RU2812061C1 - Ингибитор кислотной коррозии стали - Google Patents
Ингибитор кислотной коррозии стали Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812061C1 RU2812061C1 RU2023128653A RU2023128653A RU2812061C1 RU 2812061 C1 RU2812061 C1 RU 2812061C1 RU 2023128653 A RU2023128653 A RU 2023128653A RU 2023128653 A RU2023128653 A RU 2023128653A RU 2812061 C1 RU2812061 C1 RU 2812061C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steel
- corrosion
- phenyl
- dithiolan
- thiadiazol
- Prior art date
Links
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 title 1
- -1 N-(1,3-dithiolan-2-ylidene)-5-phenyl-1,3,4-thiadiazol-2-amine Chemical compound 0.000 claims abstract description 7
- 229910001209 Low-carbon steel Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005554 pickling Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N Carbon disulfide Chemical compound S=C=S QGJOPFRUJISHPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- APQIUTYORBAGEZ-UHFFFAOYSA-N 1,1-dibromoethane Chemical compound CC(Br)Br APQIUTYORBAGEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001460 carbon-13 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 2
- XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N phosphoryl trichloride Chemical compound ClP(Cl)(Cl)=O XHXFXVLFKHQFAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000425 proton nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 2
- MUZIZEZCKKMZRT-UHFFFAOYSA-N 1,2-dithiolane Chemical group C1CSSC1 MUZIZEZCKKMZRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHZHEOAEJRHUBW-UHFFFAOYSA-N 5-phenyl-1,3,4-thiadiazol-2-amine Chemical compound S1C(N)=NN=C1C1=CC=CC=C1 UHZHEOAEJRHUBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 description 1
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- BRWIZMBXBAOCCF-UHFFFAOYSA-N hydrazinecarbothioamide Chemical compound NNC(N)=S BRWIZMBXBAOCCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 150000004867 thiadiazoles Chemical group 0.000 description 1
- FFSJPOPLSWBGQY-UHFFFAOYSA-N triazol-4-one Chemical class O=C1C=NN=N1 FFSJPOPLSWBGQY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности, к использованию N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4- тиадиазол-2-амина, имеющего формулу
в качестве ингибитора коррозии малоуглеродистой стали для защиты от коррозии газо- и нефтепромыслового оборудования при кислотных обработках, травлении металлов и удалении окалины. N-(1,3- дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амин проявляет защитный эффект (82-93%) на стали Ст3 (ГОСТ 380-2005) в диапазоне концентраций 50-200 мг/л в 15% водных растворах HCl. 1 табл., 2 пр.
Description
Изобретение относится к использованию N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4- тиадиазол-2-амина в качестве ингибитора коррозии малоуглеродистой стали в 15% растворе соляной кислоты и может быть использовано для защиты от коррозии газо- и нефтепромыслового оборудования при кислотных обработках, при травлении металлов и удалении окалины.
Исследованное соединение имеет в своем составе атомы N и S, которые за счет избыточной электронной плотности способствуют адсорбции соединения на поверхности стали, а заместители в положении 5 тиадиазольного кольца обладают экранирующим действием, увеличивая степень заполнения поверхности. При этом, наличие в структурах атомов серы дитиоланового фрагмента, приводит к появлению дополнительных центров адсорбции ингибитора.
Эффективность ингибитора коррозии на сегодняшний день неразрывно связана с его экологичностью. Ингибиторы коррозии на основе гетероциклических соединений на сегодняшний день относят к наиболее экологически безопасным (Mumtaz A. Quraishi, Dheeraj S. Chauhan and Viswanathan S. Saji. Heterocyclic Organic Corrosion Inhibitors Principles and Applications. Elsevier, 2020, р. 284. Tao Zh, Zhang Sh, Li W, Hou B Corrosion inhibition of mild steel in acidic solution by some oxo-triazole derivatives. Elsevier, 2009, р. 2588–2595).
Целью изобретения является поиск новых гетероциклических соединений, которые снижают скорость коррозии малоуглеродистой стали при контакте с металлическим оборудованием.
