Ингибитор коррозии металлов в серной, соляной и ортофосфорной кислотах

Изобретение относится к защите металлов от кислотной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано при травлении стали, титана и индия, а также для кислотных очисток оборудования. Ингибитор содержит, мас.%: n-дипентиламиносалицилаль-2-амино-4-нитрофенол 15,8-12,1, (индолил-3)уксусная кислота 10,3-15,0, 3-этил-2[5'-(3'-этилбензтиазолинилиден-2'')пентадиен-1',3'-ил]бензтиазолийиодид 25,9-32,3, уротропин 48,0-40,6. Применение ингибитора повышает степень защиты от коррозии в кислотах стали, титана и индия, а также снижает наводороживание стали. 2 табл.

 

Изобретение относится к защите металлов от кислотной коррозии с помощью ингибиторов и может применяться при травлении металлов, бурении скважин и кислотных очистках оборудования.

Известно применение уротропина для уменьшения скорости коррозии стали в соляной и серной кислотах (Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. - Л.: Химия, 1968, с.28-29). Однако при торможении коррозии в соляной и серной кислотах стали и других металлов (например, титана и индия) эффективность уротропина недостаточна. К тому же уротропин используется в весьма высоких концентрациях, достигающих 2% (т.е. исчисляемых в сотнях миллимолей на литр).

По технической сущности и полученным результатам наиболее близким к предлагаемому ингибитору является известный ингибитор, представляющий собой продукт конденсации анилина и капринового альдегида (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 более эффективно защищает сталь, чем уротропин, но степени защиты все же недостаточно велики (92,07; 95,50; 97,29% соответственно в 3,5 и 7 н. соляной кислоте). Еще ниже эффективность известного ингибитора для титана и индия. Он весьма слабо защищает сталь от наводороживания.

Техническая задача настоящего изобретения заключается в повышении степени защиты стали, титана и индия от коррозии в серной, соляной и ортофосфорной кислотах, а также степени снижения наводороживания стали.

Для того чтобы достигнуть указанного результата, в названные кислоты предлагается добавлять ингибитор, содержащий в своем составе продукт конденсации амина и альдегида, в качестве которого применяют дипентиламино-4-нитрофенол, а также (индолил-3)уксусную кислоту, 3-этил-2[5'-(3'-этилбензтиазолинилиден-2'')пентадиен-1',3'-ил]бензтиазолийиодид и уротропин.

Перечисленные вещества имеют следующее строение:

n-дипентиламиносалицилаль-2-амино-4-нитрофенол (далее азометин);

(индолил-3)уксусная кислота (далее производное уксусной кислоты);

3-этил-2[5'-(3'-этилбензтиазолинилиден-2'')пентадиен-1',3'-ил]бензтиазолийиодид (далее производное тиазола).

Указанные компоненты содержатся в составе предлагаемого ингибитора в следующих концентрациях, мас.%:

азометин 15,8-12,1
производное уксусной кислоты 10,3-15,0
производное тиазола 25,9-32,3
уротропин 48,0-40,6

При применении предлагаемого ингибитора компоненты растворяют в кислотах при энергичном перемешивании. В последнюю очередь добавляется производное тиазола, предварительно растворенного в нескольких миллилитрах этанола.

Скорость коррозии стали, титана и индия определялась как по уменьшению масс образцов металлов после травления их в чистых кислотах, а также в ингибированных кислотах, так и по объему выделившегося при травлении водорода. Наводороживание стали измерялось методом скручивания образцов на крутильной машине К-5 до их излома (измерялось число оборотов проволочного образца до разрушения).

Результаты опытов по коррозии и наводороживанию для предлагаемого ингибитора приводятся в таблице 1 и примерах. В таблице 2 содержится то же для известного ингибитора.

Пример I. В 500 мл 3 н. H2SO4 растворен ингибитор (2,5 г), содержащий (мас.%) 12,1 азометина; 15,0 производного уксусной кислоты; 32,3 производного тиазола и 40,6 уротропина. В чистую 3 н. серную кислоту помещали 3 образца стали размером 30×20×1 мм. В ингибированную кислоту также помещали 3 образца того же размера. Образцы предварительно зачищались тонкой наждачной бумагой, обезжиривались ацетоном, выдерживались в эксикаторе в течение 2 ч над прокаленным хлористым кальцием и взвешивались на аналитических весах.

