффект стали Ст3 (ГОСТ 380-2005) в диапазоне концентраций 50-200 мг/л в растворе 1 М HCl.The goal is achieved by the fact that 5-substituted 2-amino-1,3,4-thiadiazoles exhibit a high protective effect of St3 steel (GOST 380-2005) in the concentration range of 50-200 mg/l in a 1 M HCl solution.

Пример 1.Example 1

2-амино-5-ситрил-1,3,4-тиадиазол2-amino-5-sitryl-1,3,4-thiadiazole

Смешивают 9,1 г тиосемикарбазида и 14.8 г коричной кислоты и перетирают их в фарфоровой ступке до однородной массы. Полученную смесь перемещают в круглодонную колбы на 250 мл и при перемешивании и охлаждении до 0°С приливают 27,4 мл оксихлоридфосфора (POCl3) со скоростью 1 мл в минуту. После окончания добавления POCl3 полученную смесь нагревают при перемешивании до 70°С и выдерживают при данной температуре в течении 4 часов. К полученному раствору последовательно добавляют по каплям 50 мл воды, 40% раствор гидроксида натрия до рН 8-9. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают водой до нейтральной реакции среды промывочных вод. Светло-желтые твердое соединение, выход 46%. Спектр 1Н ЯМР (400 МГц, ДМСО d6) δ 7.62, 7.63 (д, J=7.3 Hz, 1Н, Ph), 7.29-7.44 (м, 7Н, Ph, NH2, СН=), 7.04, 7.08 (д, J=16.3 Hz, 1Н, СН=). 13С ЯМР (400 МГц, ДМСО d6) δ 167.6, 156.8, 135.9, 134.2, 128.7, 126.9, 119.67.Mix 9.1 g of thiosemicarbazide and 14.8 g of cinnamic acid and grind them in a porcelain mortar until smooth. The resulting mixture is transferred to a 250 ml round-bottom flask and, with stirring and cooling to 0° C., 27.4 ml of phosphorus oxychloride (POCl 3 ) are added at a rate of 1 ml per minute. After the addition of POCl 3 the resulting mixture is heated with stirring to 70°C and maintained at this temperature for 4 hours. 50 ml of water, 40% sodium hydroxide solution are successively added dropwise to the resulting solution to pH 8-9. The precipitate formed is filtered off and washed with water until the wash water medium is neutral. Light yellow solid compound, 46% yield. 1 H NMR spectrum (400 MHz, DMSO d 6 ) δ 7.62, 7.63 (d, J=7.3 Hz, 1H, Ph), 7.29-7.44 (m, 7H, Ph, NH 2 , CH=), 7.04, 7.08 ( e, J=16.3 Hz, 1H, CH=). 13 C NMR (400 MHz, DMSO d 6 ) δ 167.6, 156.8, 135.9, 134.2, 128.7, 126.9, 119.67.

Пример 2.Example 2

2-амино-5-гептил-1,3,4-тиадиазол2-amino-5-heptyl-1,3,4-thiadiazole

В круглодонной колбе на 250 мл смешивают 9,1 г тиосемикарбазида и 14.4 г октановой кислоты до однородной массы. При перемешивании и охлаждении до 0°С приливают 27,4 мл оксихлоридфосфора (POCl3) со скоростью 1 мл в минуту. После окончания добавления РОСЬ полученную смесь нагревают при перемешивании до 70°С и выдерживают при данной температуре в течении 4 часов. К полученному раствору последовательно добавляют по каплям 50 мл воды, 40% раствор гидроксида натрия до рН 8-9. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают водой до нейтральной реакции среды промывочных вод. Белое твердое соединение, выход 64%. Спектр 1Н ЯМР (400 МГц, CDCl3) δ 5.96 (с, 2Н, NH2), 2.86-2.90 (т, J=7.4 Hz, 2Н, СН2), 1.68-1.74 (м, 2Н, СН2-СН2-). 1.29-1.44 (м, 8Н), 0.87-0.90 (т, J=6.5 Hz, 2Н, -СН3). 13С ЯМР (400 МГц, CDCl3) δ 168.2, 161.6, 31.6, 30.34, 29.4, 28.9,28.8,22.5, 13.9.In a 250 ml round bottom flask, 9.1 g of thiosemicarbazide and 14.4 g of octanoic acid are mixed until homogeneous. With stirring and cooling to 0°C, 27.4 ml of phosphorus oxychloride (POCl 3 ) are added at a rate of 1 ml per minute. After the addition of POX, the resulting mixture is heated with stirring to 70°C and maintained at this temperature for 4 hours. 50 ml of water, 40% sodium hydroxide solution are successively added dropwise to the resulting solution to pH 8-9. The precipitate formed is filtered off and washed with water until the wash water medium is neutral. White solid compound, 64% yield. 1 H NMR spectrum (400 MHz, CDCl 3 ) δ 5.96 (s, 2H, NH 2 ), 2.86-2.90 (t, J=7.4 Hz, 2H, CH 2 ), 1.68-1.74 (m, 2H, CH 2 - CH 2 -). 1.29-1.44 (m, 8H), 0.87-0.90 (t, J=6.5 Hz, 2H, -CH 3 ). 13 C NMR (400 MHz, CDCl 3 ) δ 168.2, 161.6, 31.6, 30.34, 29.4, 28.9,28.8,22.5, 13.9.