Технический результат достигается тем, что содержание в 15 % растворе соляной кислоты N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амина (50 -200 мг/л) приводит к снижению скорости коррозии стали Ст3 (ГОСТ 380-2005) в 5,6 – 15 раз в зависимости от концентрации.
П р и м е р 1. N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амин
К охлажденному до 0°С раствору 2-амино-5-фенил-1,2,4-тиадизала в ДМФА при непрерывном перемешивании добавляли сероуглерод и дибромэтан в соотношении (2:1:5) последовательно с интервалом 30 мин в течение 2–4 часов. Реакцию проводят в сильно щелочной среде (рН = 13), для создания которой использовали водный раствор NaOH (20 М). Полученную смесь выливали в холодную воду (4-10°С), полученное твердое вещество промывали водой и очищали в хроматографической колонке.
Спектр ЯМР 1Н, (400 MГц, CDCl3), δ, м.д.: 794 – 7.92 (м, 2Н), 7.47 – 7.42 (м, 3Н),
3.71 (с, 2Н), 3.58 (с, 2Н). Спектр ЯМР 13C (101 MГц, CDCl3), δ, м.д.: 182.81, 170.07, 166.55,
130.81, 130.89, 129.06, 127.50, 39.57, 34.99.
Для получения 2-амино-5-фенил-1,3,4-тиадизала к смеси тиосемикарбазида и бензойной кислоты (1:1) медленно прикапывали хлорокись фосфора в эквивалентном количестве, после чего грели полученную смесь при температуре 70оС 4 часа. После охлаждения, и нейтрализации 50% раствором NaOH осадок отфильтровывали и очищали перекристаллизацией из спирта. Далее, при взаимодействии 5-фенил-1,2,4-тиадизала с CS2 и дибромэтаном в присутствии концентрированного водного раствора NaOH происходит образованию соответствующих N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2- амина.
2-амино-5-фенил-1,3,4-тиадиазол. Спектр 1H ЯМР (400 MГц, CDCl3) δ 7.76 (д, J = 8.0 Гц, 2H), 7.5-7.4 (м, 3H), 3.6 (уш. с, 2H). Спектр ЯМР 13C (400 MГц, CDCl3) δ 126.24,
126.74, 131.44, 149.44, 156.41, 169.09.
П р и м е р 2. Коррозионные испытания проводят в лабораторных условиях гравиметрическим (ГОСТ 9.506-87) методом в 15% растворе соляной кислоты в воде при стандартной температуре.
Скорость коррозии (П), степень торможения (γ) и ингибирующий эффект (Zгр) рассчитывали по формулам:
где m 0 – масса исходного образца, г; m – масса образца после коррозионных испытания и удаления продуктов коррозии, г; S – площадь поверхности образца, м2; τ – время испытания, ч; ρ – плотность Ст3, K 0 и K – скорости коррозии стали соответственно в чистом растворе и с добавкой ингибитора, мм/год.
