Способ получения ингибиторов кислотной коррозии
Владельцы патента RU 2347852:
Открытое акционерное общество "Каустик" (ОАО "Каустик") (RU)
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислых, водно-солевых средах. Способ включает взаимодействие полиаминов с олеиновой кислотой при мольном соотношении 1:1, температуре 140-160°С в течение 3-4 ч, выдержку реакционной смеси в течение 1 ч при температуре 160-180°С, алкилирование полученного амида олеиновой кислоты хлористым бензилом при температуре 60-80°С при мольном соотношении амида и хлористого бензила 1:1-3 в течение 4-6 ч. Полученный алкилированный хлористым бензилом амид используют в качестве активной основы в составе ингибитора кислотной коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%: активная основа 15,0-20,0, спирт 10,0-40,0, уротропин 2,0-5,0, вода остальное. В качестве полиаминов используют полиэтиленполиамины или полипропилен-полиамины, а в качестве спирта - метанол, этанол, пропанол или изопропиловый спирт. Способ позволяет повысить ингибирующие свойства, удешевить и расширить сырьевую базу ингибиторов коррозии. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислых, водно-солевых средах. В частности, к способам получения ингибирующего состава на основе полиэтиленполиаминов (ПЭПА), полипропиленполиаминов (ПППА) и хлористого бензила (ХБ) и может быть использовано в химической, нефтегазодобывающей отраслях промышленности, а также в металлургии и энергетике при различных видах кислотной обработки изделий, оборудования и транспортировке кислот.
Известно применение для предотвращения коррозионного разрушения нефтепромыслового оборудования широкого ряда сложных по составу композиций - Нефтехим-3, СНПХ-6301, СНПХ-6302, СНПХ-6011, СНПХ-6014, Викор, а также смесь аминопарафинов, получаемая аминированием продукта хлорирования жидким хлором жидких парафинов С10-26 с пределами выкипания 220-345°С [патент РФ №2074170; Бюл. №6, 1997 г.].
Недостатком применения указанных ингибиторов коррозии является невысокая степень защиты металла от коррозии, плохая растворимость ингибитора в указанных выше средах.
Известны ингибиторы коррозии, получаемые аминированием бензолсульфохлорида водным раствором аммиака [патент РФ №2096523, 1997 г.].
Недостатком применения данного ингибитора является недостаточная степень защиты металла ингибитором коррозии, плохая растворимость его в указанных выше средах, многостадийность процесса его синтеза.
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является ингибитор кислотной коррозии на основе полиаминов и хлористого бензила. Способ осуществляется взаимодействием ациклических, циклических ди- и полиаминов с чередующимися между атомами азота этиленовыми, пропиленовыми или смешанными этиленовыми или пропиленовыми группами с хлористым бензилом при температуре 50-70°С в спиртовой среде в присутствии 20-23%-ного раствора соляной кислоты в течение 4-6 ч. Ингибитор может дополнительно содержать 5-30% уротропина [патент РФ №2237110, 2004 г.].
Недостатком известного ингибитора кислотной коррозии является применение полиаминов, получаемых синтезом индивидуальных аминов (в настоящее время не производятся в РФ) и дихлоралканов, с последующими стадиями нейтрализации, выделения соли, отгоном воды и дистилляцией полиаминов.
Задача изобретения - разработка способа получения ингибиторов кислотной коррозии, обеспечивающих эффективную защиту металлов газонефтепромыслового оборудования, трубопроводов от коррозии.
Технический результат при использовании изобретения выражается в повышении ингибирующих свойств, удешевлении выпускаемых продуктов и расширении сырьевой базы ингибиторов коррозии.
Вышеназванный результат достигается способом получения ингибиторов кислотной коррозии, который включает взаимодействие полиаминов с олеиновой кислотой при мольном соотношении 1:1, температуре 140-160°С в течение 3-4 ч, выдержку реакционной смеси в течение 1 ч при температуре 160-180°С, алкилирование полученного амида олеиновой кислоты хлористым бензилом при температуре 60-80°С при мольном соотношении амида и хлористого бензила 1:1-3 в течение 4-6 ч и использование полученного алкилированного хлористым бензилом амида в качестве активной основы в составе ингибитора кислотной коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| активная основа | 15,0-20,0 |
| спирт | 10,0-40,0 |
| уротропин | 2,0-5,0 |
| вода | остальное |
При этом качестве полиаминов используют полиэтиленполиамины или полипропиленполиамины, а в качестве спирта - метанол, этанол, пропанол или изопропиловый спирт.
