Ингибитор коррозии металлов в серной, соляной и ортофосфорной кислотах

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии с помощью ингибиторов и может применяться при травлении металлов и кислотных очистках оборудования в энергетике, пищевой промышленности и других производствах. Ингибитор содержит, мас.%: фурфурил-3-иод-4-аминопиридин 29,4-21,0, 2-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин 14,7-12,3 и уротропин 55,8-66,6. Применение ингибитора повышает степень защиты от коррозии в кислотах стали, цинка и марганца, а также снижает наводороживание стали. 2 табл.

 

Изобретение касается защиты металлов от кислотной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для травления в металлообрабатывающей промышленности, а также для кислотных очисток в энергетике и пищевом производстве.

Известно, что уротропин тормозит коррозию стали в серной и соляной кислотах (Алцыбеева А.И., Левин С.Е. Ингибиторы коррозии металлов. Л.: Химия, 1968, 28-29 с.). Однако как для стали, так и некоторых других металлов, например цинка и марганца, замедление коррозии недостаточно эффективно. Другой недостаток уротропина как ингибитора заключается в том, что его концентрация, необходимая для защиты стали, весьма велика, достигая 2% (т.е. исчисляется сотнями миллимолей на литр).

Наиболее близким к предлагаемому ингибитору как по технической сущности, так и достигаемому результату является известный ингибитор - продукт конденсации анилина с каприновым альдегидом (В.Г.Турбина, Н.Г.Ключников Защита от коррозии стали в соляной кислоте продуктами конденсации аминов и альдегидов в сб. статей "Ингибиторы коррозии металлов", ЦНИИ технологии судостроения, изд. "Судостроение", 1965, с.124-129).

Известный ингибитор защищает сталь лучше, чем уротропин, но степени защиты для него все же недостаточно велики, составляя 92,07; 95,50; 97,29% в 3, 5, 7 н. соляной кислоте соответственно. Еще менее эффективен ингибитор при защите цинка и марганца от коррозии и стали от наводороживания.

Задача, поставленная в данном предлагаемом изобретении, заключается в создании ингибитора кислотной коррозии не только стали, но и цинка и марганца, обладающего высокой антикоррозионной способностью по отношению к перечисленным металлам, а также проявляющим защитное действие против наводороживания стали. Положительный эффект достигается за счет взаимного усиления (синергизма) защитного действия компонентов предлагаемого ингибитора.

Для достижения названной технической задачи предлагается в серную, соляную и ортофосфорную кислоту вводить ингибитор, содержащий в своем составе уротропин, продукт конденсации амина с альдегидом - фурфурил-3-иод-4-аминопиридин, а также 2-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин.

Два последних вещества имеют соответственно следующее строение:

и

Компоненты ингибитора берутся в следующих концентрациях, мас.%:

фурфурил-3-иод-4-аминопиридин	29,4-21,0
2-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин	14,7-12,3
уротропин	55,8-66,6

Для удобства приготовления раствора сообщаются также концентрации компонентов ингибитора в г/л (в той же последовательности): 1,0-1,7; 0,5-1,0; 1,9-5,4.

При введении ингибитора в кислоты в первую очередь растворяют при перемешивании продукт конденсации, затем производное пиримидина и уротропин.

Степень защиты металлов от коррозии определялась с помощью измерения масс образцов в чистых, а также ингибированных кислотах, а также по объему выделившегося водорода.

Наводороживание стали оценивалось по числу оборотов образца до излома на крутильной машине К-5.

Результаты, полученные при испытаниях образцов стали, цинка и марганца с предлагаемым ингибитором, приводятся в таблице 1. В таблице 2 собраны данные для известного ингибитора.

Анализ результатов, приведенных в таблицах, позволяет сформулировать следующие заключения:

1. Разработанный ингибитор тормозит коррозию испытанных металлов более эффективно, чем известный, что особенно отчетливо проявляется для цинка и марганца.

2. Весьма значительно превосходство предлагаемого ингибитора над известным по наводороживанию стали.

3. В дополнительных экспериментах было показано, что предложенный ингибитор существенно превосходит широко применяемый в производственной практике ингибитор ПБ-5.Так, для последнего коэффициент торможения коррозии стали в 3 н. соляной кислоте составляет примерно 40 единиц, в то время как для предлагаемого ингибитора - более 100 единиц. Кроме того, предлагаемый ингибитор не коагулирует в кислотах при травлении трех исследованных металлов, а известный коагулирует.