При 20°C образцы выдерживались в растворе кислоты (без ингибитора и с ингибитором) 48 часов, при 90°C - в течение 0,5 часа. Точность поддержания температуры составляла ±1°C. По полученным данным по уменьшению массы образцов были рассчитаны скорости коррозии, а затем по последним определены коэффициенты торможения (γ) для ингибиторов, которые равны следующим величинам:

при 20±1°C γ=46,6

при 90±1°C γ=200

Коэффициенты торможения пересчитывались на степень защиты по уравнению

Z20=97,9%,

Z90=99,5%.

Для отдельных компонентов ингибитора получены следующие величины коэффициентов торможения:

20°C 90°C
азометин 1,7 2,5
производное уксусной кислоты 2,2 3,8
производное тиазола 2,9 4,5
уротропин 1,5 2,3

Произведение величин γ (условно теоретических) при 20°C составляет 16,3, при 90°C - 98,3. Полученные произведения превосходят экспериментально найденные значения коэффициентов соответственно в 2,9 и 2 раза. Столь значительные отличия в величинах свидетельствуют о том, что при совместном нахождении в растворе кислот компоненты ингибиторов усиливают защитное действие друг друга, т.е. приводят к появлению синергического эффекта. К тому же заключению приводит и сравнение поляризационных кривых: и анодная, и катодная поляризация в 4-компонентном растворе ингибитора примерно в 6 раз превышает величины ее, полученные в кислотах с отдельными компонентами.

В экспериментах с известным ингибитором (5 г/л) степень защиты от коррозии составляет 91%, а от наводороживания всего 5%.

Пример II. В 500 мл 7 н. HCl растворено 2,5 г 4-компонентного ингибитора того же состава, что и в примере I. В указанном растворе при 20±1°C и 90±1°C проведены опыты по измерению скорости коррозии титана. Аналогичные эксперименты проделаны в том же растворе соляной кислоты с известным ингибитором, взятым в той же концентрации, что и предлагаемый (5 г/л). Степени защиты от коррозии титана с 4-компонентным ингибитором составили 90,1% (при 20°C) и 92,9% (при 90°C), с известным - соответственно 30,1% и 41,0%.

Были выполнены измерения скорости коррозии при тех же температурах в растворах 7 н. HCl с отдельными компонентами ингибитора, концентрации которых были одинаковы с концентрациями в предлагаемом ингибиторе. В результате были получены следующие величины коэффициентов торможения:

20°C 90°C
азометин 1,7 2,3
производное уксусной кислоты 1,2 1,3
производное тиазола 1,6 1,9
уротропин 1,3 1,4

Перемножение полученных коэффициентов дает для 20°C γ=4,2, для 90°C γ=8,0 (принимаемые за теоретические величины, т.е. не учитывающие возможность взаимного усиления защитного действия компонентов). Экспериментальные γ при указанных температурах примерно в 2 раза больше (10,1 и 14,1), что позволяет сделать заключение о синергизме действия компонентов и для титана.

Пример III. При тех же условиях, что и в предыдущих примерах, но с 5 н. ортофосфорной кислотой проведены опыты с индием. Степени защиты от коррозии для индия составляют 53,9 (20°C) и 58% (90°C), что значительно превышает величины этого показателя, полученные с известным ингибитором 19,2 (20°C) и 29,5 (90°C). Для индия также наблюдается синергическое усиление защитного действия 4-компонентного ингибитора по сравнению с теоретической величиной, определяемой при перемножении коэффициентов торможения отдельных ингибиторов: для предлагаемого ингибитора γ20=2,2, γ90=2,4, в то время как для произведения величины его и при 20°C, и при 90°C почти в 2 раза меньше (соответственно 1,2 и 1,4).

Таким образом, данные, приведенные в таблицах 1 и 2, а также в примерах I-III однозначно свидетельствуют о преимуществе предлагаемого ингибитора по эффективности защиты в кислых средах для стали и особенно ярко для титана и индия. Значительно выше для предлагаемого ингибитора и степени защиты от наводороживания стали сравнительно с известным ингибитором (превосходство в несколько раз).