Получение ингибиторов коррозии, работающих в кислых и водно-солевых средах, достигается особенностью, заключающейся в том, что полиэтиленполиамины (ПЭПА) или полипропиленполиамины (ПППА) подвергают взаимодействию с олеиновой кислотой при 140-160°С в мольном соотношении 1:1 в течение 3-4 ч и реакционную смесь выдерживают в течение 1 ч при 160-180°С. Полученные амиды кислот подвергают взаимодействию с хлористым бензилом при 60-80°С в мольном соотношении 1:1-3 в течение 4-6 ч, затем вводят спирт алифатического ряда C1-С3 (метанол, этанол, пропанол или изопропиловый спирт (ИПС)) и уротропин. Компоненты состава ингибиторов кислотной коррозии берут в соотношениях, мас.%:
| Активная основа (алкилированный | |
| хлористым бензилом амид) | 15,0-20,0 |
| Спирт | 10,0-40,0 |
| Уротропин | 2,0-5,0 |
| Вода | остальное |
В реакции образования амидов с олеиновой кислотой используют ПЭПА, выпускаемые по ТУ 2413-214-00203312-2002 или ПППА, описанные в работе (см. Хим. Пром., Т80, №4,2003, 3-7).
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. В реактор, снабженный перемешивающим устройством, дозирующим устройством, рубашкой теплообмена, контактным термометром, обратным холодильником, загружают 14,6 г (0,1 моль) ПЭПА (ср. мол. вес 146), нагревают до 100°С и при этой температуре дозируют 27 г (0,1 моль) олеиновой кислоты. После окончания дозировки олеиновой кислоты реакционную смесь перемешивают при 140-160°С в течение 4 ч, затем выдерживают при 170-180°С в течение 1 ч. В результате реакции амина с олеиновой кислотой выделяется эквимольное количество воды. Реакционную смесь охлаждают до 60°С и при этой температуре дозируют 12,65 г (0,1 моль) ХБ, выдерживают при 70-80°С в течение 4 ч. Получают 51 г (97,4%) продукта - активной основы ингибитора коррозии.
Полученный продукт - алкилированный хлористым бензилом амид на основе ПЭПА и олеиновой кислоты используют в качестве активной основы (АО), входящей в состав ингибиторов кислотной коррозии.
Пример 2. В условиях примера 1 в реактор загружают 16,6 г (0,1 моль) ПППА (ср. мол. вес ПППА 166), дозируют 27 г (0,1 моль) олеиновой кислоты (мольное соотношение ПППА: олеиновая кислота - 1:1). К полученному амиду дозируют 12,65 г (0,1 моль) ХБ, выдерживают при температуре 70°С в течение 4 ч. Получают 63,6 г (98,7%) продукта.
Пример 3. В условиях примера 1 в реактор загружают 14,2 г (0,1 моль) ПЭПА (ср. м. вес 142), 27 г (0,1 моль) олеиновой кислоты, нагревают при 140-160°С в течение 4 ч, затем при 70-80°С дозируют 25,3 г (0,2 моля) ХБ. (Мольное соотношение ПЭПА: олеиновая кислота - 1:1). Реакционную смесь выдерживают при 80°С в течение 5 ч (окончание реакции определяют по постоянному значению хлор-иона). Получают 61,1 г (94,5%) продукта.
Пример 4. В условиях примера 1 из 14,6 г (0,1 моля) ПЭПА (ср. м. вес 146), 27 г (0,1 моля) олеиновой кислоты получают амид (выход 98,6%). К полученному амиду дозируют при 80°С 37,9 г (0,3 моль) ХБ. Мольное соотношение амид:ХБ-1:3. Выдерживают при 80°С в течение 6 ч. Получают 68,3 г (88%) алкилированного хлористым бензилом амида.
Пример 5. В условиях примера 1 и 2 из 16,6 г ПППА и 27 г олеиновой кислоты получают амид (выход 98,8%), к которому при 70°С добавляют 25,3 г (0,2 моля) ХБ при мольном соотношении амид:ХБ-1:2. Выдерживают при 70-80°С в течение 5 ч. Получают 64,1 г (95,6%) алкилированного хлористым бензилом амида.
