Способ получения ингибиторов кислотной коррозии

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислых, водно-солевых средах и может быть использовано в химической, нефтегазодобывающей отраслях промышленности, а также в металлургии и энергетике. Способ включает взаимодействие полиэтиленполиамина ПЭПА или полипропиленполиамина ПППА с хлористым бензилом ХБ и использование продукта взаимодействия в качестве активной основы ингибитора, при этом взаимодействие ПЭПА или ПППА с ХБ осуществляют в присутствии обессоленной воды сначала при температуре 45-50°С в течение 0,5 ч, затем при температуре 65-70°С при мольном соотношении (ПЭПА или ПППА):ХБ, равном 1:(1-3), в течение 2-5 ч и выдержкой при перемешивании в течение 1-3 ч при 80-85°С с последующей дозировкой при температуре 70-75°С изопропилового спирта или без него и водного раствора уротропина и неонола, предварительно приготовленного путем растворения уротропина и неонола в обессоленной воде при температуре окружающей среды в течение 0,5-1,0 ч, выдержкой реакционной массы при интенсивном перемешивании при температуре 65-70°С в течение 1 ч с получением ингибитора, содержащего, мас.%: активная основа 12-22, изопропиловый спирт 0-30, уротропин 5-12, неонол 3-7, вода - остальное. Технический результат: повышение ингибирующих свойств, удешевление выпускаемых продуктов и расширение сырьевой базы ингибиторов. 1 табл.

 

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислых, водно-солевых средах, а именно к получению ингибирующего состава на основе полиэтиленполиаминов (ПЭПА), полипропиленполиаминов (ПППА) и хлористого бензила (ХБ), которое 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 С_10-26 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 ингибитор коррозии, получаемые аминированием бензолсульфохлорида водным раствором аммиака [Патент РФ №2096523, 1997 г.].

Недостатком данного ингибитора является невысокая степень защиты металла, 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 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 одностадийного способа получения ингибитора кислотной коррозии, обеспечивающих эффективную защиту металлов газонефтепромыслового оборудования, трубопроводов от коррозии, повышение эффективности защиты металлов от коррозии.

Технический результат при использовании изобретения выражается в удешевлении готового продукта, расширении сырьевой базы и ассортимента ингибиторов коррозии.

Вышеназванный результат получения ингибитора кислотной коррозии, работающих в кислых и водно-солевых средах, достигается особенностью, заключающейся в том, что полиэтиленполиамины (ПЭПА) или полипропиленполиамины (ПППА) подвергают взаимодействию с хлористым бензилом в присутствии обессоленной воды сначала при 45-50°С в течение 0,5 ч, затем при 65-70°С при мольном соотношении (ПЭПА или ПППА):ХБ, равном 1:(1-3), в течение 1,5-5 ч и выдержкой при перемешивании в течение 1-3 ч при 80-85°С с последующей дозировкой при температуре 70-75°С изопропилового спирта или без него и водного раствора уротропина и неонола, предварительно приготовленного путем растворения уротропина и неонола в обессоленной воде при температуре окружающей среды в течение 0,5-1,0 ч, выдержкой реакционной массы при интенсивном перемешивании при температуре 65-70°С в течение 1 ч с получением ингибитора кислотной коррозии, содержащего компоненты при следующем соотношении, мас.%:

Активная основа	12-22
Изопропиловый спирт	0-30
Уротропин	5-12
Неонол	3-7
Вода	остальное

В качестве ПЭПА используют технические смеси ПЭПА с молекулярной массой 132,5-159,5 (средние ПЭПА). В качестве ПППА -технические смеси ПППА с молекулярной массой 131-188 (средние ПППА).

Техническая смесь ПЭПА синтезируется на Стерлитамакском ОАО «Каустик», а техническая смесь ПППА - см. «Хим. пром.», 2003 г., Т.80, №4, с.3-7; патент РФ №2226199; Бюл. №9, 2004 г.

Способ получения ингибитора кислотной коррозии подтверждается следующими примерами.

