Способ получения ингибиторов кислотной коррозии
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислых, высокоминерализованных водно-солевых средах. Способ включает взаимодействие полипропиленполиаминов с карбоновыми кислотами при мольном соотношении 1:1 и температуре 140-160°С в течение 6-8 ч, алкилирование полученных амидов кислот хлористым бензилом при температуре 60-80°С и мольном соотношении амида и хлористого бензила 1:1-4 в течение 4-8 ч и использование полученного продукта в качестве активной основы в составе ингибитора кислотной коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%: активная основа 14-25, соляная кислота 15-25, изопропиловый спирт 9-15, формалин 8-14, уротропин 1-2, диспергатор (ОП-7 или ОП-10) 1-2, вода - остальное. В качестве полипропиленполиаминов используют 2,5-диметил-1,4,7-триаминогептан, 2,5,8-триметил-1,4,7,10-тетраминодекан, 5-метил-1,4,7,10-тетраминодекан или техническую смесь полиэтиленполиаминов, а в качестве карбоновых кислот используют высшие α-разветвленные монокарбоновые кислоты с атомами углерода С6-28 или олеиновую кислоту. 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, конкретно к получению ингибирующего состава на основе полиаминов 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 коррозиии 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, плохая растворимость, 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 часов. 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 полипропилен-полиаминов с карбоновыми кислотами при мольном соотношении 1:1 и температуре 140-160°С в течение 6-8 ч, алкилирование полученных амидов кислот хлористым бензилом при температуре 60-80°С и мольном соотношении амида и хлористого бензила 1:1-4 в течение 4-8 ч и использование полученного продукта в качестве активной основы в составе ингибитора кислотной коррозии, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| активная основа | 14-25 |
| соляная кислота | 15-25 |
| изопропиловый спирт | 9-15 |
| формалин | 8-14 |
| уротропин | 1-2 |
| диспергатор(ОП-7 или ОП-10) | 1-2 |
| вода | остальное |
При этом в качестве полипропиленполиаминов используют 2,5-диметил-1,4,7-триаминогептан, 2,5,8-триметил-1,4,7,10-тетраминодекан, 5-метил-1,4,7,10-тетраминодекан или техническую смесь полиэтиленполиаминов, а в качестве карбоновых кислот используют высшие α-разветвленные монокарбоновые кислоты с атомами углерода С6-28 или олеиновую кислоту.
Получение ингибиторов коррозии, работающих в кислых и водно-солевых средах достигается особенностью, заключающейся в том, что 2,5-диметил-1,4,7-триаминогептан (2,5-диметилдиэтилентриамин или диметил-ДЭТА) или 5-метил-1,4,7,10-тетраминодекан (5-метилтриэтилентетрамин или метил-ТЭТА), или 2,5,8-триметил-1,4,7,10-тетраминодекан (2,5,8-триметил-триэтилентетрамин или триметил-ТЭТА) или техническую смесь полипропиленполиаминов (ПППА) подвергают взаимодействию с высшими α-разветвленными карбоновыми или олеиновыми кислотами при 140-160°С в течение 6-8 ч с последующей реакцией с хлористым бензилом (ХБ) при 60-80°С в мольном соотношении амид: ХБ=1:1-4 в течение 4-8 ч. Полученные алкилированные ХБ амиды кислот используют в качестве активной основы в составе ингибиторов кислотной коррозии. Компоненты состава ингибиторов кислотной коррозии берут в соотношениях, вес.%:
| Активная основа | 14-25 |
| Соляная кислота | 15-25 |
| Изопропиловый спирт | 9-15 |
| Формалин | 8-14 |
| Уротропин | 1-2 |
| Диспергатор (ОП-7.0П-10) | 1-2 |
| Вода | остальное |
В качестве соляной кислоты используется 36%-ная соляная кислота, формалин - 36%-ный.
Используемые индивидуальные амины - метил-ТЭТА нами описаны в работе [см. пат. РФ 2135483, Бюл., №24 (1999)], диметил-ДЭТА, триметил-ТЭТА нами описаны в работе [см. Хим. пром., Т.80, №4, 2003, С.3-7].
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. В реактор загружают 26,2 г (0,2 моль) диметил-ДЭТА, нагревают до 90°С и дозируют 50,4 г (0,2 моль) высших изомерных кислот (ВИК) (ср. мол. вес. 252), мольное соотношение 1:1. Затем температуру постепенно поднимают до 140-145°С, выдерживают при этой температуре в течение 6 ч (выход амида 98,6%). В реакцию с ХБ берут 36,5 г (0,1 моль) амида, реакционную смесь нагревают до 60°С и дозируют 12,65 г (0,1 моль) хлористого бензила (ХБ). Смесь выдерживают в течение 4 ч. Получают 48,8 г (99,4%) продукта - алкилированного хлористым бензилом амид кислоты - активной основы ингибитора кислотной коррозии.