Дополнительные эксперименты, проведенные с ингибитором ПБ-5, широко применяемым в практике антикоррозионной защиты стали, показали существенное преимущество предлагаемого ингибитора: для первого коэффициент торможения коррозии составил 44, а для предлагаемого около 60. Кроме того, ПБ-5 коагулирует при накоплении солей железа в травильной ванне, в то время как предлагаемый остается в растворе кислоты.

Предлагаемый ингибитор может использоваться при травлении стали, титана и индия, а также при кислотных промывках оборудования, в котором имеются названные металлы.

Таблица 1
Степень защиты от коррозии стали, титана и индия, а также степень защиты от наводороживания стали предлагаемым ингибитором (концентрация, 5 г/л).
№ п/п Металл Концентрация компонентов ингибитора, мас.% Кислота, концентрация, экв/л t °C Степень защиты, %
азометин производное уксусной кислоты производное тиазола уротропин от коррозии от наводороживания
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 сталь 15,8 10,3 25,9 48,0 H2SO4, 3 20 94,6 27,3
2 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 95,5
3 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 97,9 36,9
4 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 H2SO4, 3 90 94,6
5 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 97,9
6 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 99,5
7 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 H2SO4, 5 20 98,4 39,0
8 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 99,1
9 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 99,5 46,1
10 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 -//- 90 98,0
11 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 99,3
12 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 99,7
13 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 HCl, 3 20 99,2 25,8
14 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 99,6
15 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 98,3 34,5
16 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 -//- 90 94,5
17 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 98,6
18 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 99,8
19 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 HCl, 5 20 99,3 25,8
20 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 99,8
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
21 сталь 12,1 15,0 32,3 40,6 HCl, 5 20 99,9 41,3
22 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 HCl, 5 90 95,4
23 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 96,0
24 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 99,5
25 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 HCl, 7 20 97,9
26 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 99,0
27 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 99,9
28 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 HCl, 7 90 95,0
29 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 95,4
30 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 98,0
31 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 H3PO4, 5 20 98,8
32 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 99,0
33 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 99,7
34 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 -//- 90 94,5
35 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 95,8
36 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 97,9
37 титан 15,8 10,3 25,9 48,0 H2SO4, 8 20 71,5
38 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 71,9
39 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 73,7
40 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 -//- 90 86,1
41 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 86,9
42 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 91,5
43 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 HCl, 7 20 87,3
44 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 89,9
45 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 90,1
46 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 -//- 90 89,2
47 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 91,5
48 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 HCl, 7 90 92,9
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
49 титан 15,8 10,3 25,9 48,0 H3PO4, 5 90 80,1
50 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 81,5
51 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 83,0
52 индий 15,8 10,3 25,9 48,0 H2SO4, 3 20 64,5
53 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 69,2
54 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 75,7
55 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 H2SO4, 3 90 73,7
56 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 78,0
57 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 80,7
58 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 HCl, 3 20 71,7
59 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 75,4
60 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 76,1
61 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 -//- 90 69,9
62 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 71,9
63 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 79,2
64 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 HCl, 5 20 74,5
65 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 76,9
66 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 83,3
67 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 -//- 90 67,7
68 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 69,2
69 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 78,7
70 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 H3PO4, 5 20 46,9
71 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 50,8
72 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 53,9
73 -//- 15,8 10,3 25,9 48,0 -//- 90 48,0
74 -//- 14,0 12,9 29,0 44,1 -//- 49,2
75 -//- 12,1 15,0 32,3 40,6 -//- 58,0
Таблица 2
Степень защиты от коррозии и от наводороживания для известного ингибитора (5 г/л)
№ п/п Металл Кислота,
концентрация,
экв/л
t°C Степень защиты, %
от коррозиии от наводороживания
1 2 3 4 5
1 сталь H2SO4, 3 20 91,0 5
2 -//- -//- 90 90,8
3 -//- H2SO4, 5 20 91,1 9
4 -//- -//- 90 87,7
5 -//- HCl, 3 20 92,5 3
6 -//- -//- 90 90,2
7 -//- HCl, 5 20 94,9 3
8 -//- -//- 90 90,0
9 -//- HCl, 7 20 97,3 4
10 -//- -II- 90 96,2
11 -//- Н3РО4, 5 20 90,3
12 -//- -II- 90 87,5
13 титан H2SO4, 8 20 44,3
14 -//- -//- 90 46,0
15 -//- HCl, 20 30,1
16 -//- -II- 90 41,0
17 -//- H3PO4, 5 20 36,3
18 -//- -//- 90 33,1
19 индий H2SO4, 3 20 39,0
20 -//- 90 42,9
21 H2SO4, 5 20 36,4
22 -//- 90 40,5
23 HCl, 3 20 34,5
24 -//- 90 44,8
25 HCl, 5 20 44,9
26 -//- 90 48,3
27 Н3РО4, 5 20 19,2
28 -//- 90 29,5