Таким образом, предлагаемый ингибитор проявляет более высокую эффективность по сравнению с известным как при защите от коррозии, так и от наводороживания.

Предлагаемый ингибитор может быть рекомендован для травления стали, цинка и марганца в серной, соляной и ортофосфорной кислотах, а также при кислотных очистках оборудования, в котором имеются перечисленные металлы.

Таблица 1
Степени защиты от коррозии стали, цинка и марганца и от наводороживания стали предлагаемым ингибитором
№№ п/п	Металл	Кислота и ее концентрация, экв/л	Компонент ингибитора, мас.%	t°, C	Степень защиты Z (%)
продукт конденсации	производное пиримидина	уротропин	от коррозии	от наводороживания
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	сталь	HCl, 3	21,0	12,3	66,6	20	98,9	22,9
2	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	99,3
3	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	99,8	34,8
4	=//=	=//=	21,0	12,3	66,6	90	94,0
5	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	98,5
6	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	99,3
7	=//=	HCl, 5	21,0	12,3	66,6	20	98,1	24,5
8	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	98,8
9	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	99,9	35,8
10	=//=	=//=	21,0	12,3	66,6	90	92,5
11	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	97,8
12	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	99,6
13	=//=	HCl, 7	21,0	12,3	66,6	20	98,3	21,8
14	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	99,9
15	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	99,8	40,5
16	=//=	=//=	21,0	12,3	66,6	90	95,8
17	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	97,1
18	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	99,2
19	=//=	H2SO4, 3	21,0	12,3	66,6	20	95,5	25,1
20	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	95,9	37,9
21	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	97,5	35,9
22	=//=	=//=	21,0	12,3	66,6	90	94,9
23	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	97,9
24	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	99,6
25	=//=	H2SO4, 5	21,0	12,3	66,6	20	97,8	37,8
26	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	99,2	47,7
27	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	99,5	48,7
28	=//=	=//=	21,0	12,3	66,6	90	97,8
29	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	99,5
30	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	99,3
31	=//=	Н3PO4, 5	21,0	12,3	66,6	20	97,8
32	=//=		25,2	13,5	61,0	=//=	98,4
33	//	Н3PO4, 5	29,4	14,7	55,8	=//=	99,5
34	=//=	=//=	21,0	12,3	66,6	90	93,0
35	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	94,6
36	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	97,1
37	цинк	HCl, 1	21,0	12,3	66,6	20	96,1
38	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	99,9
39	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	100
40	=//=	=//=	21,0	12,3	66,6	90	80,3
41	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	83,8
42	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	87,1
43	=//=	HCl, 3	21,0	12,3	66,6	20	94,0
44	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	96,3
45	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	99,7
46	=//=	H2SO4, 1	21,0	12,3	66,6	90	98,0
47	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	20	100
48	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	100
49	=//=	=//=	21,0	12,3	66,6	90	85,1
50	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	88,7
51	=//=	11	29,4	14,7	55,8	=//=	90,7
52	=//=	Н2SO4, 5	21,0	12,3	66,6	20	93,4
53	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	98,9
54	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	100
55	=//=	Н3PO4, 3	21,0	12,3	66,6	20	93,0
56	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	97,2
57	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	98,7
58	=//=	Н3PO4, 5	21,0	12,3	66,6	90	80,7
59	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	83,3
60	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	87,8
61	марганец	HCl, 1	21,0	12,3	66,6	20	78,5
62	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	79,2
63	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	81,8
64	=//=	HCl, 1	21,0	12,3	66,6	90	69,4
65	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	71,1
66	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	73,8
67	=//=	H2SO4, 1	21,0	12,3	66,6	20	73,5
68	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	75,8
69	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	78,3
70	=//=	=//=	21,0	12,3	66,6	90	61,9
71	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	62,9
72	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	65,0
73	=//=	Н3PO4, 3	21,0	12,3	66,6	20	77,1
74	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	79,0
75	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	80,7
76	=//=	=//=	21,0	12,3	66,6	90	63,3
77	=//=	=//=	25,2	13,5	61,0	=//=	65,2
78	=//=	=//=	29,4	14,7	55,8	=//=	66,9

Ингибитор коррозии металлов в серной, соляной и ортофосфорной кислотах на основе уротропина и продукта конденсации амина и альдегида, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 2-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин, а в качестве продукта конденсации - фурфурил-3-иод-4-аминопиридин при следующих соотношениях компонентов, мас.%:

Фурфурил-3-иод-4-аминопиридин	29,4-21,0
2-Амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин	14,7-12,3
Уротропин	55,8-66,6