| Таблица 1. Результаты гравиметрических испытаний N- (1,3-дитиолан-2-илиден)-1,3,4-тиадиазол-2-аминов в качестве ингибиторов коррозии малоуглеродистой стали в 15% растворе соляной кислоты | ||||
| №, п/п | Синг, мг/л | К, мм/год | Zгр, % | γ |
| НСl | - | 14,5±0,40 | - | - |
| Ингибитор | 50 | 2,58±0,16 | 82,2 | 5,6 |
| 100 | 2,39±0,20 | 83,5 | 6,0 | |
| 200 | 1,03±0,26 | 92,9 | 14,0 | |
Claims (4)
- Применение N-(1,3-дитиолан-2-илиден)-5-фенил-1,3,4-тиадиазол-2-амина с формулой
-
- в качестве ингибитора коррозии стали Ст3 в диапазоне концентраций 50-200 мг/л в
- растворе 15% HCl.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812061C1 true RU2812061C1 (ru) | 2024-01-22 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2135639C1 (ru) * | 1998-12-16 | 1999-08-27 | Закрытое акционерное общество научно-производственная фирма "БУРСИНТЕЗ" | Способ получения ингибитора солянокислой коррозии |
| WO2020046670A1 (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | Kao Corporation | Corrosion inhibitor compositions and methods of use in acid stimulation operations |
| RU2757778C1 (ru) * | 2021-01-11 | 2021-10-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" (ПГНИУ) | Применение 5-(2,4-диметоксифенил)-1,3,4-тиадиазолиламида 2,4-диметоксибензойной кислоты в качестве ингибитора солянокислой коррозии стали |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2135639C1 (ru) * | 1998-12-16 | 1999-08-27 | Закрытое акционерное общество научно-производственная фирма "БУРСИНТЕЗ" | Способ получения ингибитора солянокислой коррозии |
| WO2020046670A1 (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-05 | Kao Corporation | Corrosion inhibitor compositions and methods of use in acid stimulation operations |
| RU2757778C1 (ru) * | 2021-01-11 | 2021-10-21 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" (ПГНИУ) | Применение 5-(2,4-диметоксифенил)-1,3,4-тиадиазолиламида 2,4-диметоксибензойной кислоты в качестве ингибитора солянокислой коррозии стали |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Tao Zh, Zhang Sh, Li W, Hou B Corrosion inhibition of mild steel in acidic solution by some oxo-triazole derivatives. Elsevier, 2009. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yıldırım et al. | Synthesis and evaluation of new long alkyl side chain acetamide, isoxazolidine and isoxazoline derivatives as corrosion inhibitors | |
| CA1269521A (en) | Process and composition for inhibiting iron and steel corrosion | |
| Foster et al. | Acetylenic corrosion inhibitors | |
| Hashim et al. | Experimental and theoretical approach to the corrosion inhibition of mild steel in HCl solution by a newly coumarin | |
| RU2812061C1 (ru) | Ингибитор кислотной коррозии стали | |
| Yang et al. | Indolizine quaternary ammonium salt inhibitors, part III: Insights into the highly effective low-toxicity acid corrosion inhibitor–synthesis and protection performance | |
| Fouda et al. | Role of some benzohydrazide derivatives as corrosion inhibitors for carbon steel in HCl solution | |
| US3049496A (en) | Propargyl compounds as corrosion inhibitors | |
| RU2812065C1 (ru) | Ингибитор солянокислой коррозии стали | |
| Alamiery et al. | The synergistic role of azomethine group and triazole ring at improving the anti-corrosive performance of 2-amino-4-phenylthiazole | |
| RU2812064C1 (ru) | Ингибитор коррозии малоуглеродистой стали в 15% растворе соляной кислоты | |
| NO843970L (no) | Fremgangsmaate og middel til aa inhibere korrosjon paa metaller i saltopploesninger | |
| El-Mekabaty et al. | Synthesis and evaluation of some new oxazolones and imidazolones as antioxidant additives for Egyptian lubricating oils | |
| CARROLL et al. | Structure—Corrosion Inhibition Studies of Polyfunctional Metal Chelating Compounds | |
| Al-Azzawi et al. | newly antibacterial/anti-rusting oxadiazole poromellitic di-imids of carbon steel/hydrochloric acid interface: Temkin isother model | |
| RU2806257C1 (ru) | Ингибитор солянокислой коррозии стали | |
| US4012408A (en) | Lubricating oil additives | |
| RU2821183C1 (ru) | ИНГИБИТОР КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ СТАЛИ Ст3 | |
| RU2809103C1 (ru) | Ингибитор сероводородной коррозии стали | |
| RU2810477C1 (ru) | Ингибитор коррозии стали | |
| JPS62120484A (ja) | 金属材料の腐食防止法 | |
| RU2776116C1 (ru) | Ингибитор солянокислотной коррозии стали | |
| US3030311A (en) | Mineral acid inhibitors | |
| US2868727A (en) | Method and composition for inhibiting | |
| RU2808983C1 (ru) | Ингибитор коррозии стали в солянокислых средах |