Реагент для ингибирования кислотной коррозии и способ получения ингибированных кислот (варианты)

 

Изобретение относится к производству реагентов для ингибирования кислотной коррозии и способам получения ингибированных кислот, применяемых в нефтяной, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности. Продукт взаимодействия кубового остатка производства анилина и 12%-ного водного раствора соляной кислоты (при их соотношении 1-(2-3) соответственно используют в качестве реагента для ингибирования кислотной коррозии. Способ получения ингибированной серной кислоты включает разбавление серной кислоты водой и введение вышеуказанного реагента для ингибирования кислотной коррозии. При получении ингибированных соляной или смеси соляной и фтористоводородной кислот кислоту разбавляют водой, вводят реагент для ингибирования кислотной коррозии, в качестве которого берут продукт взаимодействия, указанный выше, и дополнительно вводят галогенид или поверхностно-активное вещество (ПАВ). В преимущественных вариантах способов получения ингибированных кислот в кислотный раствор дополнительно вводят формальдегидсодержащее соединение. Изобретение позволяет создать эффективный реагент для ингибирования кислотной коррозии и способы получения ингибированных кислот. 3 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к производству реагентов для ингибирования кислотной коррозии и ингибированных кислот, применяемых в нефтяной, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности.

Известен ингибитор кислотной коррозии, получаемый путем смешения кубового остатка производства сантохина и соляной кислоты (см. патент РФ N2120496, МКИ С 23 F 11/04, публ. 1998 г. п.1 Ф.И.). Принят за прототип по отношению к п.1 формулы изобретения.

Недостатком данного ингибитора является технологическая сложность его приготовления, а главное низкая жизнеспособность ингибитора по п. 1 Ф.И., так как через 2-3 часа он расслаивается на две фазы и для возможности использовать его по назначению необходимо осуществить его перемешивание при нагревании.

Известен способ получения ингибированной соляной кислоты путем разбавления ее водой, введения в раствор ингибитора коррозии, соляной кислоты, хлористого бария и поверхностно-активного вещества (В.Г.Уметбаев. Геолого-технические мероприятия при эксплуатации скважин. Москва, "Недра", 1989, стр.62).

Недостатком данного способа является сложность и многокомпонентность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий разбавление соляной кислоты водой, последовательного введения раствора для разбавления и ингибитора кислотной коррозии (патент РФ N 2096523, МКИ С 23 F 11/04, публ. 1997 г.).

Однако недостатком данного способа является его сложность и возможность применения только для получения ингибированной соляной кислоты.

Задачей изобретения является создание эффективного реагента для ингибирования кислотной коррозии и способов получения ингибированных кислот.

Поставленная задача решается путем создания реагента для ингибирования кислотной коррозии, представляющего собой продукт взаимодействия кубового остатка производства анилина и 12% водного раствора соляной кислоты при их соотношении 1 - (2-3) соответственно, и в первом варианте путем создания способа получения ингибированной кислоты, включающего разбавление кислоты водой и введение реагента для ингибирования кислотной коррозии, причем в качестве кислоты берут серную, а в качестве реагента для ингибирования кислотной коррозии берут реагент по п.1 и во втором варианте - способа получения ингибированной кислоты, включающий разбавление кислоты водой и введение реагента для ингибирования кислотной коррозии, причем дополнительно - галогенид или поверхностно-активное вещество, а в качестве кислоты берут соляную или смесь соляной и фтористоводородной кислот.

В преимущественных вариантах способа получения ингибированных кислот дополнительно вводят формальдегидсодержащее соединение.

Кубовый остаток производства анилина по данным физико-химических исследований содержит следы анилина, аминофенола, аминотиофенола, едкого натра и осмолившийся остаток (см. Технологический регламент производства анилина контактным способом, N131, утв. в 1974 г. в ПО "Химпром") и представляет собой подвижную густую массу темно-фиолетового цвета.

В качестве соляной кислоты (HCl) могут быть использованы, например, кислота соляная из абгазов хлорорганических производств по ТУ 6-01-04639381-80-92 с изв. N 1 или кислота соляная синтетическая техническая по ГОСТ 857-95 или кислота соляная техническая по ТУ 38-103141-78, или кислота соляная из абгазов фосфорорганических производств (ТУ 6-02-12-103-84 с изв. N 1-3).

В качестве серной кислоты (H₂SO₄) могут быть использованы, например, кислота серная техническая по ГОСТ 2184-77 или отход производства - отработанная серная кислота по ТУ 38-3011-83.

Фтористоводородная кислота (HF) может быть использована, например, по ГОСТ 2567-89.

Смесь соляной и фтористоводородной кислот (отходы производства) по ТУ 6-02-14 -13-91 с содержанием HCl 22-30% и HF 4-6%, а также может быть использована, например, 30% синтетическая и 70% фтористоводородная кислота.

В качестве галогенидов могут быть использованы, например, калий йодистый (KJ) по ГОСТ 4232-74, калий бромистый (KBr) по ГОСТ 4160-74.

В качестве поверхностно-активного вещества могут быть использованы, например: - оксифос КД-6 по ТУ 6-02-1148-78; - оксанол КД-6 по ТУ 6-14-821-87; - ДОН- 96 по ТУ 2482-010-0470-6205-97.

В качестве формальдегидсодержащего соединения (ФСС) могут быть использованы, например, формалин технический по ГОСТ 1625-89 или параформ по ТУ 6-09-141-03-83 или триоксан по ТУ 6-09-11-578- 75.