Пример 1. В реактор, снабженный перемешивающим устройством, дозирующим устройством, рубашкой теплообмена, контактным термометром, обратным холодильником загружают 13,25 г ПЭПА (0,1 моль) (средний молекулярный вес 132,5, состав, мас.%: H₂O 0,15; этилендиамин (ЭДА) 10,2; диэтилентриамин (ДЭТА) 28,3; N,β-аминоэтилпиперазин (N,β-АЭП) 2,8; триэтилентетрамин (ТЭТА) 26,8); тетраэтиленпентамин (ТЭПА) 19,9; пентаэтиленгексамин (ПЭГА) 9,6) и 3 г обессоленной воды. Реакционную массу перемешивают при температуре 45-50°С в течение 0,5 ч. Далее дозируют 25,3 г (0,2 моль) ХБ в мольном соотношении ПЭПА:ХБ, равном 1:2, при температуре 70°С в течение 1,5 часов. Выдерживают реакционную массу при 80-85°С в течение 1,5 часов при интенсивном перемешивании. Затем в реактор при температуре 70°С дозируют изопропиловый спирт и предварительно приготовленный водный раствор уротропина и неонола, полученный путем растворения при комнатной температуре в 40,1 г обессоленной воды 12,0 г уротропина и 7,0 г неонола. Реакционную смесь перемешивают при температуре 70°С в течение 1 часа. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 2. В условиях примера 1 в реактор загружают 13,1 г ПППА (0,1 моль) (средний молекулярный вес 131, состав, мас.%: Н₂О 0,6; 1,2-пропилендиамин (1,2-ДАП) 10,6; дипропилентриамин (ДПТА) 25,8; N,β-аминопропил-2,5-диметилпиперазин (N,β-АПП) 2,0; трипропилентетрамин (ТПТА) 22,0; тетрапропиленпентамин (ТППА) 10,2; пентапропиленгексамин (ППГА) 6,3) и 3 г обессоленной воды. Реакционную массу перемешивают при температуре 45-50°С в течение 0,5 ч. Далее дозируют 25,3 г (0,2 моль) ХБ в мольном соотношении ПППА:ХБ, равном 1:2 при температуре 65°С в течение 3 часов с последующей выдержкой реакционной смеси при 80-85°С в течение 1,5 часов при интенсивном перемешивании. Затем в реактор при температуре 70°С дозируют предварительно приготовленный водный раствор уротропина и неонола. Реакционную смесь перемешивают при температуре 65°С в течение 1 часа. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 3. В условиях примера 1 в реактор загружают 15,95 г ПЭПА (0,1 моль) (средний молекулярный вес 159,5 состав, мас.%: Н₂О 0,1; ЭДА 7,4; ДЭТА 23,6; N,β-АЭП 9,8; ТЭТА 33,9; ТЭПА 20,6; ПЭГА 12,8) и 8 г обессоленной воды. Реакционную массу перемешивают при температуре 45-50°С в течение 0,5 ч. Далее дозируют 25,3 г (0,2 моль) ХБ в мольном соотношении ПЭПА:ХБ, равном 1:2, при температуре 67°С в течение 3 часов с последующей выдержкой реакционной смеси при 80-85°С в течение 2 часов при интенсивном перемешивании. Затем в реактор при температуре 75°С дозируют изопропиловый спирт и предварительно приготовленный водный раствор уротропина и неонола. Реакционную смесь перемешивают при температуре 70°С в течение 1 часа. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 4. В условиях примера 1 в реактор загружают 18,8 г ПППА (0,1 моль) (средний молекулярный вес 188 состав, мас.%: Н₂О 0,5; 1,2-ДАП 12,7; ДПТА 27,4; N,β-АПП 4,5; ТПТА 29,8; ТППА 18,7; ППГА 10,8) и 15 г обессоленной воды. Реакционную массу перемешивают при температуре 45-50°С в течение 0,5 ч. Далее дозируют 37,97 г (0,3 моль) ХБ в мольном соотношении ПППА:ХБ, равном 1:3, при температуре не выше 70°С в течение 5 часов с последующей выдержкой реакционной смеси при 80-85°С в течение 2 часов при интенсивном перемешивании. Затем в реактор при температуре 75°С дозируют изопропиловый спирт и предварительно приготовленный водный раствор уротропина и неонола. Реакционную смесь перемешивают при температуре 70°С в течение 1 часа. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 5. В условиях примера 1 в реактор загружают 15,95 г ПППА (0,1 моль) (средний молекулярный вес 159,5 состав, мас.%: Н₂О 0,7; 1,2-ДАП 12,2; ДПТА 29,6; N,β-АПП 3,0; ТПТА 20,6; ТППА 17,6; ППГА 9,2) и 3 г обессоленной воды. Реакционную массу перемешивают при температуре 45-50°С в течение 0,5 ч. Далее дозируют 12,65 г (0,1 моль) ХБ в мольном соотношении ПППА:ХБ, равном 1:2, при температуре не выше 70°С в течение 2 часов с последующей выдержкой реакционной смеси при 80-85°С в течение 3-часов при интенсивном перемешивании. Затем в реактор при температуре 75°С дозируют предварительно приготовленный водный раствор уротропина и неонола. Реакционную смесь перемешивают при температуре 70°С в течение 1 часа. Результаты испытаний приведены в таблице.

