Ингибитор нитратной солевой коррозии углеродистых сталей

 

Изобретение относится к области защиты металла от нитратной солевой коррозии и может найти применение при производстве и транспортировке минеральных удобрений, например, аммиачной селитры или ее смесевых композиций с карбамидом. Ингибитор включает, мас.%: полиамин 10-40, формальдегид 0,01-4,0, аммиак 0,01-3,5, вода остальное, причем в качестве полиамина взят продукт общей формулы H₂[HNCH₂NHCH₂]_nNCON[CH₂NHCH₂NH]_mH₂, где n=1; 2; m=1; 2. Концентрация ингибитора в растворе удобрения составляет 0,01-3,0 мас.%. Технический результат: получение высокоэффективного ингибитора нитратной коррозии углеродистых сталей, растворимого в воде в любых соотношениях. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области защиты металла от нитратной солевой коррозии и может найти применение при производстве и транспортировке минеральных удобрений, например аммиачной селитры или ее смесевых композиций с карбамидом.

Для рассматриваемых продуктов коррозионно-активными веществами являются растворы аммиачной селитры, известные как сильные окислители и в зависимости от способов получения данного вида удобрения, содержащие небольшие количества минеральных кислот (НNО₃, HF·Н₃РO₄). По указанной причине для водных растворов NH₄NO₃ характерно протекание кислотной коррозии, которая стимулируется нитрат-ионами.

В качестве ингибиторов последней часто используют органические вещества, относящиеся к алифатическим и ароматическим аминам или альдегидам.

Известен [SU №1761818 А1, кл. С 23 F 11/04] ингибитор кислотной коррозии металла, содержащий 98,04-99,26 мас.% азина фурфуриденцикланов и 0,74-1,06 мас.% иодида калия. К его существенным недостаткам следует отнести высокую стоимость фурфуриденцикланов, получаемых из гидразингидрата и фурфуриденциклопентанола, низкий защитный эффект в отсутствии иодида калия.

Наиболее близким по технической сущности является ингибитор коррозии стали [RU 2168561, кл. С 23 F 11/14], включающий производное амина, неионогенное ПАВ и растворитель, в качестве производного амина содержит жирный амин с числом углеродных атомов C₈-C₁₂ или продукт взаимодействия алкилфенола, формальдегидсодержащего продукта и вторичного амина R₁R₂NH с алкилом R₁, R₂ = СН₃, С₂Н₅, C₂H₄OH, С₃Н₆ОН с мольным соотношением соответственно 1:(0,8-1,2):(0,8-1,2) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Жирный амин или продукт взаимодействия, указанный выше 10-35

Неионогенное поверхностно-активное вещество 10-35

Растворитель Остальное

Недостатком известного ингибитора является его высокая пожаровзрывоопасность и низкий защитный эффект вследствии плохой растворимости в воде.

Задачей изобретения является высокоэффективный ингибитор нитратной коррозии углеродистых сталей, растворимый в воде в любых соотношениях.

Поставленная задача достигается тем, что в качестве ингибитора нитратной коррозии взята композиция, содержащая, мас.%:

Полиамин формулы H₂[HNCH₂NHCH₂]_nNCON[CH₂NHCH₂NH]_mH₂,

где n=1; 2, m=1; 2 10-40

Формальдегид 0,01-4,0

Аммиак 0,01-3,5

Вода Остальное

вводимая в водный раствор аммиачной селитры и карбамида в количестве 0,01-3 мас.%. на 100 мас.% раствора.

Особенности структуры этих соединений предполагают их многоцентровую адсорбцию на поверхности металла и, следовательно, высокий антикоррозионный эффект.

Отличие заявленного ингибитора от известных состоит в том, что для снижения коррозии углеродистых сталей, контактирующих с водными растворами аммиачной селитры или ее смеси с карбамидом, в качестве амино-содержащего продукта используется водный раствор полиамина общей формулы

H₂[HNCH₂NHCH₂]_nNCON [CH₂NHCH₂NH]_mH₂,

где n=1; 2, m=1; 2, защитный эффект которого усиливается присутствием в ингибирующей композиции небольших количеств формальдегида и аммиака.

Полиамин является смесью трех аминопроизводных мочевины следующего строения:

H₂NCH₂NHCH₂NHCONHCH₂NHCH₂NH₂, n=m=1.

H₂NCH₂NHCH₂NHCON[CH₂NHCH₂NH₂]₂, n=1, m=2 или n=2, m=1.

[H₂NCH₂NHCH₂]₂NCON[CH₂NHCH₂NH₂]₂, n=m=2,

растворимый в воде в любых соотношениях.

Определение параметров коррозионных процессов для углеродистых сталей “3” и “20” проводили в круглодонных колбах объемом 100 см³, снабженных обратным холодильником и помещенных в водяной термостат с заданной температурой. Подготовка прямоугольных образцов сталей 3 и 20 осуществлялась по общепринятым методикам. Растворы КАС-30, использованные при коррозионных испытаниях, соответствовали требованиям ТУ 113-03-689 и имели состав, мас.%:

Карбамид 32,7

Аммиачная селитра 42,2

Вода и ингибитор коррозии Остальное

В качестве ингибитора нитратной солевой коррозии брали продукт со следующими показателями качества, мас.%:

Содержание полиамина 25,0

Содержание формальдегида 1,5

Содержание аммиака 1,2

Вода Остальное

Результаты коррозионных исследований приведены в таблице.

Из описания изобретения и таблицы видно, что по заявленному техническому решению удается достичь высокой стойкости углеродистых сталей к нитратной солевой коррозии.

Формула изобретения

1. Ингибитор нитратной солевой коррозии углеродистых сталей, включающий полиамин, формальдегид, аммиак и воду, отличающийся тем, что в качестве полиамина взят продукт общей формулы

H₂[HNCH₂NHCH₂]_nNCON[CH₂NHCH₂NH]_mH₂,

где n=1; 2, m=1; 2,

при следующем содержании компонентов, мас.%:

Полиамин 10-40

Формальдегид 0,01-4

Аммиак 0,01-3,5

Вода Остальное

2. Ингибитор по п.1, отличающийся тем, что при производстве и транспортировке минеральных удобрений его концентрация в растворе удобрения составляет 0,01-3 мас.%.