Пример 3.Example 3

Коррозионные испытания проводят в лабораторных условиях гравиметрическим методом (ГОСТ 9.506-87) в 1 М растворе соляной кислоты в воде.Corrosion tests are carried out under laboratory conditions by the gravimetric method (GOST 9.506-87) in a 1 M solution of hydrochloric acid in water.

Скорость коррозии (К), степень торможения (γ) и ингибирующий эффект (Zгр) оценивали согласно следующим формулам:The corrosion rate (K), the degree of inhibition (γ) and the inhibitory effect (Z gr ) were evaluated according to the following formulas:

Figure 00000002
Figure 00000002

где m0 - масса исходного образца, г; m - масса образца после коррозионных испытания и удаления продуктов коррозии, г; S - площадь поверхности образца, м2; τ - время испытания, ч; где К0 и К - скорости коррозии стали соответственно в чистом растворе и с добавкой ингибитора, г/м2*час.where m 0 is the mass of the original sample, g; m is the mass of the sample after corrosion testing and removal of corrosion products, g; S is the surface area of the sample, m 2 ; τ - test time, h; where K 0 and K are the corrosion rates of steel, respectively, in pure solution and with the addition of an inhibitor, g / m 2 * hour.

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Пример 4. Определение защитных характеристик 4,5-дифенил-4Н-1,2,4-триало-3-тиола проводили электрохимическим методом Поляризационные измерения проводили в интервале температур от 20 до 80°С с использованием электрохимического комплекса Solatron 1280С, Для поддержания необходимой температуры ячейку подключали к термостату LOIP LT 100 с внешней циркуляцией.Example 4 Determination of the protective characteristics of 4,5-diphenyl-4H-1,2,4-trialo-3-thiol was carried out by the electrochemical method temperature, the cell was connected to a LOIP LT 100 thermostat with external circulation.

Защитный эффект (Zэл/х) рассчитывали по электрохимическим данным:The protective effect (Z el / x ) was calculated from electrochemical data:

Figure 00000005
Figure 00000005

где

Figure 00000006
и iкор - плотности тока коррозии стали соответственно в чистом растворе и с добавкой ингибитора, А/м2 where
Figure 00000006
and i cor - steel corrosion current densities, respectively, in pure solution and with the addition of an inhibitor, A / m 2

Figure 00000007
Figure 00000007

Claims (3)

Применение 5-замещенного 2-амино-1,3,4-тиадиазола общей формулыThe use of 5-substituted 2-amino-1,3,4-thiadiazole of the general formula
Figure 00000008
Figure 00000008
в качестве ингибитора солянокислой коррозии стали Ст3 в диапазоне концентраций 50-200 мг/л в 1 М растворе HСl.as an inhibitor of hydrochloric acid corrosion of St3 steel in the concentration range of 50-200 mg/l in 1 M HCl solution.
RU2021120565A 2021-07-12 Inhibitor of hydrochloric acid corrosion of steel RU2776118C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2776118C1 true RU2776118C1 (en) 2022-07-13

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2806257C1 (en) * 2023-03-10 2023-10-30 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" Inhibitor of hcl acid corrosion of steel

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2456374C1 (en) * 2010-12-30 2012-07-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" Inhibitor of metal corrosion in sulphuric and hydrochloric acids
RU2460748C2 (en) * 2010-07-26 2012-09-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Лакокраспокрытие" Universal thick-layer anticorrosion paint system
CN107988601A (en) * 2017-11-29 2018-05-04 中国科学院海洋研究所 A kind of hydrotalcite intercalation 5- methyl isophthalic acids, 3,4,-thiadiazoles -2- sulfydryls corrosion inhibitor and its application
RU2663656C2 (en) * 2013-03-16 2018-08-08 Прк-Десото Интернэшнл, Инк. Azole compounds as corrosion inhibitors