Таблица- Результаты испытаний ингибитора кислотной коррозии
(Испытуемая среда - 27%-ный водный раствор соляной кислоты.)
№п/п	Состав ингибитора кислотной коррозии (вес.%)	Количество введенного ингибитора, г	Продолжительность испытаний, час	Скорость коррозии, г/м2ч	Защитный эффект, %
1	2	3	4	5	6
1	Активная основа - 15	0,25		0,29	98,36
	Изопропиловый спирт - 18	0,5		0,24	98,64
	Уротропин - 5	1,0	24	0,20	98,87
	Неонол - 4	1,2		0,16	99,09
	Вода - 58	1,5		0,07	99,60
2	Активная основа - 12	0,25		0,24	98,64
	Изопропиловый спирт - 0			0,22	98,75
	Уротропин - 12	1,0		0,20	98,87
	Неонол - 7	1,2	24	0,14	99,20
	Вода - 69	1,5		0,04	99,77
3	Активная основа - 22	0,25		0,52	97,05
	Изопропиловый спирт - 30	0,5	720	0,38	97,85
	Уротропин - 12	1,0		022	98,75
	Неонол - 3	1,2		0,26	98,53
	Вода - 33	1,5		0,24	98,64
4	Активная основа - 18	0,25		0,28	98,41
	Изопропиловый спирт - 15	0,5		0,24	98,64
	Уротропин - 8	1,0	720	0,22	98,75
	Неонол - 7	1,2		0,14	99,20
	Вода - 52	1,5		0,04	99,77
5	Активная основа - 20	0,25		0,24	98,63
	Изопропиловый спирт -20	0,5		0,22	98,75
	Уротропин - 7	1,0	24	0,20	98,86
	Неонол - 6	1,2		0,14	99,20
	Вода - 47	1,5		0,06	99,66

Способ получения ингибитора кислотной коррозии, включающий взаимодействие полиэтиленполиамина (ПЭПА) или полипропиленполиамина (ПППА) с хлористым бензилом (ХБ) и использование продукта взаимодействия в качестве активной основы ингибитора, отличающийся тем, что взаимодействие ПЭПА или ПППА с хлористым бензилом осуществляют в присутствии обессоленной воды сначала при температуре 45-50°С в течение 0,5 ч, затем при температуре 65-70°С при мольном соотношении (ПЭПА или ПППА):ХБ, равном 1:(1-3), в течение 1,5-5,0 ч и выдержкой при перемешивании в течение 1-3 ч при 80-85°С с последующей дозировкой при температуре 70-75°С изопропилового спирта или без него и водного раствора уротропина и неонола, предварительно приготовленного путем растворения уротропина и неонола в обессоленной воде при температуре окружающей среды в течение 0,5-1,0 ч, выдержкой реакционной массы при интенсивном перемешивании при температуре 65-70°С в течение 1 ч с получением ингибитора кислотной коррозии, содержащего компоненты при следующем соотношении, мас.%:

активная основа	12-22
изопропиловый спирт	0-30
уротропин	5-12
неонол	3-7
вода	остальное