Способ ингибирования коррозии металлов

Изобретение относится к ингибиторам коррозии и может быть использовано для защиты от коррозии трубопроводов и оборудования, контактирующего со сточными водами, в нефтяной отрасли промышленности. Способ включает добавление в водную среду ингибитора коррозии, при этом в качестве ингибитора коррозии используют 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилин с концентрацией 25-200 мг/л. Способ осуществляют в водных средах, различающихся по степени минерализации. Технический результат: повышение степени защиты металлов от коррозии при снижении концентрации ингибитора. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к способу защиты металлов от коррозии в минерализованных водных средах ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии трубопроводов и оборудования, контактирующего со сточными водами, в нефтяной отрасли промышленности.

Известны способы защиты стали от коррозии с помощью ингибиторов на основе ароматических и гетероциклических соединений: продукт конденсации бензиламина с уротропином (ТУ 6-02-1192-79. Ингибитор коррозии БА-6. Введ. 01.01.80. 13 с.); смесь алкилбензилпиридина и циклического амина (ТУ 6-46893387-34-90. Ингибитор коррозии КИ-1. Введ. 01.07.90. 12 с.); смесь производных толуилендиизоцианатов (ТУ 6-03-31-81. Ингибитор коррозии ТДА. Введ. 01.02.82. 13 с.); производные алкилпиридинийхлоридов (ТУ 6-01-530-70. Ингибитор коррозии Катапин Б-300. Введ. 01.01.71. 13 с.); четвертичная соль пиридиния (ТУ 6-01-11-15-72. Ингибитор коррозии КПИ-3. Введ. 01.02.73. 14 с.).

Однако указанные ингибиторы не обладают высокой эффективностью защиты в минерализованных водных средах.

Ближайшим аналогом по структуре и эффективности является ингибитор коррозии ПБ-5, представляющий собой продукт конденсации анилина и уротропина (ТУ 6-01-28-92. Ингибитор коррозии ПБ-5. Введ. 01.01.93. 11 с.)

Недостатком указанного ингибитора является низкая его эффективность в минерализованных водных средах.

Задачей настоящего изобретения является создание эффективного способа защиты металлов от коррозии в водных средах различной степени минерализации, обеспечивающего высокую степень защиты металлов от коррозии при снижении концентрации ингибитора.

Решение поставленной задачи достигается тем, что способ ингибирования коррозии металлов включает добавление в водную среду ингибитора коррозии, в качестве которого используют 2,6-ди-(2¹-циклопентен-3¹-ил)анилин. Указанный ингибитор коррозии используют с концентрацией 25-200 мг/л в водных средах, различающихся по степени минерализации.

Ингибитор 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилин формулы

получают прямым алкенилированием анилина 3-хлорциклопентеном в присутствии хлористого алюминия (Абдрахманов И.Б. Амино-перегруппировка Кляйзена и превращения орто-алкенилариламинов. - Дис. … докт. хим. наук. - Уфа: УрО БНЦ Институт химии АН СССР, 1989).

Испытания защитного действия 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилинa в качестве ингибитора коррозии стали в минерализованных водных средах проводили в лабораторных условиях гравиметрическим методом в соответствии с ГОСТ 9506-89 «Ингибиторы кислотной коррозии».

В качестве рабочих сред использовали модель сточной воды состава, г/л: NaCl - 111,5; CaCl₂·6H₂O - 10,8; CaSO₄·2H₂O - 0,3; MgCl₂·6H₂O - 6,0. В качестве образцов-свидетелей использовали образцы стали марки 3 (ГОСТ 380-90).

Обезжиренные и высушенные до постоянного веса образцы из стали 3 помещали в рабочую среду на 6 часов при 20°С с добавлением предложенного ингибитора и без него. По истечении времени выдерживания образцы тщательно промывали в струе воды, погружали на 5-10 минут в раствор щелочи и вновь промывали проточной водой и сушили до постоянного веса. Далее образцы взвешивали с точностью до 0,0002 г.

Скорость коррозии (Р), степень защиты стали от коррозии (Z) определяли в соответствии с формулами (1) и (2)

где m₁-m₂ - изменение массы, г;

S - площадь образца, м²;

t - время испытания, ч;

где p₁ - скорость коррозии в среде без ингибитора, г/м²ч;

р₂ - скорость коррозии в ингибированной среде, г/м²ч.