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2460748C2 (en) * 2010-07-26 2012-09-10 Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Лакокраспокрытие" Universal thick-layer anticorrosion paint system
RU2456374C1 (en) * 2010-12-30 2012-07-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный технический университет" Inhibitor of metal corrosion in sulphuric and hydrochloric acids
RU2663656C2 (en) * 2013-03-16 2018-08-08 Прк-Десото Интернэшнл, Инк. Azole compounds as corrosion inhibitors
CN107988601A (en) * 2017-11-29 2018-05-04 中国科学院海洋研究所 A kind of hydrotalcite intercalation 5- methyl isophthalic acids, 3,4,-thiadiazoles -2- sulfydryls corrosion inhibitor and its application

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2806257C1 (en) * 2023-03-10 2023-10-30 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" Inhibitor of hcl acid corrosion of steel
RU2809103C1 (en) * 2023-03-17 2023-12-06 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" Hydrogen sulfide corrosion inhibitor of steel
RU2812064C1 (en) * 2023-11-07 2024-01-22 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" Corrosion inhibitor for low carbon steel in 15% hydrochloric acid solution

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Shahabi et al. Synthesis, experimental, quantum chemical and molecular dynamics study of carbon steel corrosion inhibition effect of two Schiff bases in HCl solution
EP0129506B1 (en) Heterocyclically substituted thio(cyclo)alkane polycarboxylic acids
Mustafa et al. Inhibition of mild steel corrosion in hydrochloric acid environment by 1-amino-2-mercapto-5-(4-(pyrrol-1-yl) phenyl)-1, 3, 4-triazole
KR102259713B1 (en) Xanthine oxidase inhibitor
RU2776118C1 (en) Inhibitor of hydrochloric acid corrosion of steel
Mahood et al. Performance of synthesized acetone based inhibitor on low carbon steel corrosion in 1 M HCl solution
Hashim et al. Experimental and theoretical approach to the corrosion inhibition of mild steel in HCl solution by a newly coumarin
Mohammed et al. Studies on some thiazolidinones as antioxidants for local base oil
US4278791A (en) Benzimidazolyl-2-alkane-phosphonic acids
JPH07108882B2 (en) Intermediate compounds for the production of multifunctional thiadiazoles
El-Mekabaty et al. Synthesis and evaluation of some new oxazolones and imidazolones as antioxidant additives for Egyptian lubricating oils
Abdallah et al. Corrosion control of carbon steel in acidic media by nonionic surfactant compounds derived from 1, 3, 4-Oxadiazole and 1, 3, 4-Thiadiazole
CN106753300B (en) A kind of double effect compound type hydrate inhibitor and preparation method thereof
Al-Azzawi et al. newly antibacterial/anti-rusting oxadiazole poromellitic di-imids of carbon steel/hydrochloric acid interface: Temkin isother model
RU2821183C1 (en) Acid corrosion inhibitor of steel st3
Sayyid et al. Gravimetric Measurements and Theoretical Calculations of 4-Aminoantipyrine Derivatives as Corrosion Inhibitors for Mild Steel in Hydrochloric Acid Solution: Comparative Studies
RU2757778C1 (en) Application of 5-(2,4-dimethoxyphenyl)-1,3,4-thiadiazolyl amide of 2,4-dimethoxybenzoic acid as inhibitor of hydrochloric acid corrosion of steel
Amer et al. Synthesis and evaluation of some new thiazoles as antioxidant additives for Egyptian lubricating oils
Al-Jeilawi et al. Corrosion Inhibition Effects of Some New Synthesized N-Aroyl-N-Aryl thiourea Derivatives for Carbon Steel in Sulfuric Acid Media
RU2812064C1 (en) Corrosion inhibitor for low carbon steel in 15% hydrochloric acid solution
RU2699215C1 (en) Corrosion inhibitor
RU2812065C1 (en) INHIBITOR OF HCl ACID CORROSION OF STEEL
RU2781804C1 (en) Steel corrosion inhibitor
Deyab et al. Theoretical and experimental investigation of four ionic liquids for their ability to prevent carbon steel corrosion in 1 M HCl
RU2808983C1 (en) Steel corrosion inhibitor in hydrochloride environments