Реагент для ингибирования кислотной коррозии, представляющий собой продукт взаимодействия кубового остатка производства анилина и врдного раствора соляной кислоты получают смешением кубового остатка производства анилина и 12%-ной соляной кислоты при их соотношении 1:(2-3). Полученный продукт отфильтровывают и получают фильтрат - продукт взаимодействия, который представляет собой коричневую жидкость.

Для получения ингибированных кислот их предварительно разбавляют водой до получения серной кислоты 18-20% концентрации, соляной кислоты 20-25% концентрации, смесь соляной и фтористоводородной кислот с содержанием HCl 20-25% и HF 3-5% концентраций.

Коррозионные испытания ингибитора коррозии по п.1 и полученных ингибированных кислот проводят на образцах из стали марки Ст3. Агрессивной средой служат 20-25%-ная соляная кислота, 18-20%-ная серная кислота и смесь кислот с содержанием HCl 20-25% и HF 3-5%.

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)^oС. Через 24 ч пластины вынимают из раствора, промывают водой, спиртом, ацетоном, сушат и взвешивают.

Скорость коррозии (V) в г/м²•ч вычисляют по формуле m₁, m₂ - масса пластины до начала анализа и после, г, S - площадь пластины, м²; 24 - время анализа.

Площадь пластины (S) в м² вычисляют по формуле где а - длина пластины, мм;
b - ширина пластины, мм;
c - толщина пластины, мм.

Площадью отверстий пренебрегают.

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).

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

где V₀ - скорость коррозии стали в неингибированной кислоте г/м²•ч;
V₁ - скорость коррозии стали в ингибированной кислоте, г/м²•ч.

Приводим пример получения продукта взаимодействия:
Пример 1. Берут 25 весовых частей кубового остатка производства анилина и смешивают с 75 весовыми частями 12% соляной кислоты, протекает реакция с выделением тепла. Полученную массу фильтруют через песчаный фильтр.

Пример 2-4 осуществляют аналогично описанному, изменяя соотношение исходных.

Полученные по примерам 1-4 реагенты для ингибирования кислотной коррозии испытывают на коррозионную активность в различных кислых средах. Данные сводят в таблицу 1.

Из представленных в таблице 1 данных видно, что заявленный п.1 формулы изобретения реагент для ингибирования кислотной коррозии является эффективным в средах HCl и HCl+ HF и более эффективным, чем ингибитор по прототипу в среде H₂SO₄.

Приводим примеры получения ингибированных кислот.

Пример 1. 20% серную кислоту получают смешением 78,8 весовых частей 96%-ной серной кислоты с 19,7% весовых частей воды и к 98,5 г полученной кислоты, добавляют при перемешивании 1,5 г реагента для ингибирования по примеру 1 таблицы 1.

Пример 2-3 осуществляют аналогично примеру 1.

Примеры 4,5,6,7 осуществляют аналогично примеру 1 и дополнительно при перемешивании к полученной кислоте добавляют 0,1 г формалина или 0,25 г формалина или 0,1 г параформа или 0,25 г триоксана соответственно.

Пример 8. 25% соляную кислоту получают смешением 30% абгазной соляной кислоты с водой. Берут 75,8 весовых частей последней и смешивают с 23 весовыми частями воды, затем к 98,9 г полученного водного раствора HCl последовательно добавляют 1,0 г реагента для ингибирования и 0,1 г KJ.

Пример 9. Смесь 20% HCl и 5% HF получают смешением 66,0 весовых частей 30% синтетической HCl и 7,0 весовых частей 70%-ной HF и 25,9 весовых частей воды. К полученной смеси кислот 98,9 г добавляют 1,0 г реагента для ингибирования и 0,1 г KJ.

Примеры 10-43. Осуществляют аналогично описанным, изменяя кислую среду, качественный и количественный состав вводимых компонентов.

Сведения по примерам получения, а также результаты испытания ингибированных кислот сведены в таблицу 2.

Из представленных в таблице 2 данных видно, что заявленный способ позволяет получить более простым методом ингибированные кислоты широкого спектра, соответствующие требованиям и нормам технических условий, с использованием дешевых компонентов при одновременной утилизации отходов производства - КОПА.

Приготовленные заявленным способом ингибированные кислоты стабильны при перевозке и хранении, обладают широким спектром использования в различных отраслях промышленности.

Формула изобретения

1. Реагент для ингибирования кислотной коррозии, представляющий собой продукт взаимодействия кубового остатка производства анилина и 12%-ного водного раствора соляной кислоты при их соотношении 1-(2-3) соответственно.

2. Способ получения ингибированной кислоты, включающий разбавление кислоты водой и введение реагента для ингибирования кислотной коррозии, отличающийся тем, что в качестве кислоты берут серную кислоту, а в качестве реагента для ингибирования кислотной коррозии берут реагент по п.1.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно вводят формальдегидсодержащее соединение.

4. Способ получения ингибированной кислоты, включающий разбавление кислоты водой и введение реагента для ингибирования кислотной коррозии, отличающийся тем, что дополнительно вводят галогенид или поверхностно-активное вещество, в качестве кислоты берут соляную или смесь соляной и фтористоводородной кислот, а в качестве реагента для ингибирования кислотной коррозии берут реагент по п.1.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительно вводят формальдегидсодержащее соединение.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 20.04.2005        БИ: 11/2005

NF4A Восстановление действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.01.2008

Извещение опубликовано: 27.01.2008        БИ: 03/2008