Сущность заявленного технического решения подтверждается примерами конкретного выполнения.

Пример 1

Синтез 2,6-ди-(2¹циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилинa

К 0,5 моля анилина в растворе 50 мл бензола добавляют 1,0 моля 3-хлорциклопентена и 0,9 моля хлористого алюминия. Полученную смесь термостатируют при температуре 130°С 5 часов. Получают 60 г (90%) 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилина - маслянистая жидкость с т.кип. 137°С. (с.227)

Найдено, %: С 84,96; Н 9,87; N 4,52; C₂₁H₃₁N.

Вычислено: С 84,85; Н 10,43; N 4,71.

ИК-спектр: 980, 1680, 3320, 3410.

Спектр ЯМР Н, (СДС1, м.д, 1, Гц): 1,25 д (9Н, 3СН₃); 1,58 д (9Н, 3СН₃); 3,23 м (3Н, 3СН); 3,42 с (2Н, NH₂); 5,38 м (6Н, 3СН=СН); 6,58 с (2Н, Аr).

Пример 2

Испытания эффективности защитного действия 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)анилина в качестве ингибитора коррозии стали проводят по вышеописанной методике.

В минерализованной водной среде скорость коррозии без ингибитора составляет 0,52 г/м²ч, а в присутствии 200 мг/л 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)анилина (далее реагента) - 0,026 г/м²ч.

Степень защиты от коррозии в указанных условиях составляет 95,0%.

Пример 3

Испытания эффективности защиты от коррозии прототипом (ингибитор ПБ-5) проводят аналогично примеру 2.

Скорость коррозии в минерализованной водной среде составляет 0,52 г/м²ч без реагента и 0,36 г/м²ч в присутствии 200 мг/л прототипа. Степень защиты в указанных условиях составляет 30,8%.

В таблице представлены остальные примеры испытания 2,6-ди-(2¹-циклопентен-3¹-ил)анилина в качестве ингибитора коррозии стали.

Результаты испытаний, приведенные в таблице, свидетельствуют о высокой эффективности предлагаемого ингибитора коррозии стали в минерализованных средах, содержащих сероводород. Наиболее высокая эффективность достигается при концентрации ингибитора от 50 до 200 мг/л (степень защиты 90,0-95,0%). При повышении концентрации ингибитора выше 200 мг/л степень защиты существенно не меняется, а при понижении его концентрации ниже 50 мг/л наблюдается резкое снижение степени защиты. В случае прототипа при концентрации 200 мг/л скорость коррозии составляет 0,36 г/м²ч и степень защиты равна 30,8%.

Таблица
Результаты испытаний 2,6-ди-(21-циклoпeнтeн-31-ил)aнилинa в качестве ингибитора коррозии
№ п/п	Дозировка, мг/л	Скорость коррозии, г/м2ч	Степень защиты, %
Контроль	-	0,52	-
2	200,0	0,026	95,0
3 прототип	200,0	0,36	30,8
4	100,0	0,032	93,8
5	50,0	0,042	91,9
6	25,0	0,052	90,0

Преимущества предлагаемого ингибитора коррозии металлов по сравнению с прототипом состоят в следующем:

- высокая степень защиты от коррозии 2,6-ди-(2¹-циклопентeн-3¹-ил)aнилинoм (90,0-95,0%) по сравнению с прототипом (30,8%).

- снижение скорости коррозии стали в присутствии 2,6-ди-(2¹ циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилинa в 10-20 раз, а в присутствии прототипа - 1,44 раза.

- эффективными дозировками предлагаемого ингибитора являются 50-200 мг/л (степень защиты 90,0-95,0%), а в прототипе даже при дозировках 200 мг/л степень защиты не превышает 49,1%.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о высокой эффективности предлагаемого способа защиты металлов от коррозии в водных средах различной степени минерализации, который может найти применение в нефтяной отрасли промышленности.

1. Способ ингибирования коррозии металлов, включающий добавление в минерализованную водную среду ингибитора коррозии, отличающийся тем, что в качестве ингибитора коррозии используют 2,6-ди-(2¹-циклопентен-3¹-ил)анилин.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный ингибитор коррозии добавляют с концентрацией 25-200 мг/л.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанный ингибитор коррозии добавляют в водную среду различной степени минерализации.