Пример 2. В условиях примера 1 в реактор загружают 26,2 г (0,2 моль) диметил-ДЭТА, нагревают до 90°С и дозируют 50,4 г (0,2 моль) ВИК, температуру реакционной смеси поднимают до 145°С выдерживают в течение 7 ч. Затем берут 36,5 г (0,1 моль) полученного амида, нагревают до 65°С и при этой температуре дозируют 25,3 г (0,2 моль) ХБ (при мольном соотношение амид: ХБ, равном 1:2), выдерживают в течение 5 ч. Получают 61,2 г (99,0%) продукта.
Пример 3. В условиях примера 1 в реактор загружают 32 г (0,2 моль) метил-ТЭТА, нагревают до температуры 70°С и дозируют 50,4 г (0,2 моль) ВИК, выдерживают при 150-155°С в течение 6 ч (выход 98,8%). Берут 39,4 г (0,1 моль) амида из метил-ТЭТА, нагревают до 70°С и при этой температуре дозируют 25,3 г (0,2 моль) ХБ (мольное соотношение 1:2), выдерживают при 70°С в течение 6 ч. Получают 63,4 г (98,0%) продукта.
Пример 4. В условиях примера 1 в реактор загружают 32 г (0,2 моль) метил-ТЭТА, дозируют при 80-90°С 50,4 г (0,2 моль) ВИК, выдерживают при 155-160°С 8 ч (выход амида 97,5%). В реакцию с ХБ берут 39,4 г (0,1 моль) амида, нагревают до 80°С и дозируют 37,9 г (0,3 моль) ХБ, мольное соотношение 1:3, перемешивают при 80°С в течение 7ч. Получают 73,6 г (95,3%) продукта.
Пример 5. В условиях примера 1 в реактор загружают 31,9 г (0,2 моль) ПППА, нагревают до 90°С и дозируют 54 г (0,2 моль) олеиновой кислоты, выдерживают при 145-150°С в течение 8 ч (выход амида 96,9%). Затем берут 44 г (0,1 моль) амида нагревают до 60°С и дозируют 37,9 г (0,3 моль) ХБ, мольное соотношение 1:3, выдерживают при 75-80°С в течение 7 ч. Получают 77,5 г (94,7%) продукта.
Пример 6. В условиях примеров 1 и 5 получают амид, 44 г (0,1 моль) которого помещают в реактор, нагревают до 80°С и дозируют 50,6 г (0,4 моль) ХБ, мольное соотношение 1:4, выдерживают при 80°С в течение 8 ч. Получают 85,3 г (90,2%) продукта.
Пример 7. В условиях примера 1 в реактор загружают 26,2 г (0,2 моль) диметил-ДЭТА, 25,2 г (0,2 моль) ВПК, выдерживают при 120-130°С в течение 8 ч. (Выход амида 82,6%). Затем 36,5 г (0,1 моль) полученного амида загружают в реактор, дозируют 12,65 г (0,1 моль) ХБ, мольное соотношение 1:1, смесь выдерживают при 40-50°С в течение 8 ч. Получают 38,7 г (78,8%) продукта.
Пример 8. В условиях примера 1 в реактор загружают 32,0 г (0,2 моль) метил-ТЭТА, 25,2 г (0,2 моль) ВИК, смесь выдерживают при 170-190°С в течение 3 часов. (Выход амида 84,8%). Затем берут 39,4 г (0,1 моль) амида и 37,9 г (0,3 моль) ХБ, мольное соотношение 1:3, выдерживают при 90-100°С в течение 8 ч. Получают 65,8 г (84,8%) продукта.
Пример 9. В условиях примера 1 в реактор загружают 37,6 г (0,2 моль) триметил-ТЭТА, 54,0 г (0,2 моль) олеиновой кислоты, выдерживают при 125-130°С в течение 9 ч. (Выход амида 79,3%). Затем берут 45,8 г (0,1 моль) амида и 50,6 г (0,4 моль) ХБ, мольное соотношение 1:4, выдерживают при 90-100°С в течение 3 ч. Получают 66,4 г (68,9%) продукта.
На основании полученных по примерам 1-9 продуктов - алкилированного хлористым бензилом амида кислоты - готовят ингибиторы кислотной коррозии; состав и соотношение компонентов указаны в таблице.
