Водорастворимый ингибитор коррозии металлов


 


Владельцы патента RU 2528922:

Давидовская Наталья Юрьевна (RU)

Изобретение относится к составам для ингибирования коррозии и солеотложений в теплообменном оборудовании систем технического водоснабжения бытового и промышленного назначения, выполненных из черных и цветных металлов, для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и моющих средств. Водорастворимый ингибитор коррозии содержит продукт конденсации борной кислоты, диэтаноламина, моноэфира гликоля и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом C12-C22 при их мольном соотношении 1:2:(0,5-0,7):0,4 соответственно, триэтилфосфат и имидазол при следующем соотношении компонентов, мас.%: продукт конденсации борной кислоты, диэтаноламина, моноэфира гликоля и смеси жирных кислот 86,0-90,0; триэтилфосфат 2,0-4,0; имидазол 8,0-10,0. Техническим результатом изобретения является расширение ассортимента отечественных водорастворимых ингибиторов коррозии, повышение эффективности защиты от коррозии и отложения солей теплообменного оборудования из черных и цветных металлов. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

 

Изобретение относится к составам для ингибирования коррозии и солеотложений в теплообменном оборудовании систем технического водоснабжения бытового и промышленного назначения, выполненных из черных и цветных металлов, для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и моющих средств.

Известен водорастворимый ингибитор коррозии металлов, содержащий, мас.%: триполифосфат натрия - 10,0-20,0, борат этаноламина - 80,0-90,0. В качестве бората этаноламина используют продукт взаимодействия борной кислоты с моно-, ди- или триэтаноламином (RU 2355820, кл. C23F 11/14, 14/02, 20.05.2009).

Недостатком известного ингибитора является то, что он защищает от коррозии и солеотложений теплообменное оборудование, выполненное из черных металлов, и неэффективен для предотвращения коррозии цветных металлов.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является водомаслорастворимый ингибитор коррозии металлов, содержащий, мас.%: продукт конденсации борной кислоты с моноэтаноламином и смесью жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С26 при мольном соотношении 1:5:3 соответственно - 20,0-25,0, 2-гидроксиэтилметакрилат - 2,0-4,0 и растворитель - до 100. В качестве растворителя он содержит воду, низкозастывающие фракции углеводородов или минеральное масло (RU 2462539, кл. C23F 11/08, 27.09.2012).

Недостатком данного ингибитора является то, что входящий в его состав полимер - 2-гидроксиэтилметакрилат обладает высокими водопоглащением (40-80%) и набуханием в воде, что приводит к изменению структуры и состава ингибитора во времени, снижению его эффективности при защите от коррозии теплообменного оборудования из черных и цветных металлов.

Техническим результатом изобретения является расширение ассортимента отечественных водорастворимых ингибиторов коррозии, повышение эффективности защиты от коррозии и отложения солей теплообменного оборудования из черных и цветных металлов.

Данный результат достигается тем, что водорастворимый ингибитор коррозии металлов, включающий боразотсодержащее соединение, дополнительно содержит триэтилфосфат и имидазол, а в качестве боразотсодержащего соединения содержит продукт конденсации борной кислоты, диэтаноламина, моноэфира гликоля и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом C12-C22 при их мольном соотношении 1:2:(0,5-0,7):0,4 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Продукт конденсации борной кислоты,
диэтаноламина, моноэфира гликоля
и смеси жирных кислот 86,0-90,0
Триэтилфосфат 2,0-4,0
Имидазол 8,0-10,0

При этом при получении продукта конденсации в качестве моноэфира гликоля используют соединение, выбранное из группы: моноэтиловый эфир этиленгликоля, монобутиловый эфир этиленгликоля, моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, монобутиловый эфир диэтиленгликоля.

Отличительной особенностью предложенного технического решения является то, что при введении продукта конденсации борной кислоты, диэтаноламина (ДЭА), моноэфира гликоля и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом C12-C22 при их мольном соотношении 1:2:(0,5-0,7):0,4 соответственно, триэтилфлсфата (ТЭФ) и имидазола при заявленном соотношении компонентов возникает синергический эффект усиления защитных свойств ингибитора, что позволяет получить стабильный водорастворимый ингибитор с высокой степенью защиты от коррозии и солеотложений теплообменного оборудования, выполненного из черных и цветных металлов.