Пример 6. В условиях примера 1 и 2 из 16,6 г ПППА и 27 г олеиновой кислоты получают амид (выход 98,7%), к которому при 80°С дозируют 37,9 г (0,3 моля) ХБ, мольное соотношение амид:ХБ-1:3. Реакционную смесь выдерживают при 80°С в течение 6 ч. Получают 72,2 г (90,6%) продукта.
Пример 7. В условиях примера 1 смесь 14,6 г (0,1 моль) ПЭПА и 27 г (0,1 моль) олеиновой кислоты нагревают при температуре 190-200°С в течение 4 ч, затем реакционную смесь охлаждают до 40-50°С и при этой температуре дозируют 12,65 г (0,1 моль) ХБ, реакционную смесь выдерживают в течение 3 ч. Получают 43,48 г (82,9%) продукта.
Пример 8. В условиях примера 1 смесь 16,6 г (0,1 моль) ПППА, 27 г (0,1 моль) олеиновой кислоты нагревают при 125-130°С в течение 5 ч, затем добавляют 25,3 г (0,2 моля) ХБ и перемешивают при 90°С в течение 4 ч. Получают 52,6 г (78,4%) продукта.
Пример 9. На основе соединений, полученных по примерам 1-8, уротропина, спирта, воды получают ингибиторы коррозии.
Результаты испытаний составов ингибиторов кислотной коррозии на защитную активность приведены в таблице.
Примеры 1-6, при условии выдерживания заявляемых параметров процесса подтверждают высокий выход (88-98,7%) алкилированных хлористым бензилом амидов кислот и высокий защитный эффект ингибиторов коррозии (98,69-99,6%).
Примеры 7-8 свидетельствуют о том, что отклонение от заявляемых параметров процесса приводит к снижению выхода целевых продуктов и защитных свойств ингибиторов коррозии (84,2-86,21%).
| Результаты испытаний ингибиторов кислотной коррозии | ||||
| №п/п | Состав ингибитора коррозии, г | Количество ингибитора, г на 250 мл 23%-ной HCl | Скорость коррозии, г/м2 | Защитный эффект, % |
| 1 | 2 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | АО (по примеру 1) 15 | 1 | 0,28 | 98,42 |
| Пропанол 20 | ||||
| Уротропин 2 | ||||
| Вода 63 | ||||
| 2 | АО (по примеру 2) 15 | 0,96 | 0,28 | 98,69 |
| Метанол 10 | ||||
| Уротропин 2,5 | ||||
| Вода 72,5 | ||||
| 3 | АО (по примеру 3) 18 | 0,98 | 0,18 | 98,98 |
| ИПС 20 | ||||
| Уротропин 5 | ||||
| Вода 57 | ||||
| 4 | АО (по примеру 4) 18 | 1 | 0,14 | 99,2 |
| Этанол 20 | ||||
| Уротропин 5 | ||||
| Вода 57 | ||||
| 5 | АО (по примеру 5) 20 | 1 | 0,13 | 99,3 |
| Изопропиловый спирт | ||||
| (ИПС) 40 | ||||
| Уротропин 3 | ||||
| Вода 37 | ||||
| 6 | АО (по примеру 6) 20 | 1 | 0,07 | 99,6 |
| ИПС 40 | ||||
| Уротропин 3 | ||||
| Вода 37 | ||||
| 7 | АО (по примеру 7) 15 | 1 | 2,8 | 84,2 |
| ИПС 20 | ||||
| Уротропин 2 | ||||
| Вода 63 | ||||
| 8 | АО (по примеру 8) 18 | 1 | 2,45 | 86,1 |
| ИПС 10 | ||||
| Уротропин 3 | ||||
| Вода 69 |
1. Способ получения ингибиторов кислотной коррозии, включающий взаимодействие полиаминов с олеиновой кислотой при мольном соотношении 1:1, температуре 140-160°С в течение 3-4 ч, выдержку реакционной смеси в течение 1 ч при температуре 160-180°С, алкилирование полученного амида олеиновой кислоты хлористым бензилом при температуре 60-80°С при мольном соотношении амида и хлористого бензила 1:1-3 в течение 4-6 ч и использование полученного алкилированного хлористым бензилом амида в качестве активной основы в составе ингибитора кислотной коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| активная основа | 15,0-20,0 |
| спирт | 10,0-40,0 |
| уротропин | 2,0-5,0 |
| вода | остальное |
2. Способ по п.1, в котором в качестве полиаминов используют полиэтиленполиамины или полипропиленполиамины, а в качестве спирта - метанол, этанол, пропанол или изопропиловый спирт.