Примеры 1-6, при условии выдерживания заявляемых параметров процесса, подтверждают высокий выход (90,2-99,8%) алкилированных хлористым бензилом амидов кислот и высокий защитный эффект ингибиторов кислотной коррозии на этой активной основе (99,1-99,8%).
Примеры 7-9 свидетельствуют о том, что отклонение от заявляемых параметров процесса приводит к снижению выхода (68,9-84,8%) целевых продуктов и снижению защитных свойств ингибиторов кислотной коррозии (82,7-87,8%).
| №п/п | Состав ингибитора коррозии, г по примерам 1-9 | Мольное соотношение Амид:ХБ | Количество ингибитора коррозии, г на 250 мл 23% HCl | Скорость коррозии, г/м2ч | Защитный эффект, % |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | АО - 25 | 1:1 | 1,2 | 0,16 | 99,1 |
| Соляная кислота - 20 | |||||
| ИПС - 9 | |||||
| Формалин - 14 | |||||
| Уротропин - 1 | |||||
| ОП-10 - 2 | |||||
| Вода - 29 | |||||
| 2 | АО - 25 | 1:2 | 1,0 | 0,13 | 99,3 |
| Соляная кислота - 20 | |||||
| ИПС - 9 | |||||
| Формалин - 14 | |||||
| Уротропин - 1 | |||||
| ОП-10 - 2 | |||||
| Вода - 29 | |||||
| 3 | АО - 20 | 1:2 | 0,96 | 0,14 | 99,2 |
| Соляная кислота - 15 | |||||
| ИПС - 12 | |||||
| Формалин - 10 | |||||
| Уротропин - 2 | |||||
| ОП-10 - 1 | |||||
| Вода - 40 | |||||
| 4 | АО - 20 | 1:3 | 1 | 0,09 | 99,5 |
| Соляная кислота - 15 | |||||
| ИПС - 12 | |||||
| Формалин - 10 | |||||
| Уротропин - 2 | |||||
| ОП-10 - 1 | |||||
| Вода - 40 | |||||
| 5 | АО - 14 | 1:3 | 1 | 0,07 | 99,6 |
| Соляная кислота - 25 | |||||
| ИПС - 10 | |||||
| Формалин - 8 | |||||
| Уротропин - 1 | |||||
| ОП-10 - 1 | |||||
| Вода - 41 | |||||
| 6 | АО - 14 | 1:4 | 1 | 0,04 | 99,8 |
| Соляная кислота - 25 | |||||
| ИПС - 10 | |||||
| Формалин - 8 | |||||
| Уротропин - 1 | |||||
| ОП-10 - 1 | |||||
| Вода - 41 | |||||
| 7 | АО - 15 | 1:1 | 1,4 | 3,06 | 82,7 |
| Соляная кислота - 20 | |||||
| ИПС - 15 | |||||
| Формалин - 10 | |||||
| Уротропин - 2 | |||||
| ОП-10 - 2 | |||||
| Вода - 36 | |||||
| 8 | АО - 15 | 1:3 | 1 | 2,46 | 86,1 |
| Соляная кислота - 20 | |||||
| ИПС - 15 | |||||
| Формалин - 10 | |||||
| Уротропин - 2 | |||||
| ОП-10 - 2 | |||||
| Вода - 36 | |||||
| 9 | АО - 15 | 1:4 | 1 | 2,16 | 87,8 |
| Соляная кислота - 20 | |||||
| ИПС - 15 | |||||
| Формалин - 10 | |||||
| Уротропин - 2 | |||||
| ОП-10 - 2 | |||||
| Вода - 36 |
1. Способ получения ингибиторов кислотной коррозии, включающий взаимодействие полипропиленполиаминов с карбоновыми кислотами при мольном соотношении 1:1 и температуре 140-160°С в течение 6-8 ч, алкилирование полученных амидов кислот хлористым бензилом при температуре 60-80°С и мольном соотношении амида и хлористого бензила 1:1-4 в течение 4-8 ч и использование полученного продукта в качестве активной основы в составе ингибитора кислотной коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| активная основа | 14-25 |
| соляная кислота | 15-25 |
| изопропиловый спирт | 9-15 |
| формалин | 8-14 |
| уротропин | 1-2 |
| диспергатор (ОП-7 или ОП-10) | 1-2 |
| вода | остальное |
2. Способ по п.1, в котором в качестве полипропиленполиаминов используют 2,5-диметил-1,4,7-триаминогептан, 2,5,8-триметил-1,4,7,10-тетраминодекан, 5-метил-1,4,7,10-тетраминодекан или техническую смесь полиэтиленполиаминов, а в качестве карбоновых кислот используют высшие α-разветвленные монокарбоновые кислоты с атомами углерода С6-28 или олеиновую кислоту.