Ингибитор коррозии металлов в серной, соляной и ортофосфорной кислотах на основе уротропина и продукта конденсации амина и альдегида, отличающийся тем, что он дополнительно содержит (индолил-3)уксусную кислоту и 3-этил-2[5'-(3'-этилбензтиазолинилиден-2'')пентадиен-1',3'-ил]бензтиазолийиодид, а в качестве продукта конденсации n-дипентиламиносалицилаль-2-амино-4-нитрофенол при следующем соотношении компонентов, мас.%:

n-дипентиламиносалицилаль-2-амино-4-нитрофенол 15,8-12,1
(индолил-3)уксусная кислота 10,3-15,0
3-этил-2[5'-(3'-этилбензтиазолинилиден-2'')
пентадиен-1',3'-ил]бензтиазолийиодид 25,9-32,3
уротропин 48,0-40,6


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в нефтяной промышленности для защиты нефтепромыслового оборудования и для кислотной обработки буровых скважин, а также для обработки призабойной зоны нефтяных и водонагнетательных скважин.

Изобретение относится к синтезу не известных ранее N,N-диэтил-N-[изоалкоксикарбонилметил]-N-[алкилфеноксиполи(этиленокси)карбонилэтил]аммоний 2-гидроксипропионатов формулы где R1 = алкил фракции C 8-С10; R2 = изоалкил С12 , изоалкил фракции С12-С14, изоалкил С 14; n = средняя степень оксиэтилирования, равная 6, обладающие свойствами ингибиторов коррозии стали в солянокислых водных средах.

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии и может быть использовано для защиты нефте- и газопроводов, химического и нефтехимического оборудования от кислотной коррозии.

Изобретение относится к области защиты металлов от 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 при различных видах кислотной обработки изделий, оборудования и транспортировке кислот.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в кислых средах с помощью ингибиторов и может быть применено в травильных растворах и кислотных очистках оборудования.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислотах с помощью ингибиторов и может быть использовано, в частности, в нефтегазодобывающей отрасли при солянокислотных обработках призабойных зон эксплутационных и нагнетательных скважин.

Изобретение относится к области защиты металлов от углекислотной коррозии и может быть использовано, например, на нефтепромысловых и нефтеперерабатывающих производствах.
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.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано в машиностроении при травлении, в энергетике и пищевой промышленности для кислотных очисток оборудования, а также при кислотных промывках скважин.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в серной и соляной кислотах и может быть использовано в травильных растворах и кислотных очистках оборудования

Изобретение относится к защите металлов от коррозии в кислых средах с помощью ингибиторов и может быть применено в травильных растворах и кислотных очистках оборудования

Изобретение относится к области защиты металлов от углекислотной коррозии и может быть использовано, например, на нефтепромысловых и нефтеперерабатывающих производствах

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии и может быть использовано для защиты нефте- и газопроводов, химического и нефтехимического оборудования от кислотной коррозии
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты оборудования от сероводородной и углекислотной коррозии в нефтедобывающей промышленности

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в минерализованных средах, содержащих диоксид углерода, ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии трубопроводов и оборудования в нефтяной отрасли

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в серной, соляной и ортофосфорной кислотах с помощью ингибитора коррозии и может быть применено в травильных растворах, в кислотных очистках оборудования, в преобразователях ржавчины на основе ортофосфорной кислоты

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности к области защиты низколегированных и низкоуглеродистых сталей от коррозии в минерализованных водных средах, содержащих растворенный кислород и углекислый газ

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в нефтяной отрасли ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии оборудования, контактирующего с минерализованной водной фазой водно-нефтяных эмульсий, содержащих сероводород
Наверх