Использование продукта конденсации при иных соотношениях реагентов, кроме заявленных, а также введение его, ТЭФ и имидазола при иных массовых соотношениях не позволяет получить водорастворимый ингибитор с высокими защитными свойствами.

В качестве смеси жирных кислот используют высокомолекулярные жирные кислоты растительных масел (подсолнечного, кокосового, соевого, рапсового, льняного и т.д.) ряда C12-C22 или синтетические жирные кислоты (СЖК) соответствующих фракций.

Жирные кислоты выделяют из растительных масел путем расщепления триглицеридов, например омылением масла щелочью с последующей обработкой образовавшегося мыла минеральной кислотой (Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов: Справочное пособие / Под ред. М.М. Гольдберга. - М.: Химия, 1978. - С.230, 234).

Основной способ синтеза СЖК - окисление парафинов кислородом воздуха при 105-120°C и атмосферном давлении (катализатор - соединения Mn, например MnSO4, MnO2, KMnO4). Продукты окисления нейтрализуют раствором Na2CO3 и омыляют раствором NaOH; из полученных мыл кислоты выделяют обработкой H2SO4 и фракционируют / Брунштейн Б.А., Клименко В.Л., Цыркин Е.Б. Производство синтетических кислот из нефтяного сырья. - Л.: Химия, 1970. - 160 с.

В качестве моноэфира гликоля используют:

- моноэтиловый эфир этиленгликоля (этилцеллозольв) C2H5-O-CH2CH2OH по ГОСТ 8313-88;

- монобутиловый эфир этиленгликоля (бутилцеллозольв) C4H9-O-CH2CH2OH по ТУ 6-01-646-84;

- моноэтиловый эфир диэтиленгликоля (этилкарбитол) C2H5-O-CH2CH2-O-CH2CH2OH по ТУ 2422-125-05766801-2003;

- монобутиловый эфир диэтиленгликоля (бутилкарбитол) C4H9-O-CH2CH2-O-CH2CH2OH по ТУ 8-05-10-50-86.

Простые моноэфиры гликолей получают в результате реакции оксиэтилирования соответствующих спиртов при температуре 150-200°C и давлении 2-4 МПа в присутствии катализаторов (кислот, щелочей, либо цеолитов, силикагелей, алюмосиликатов).

Триэтилфосфат (Триэтиловый эфир ортофосфорной кислоты) (C2H5O)3PO является сложным эфиром этанола и фосфорной кислоты, представляет собой бесцветную, хорошо растворимую в воде жидкость с Т.кип.=216°C и относительной плотностью 1,073 г/см3.

Имидазол C3H4N2 (ТУ 6-09-37-1127-91) получают конденсацией глиоксаля с аммиаком в присутствии формальдегида. Он представляет собой бесцветные или бледно-желтые кристаллические хлопья со слабым запахом амина с температурой плавления 88,3-89,9°C и относительной плотностью 1,111 г/см3. Он хорошо растворим в воде, спирте, бензоле, плохо - в углеводородах.

Технология получения продукта конденсации заключается в следующем:

В реактор, снабженный мешалкой, насадкой Дина-Старка, обратным холодильником и термометром, при температуре 90-100°C и постоянном перемешивании загружают 210 г (2 моля) диэтаноламина (ТУ 6-09-2652-91), 61 г (1 моль) борной кислоты (ГОСТ 18704-78) и 0,5-0,7 моль моноэфира гликоля (этилцеллозольва, бутилцеллозольва, этилкарбитола или бутилкарбитола). Реакционную массу нагревают до 180-200°C и проводят реакцию конденсации в течение 45-60 мин. Затем в реактор вводят 0,4 моля смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом C12-C22 и продолжают реакцию конденсации в течение 30-40 мин при температуре 200-210°C.

Полученные продукты имеют цвет от желтого до медового, хорошо растворимы в воде, не пенятся, не образуют осадки в жесткой воде и имеют следующие характеристики:

Кинематическая вязкость при 100°C, сСт - не более 55,0.

Аминное число, мг HCl/г - не менее 42.

Зольность, % - отсутствует.

Температура вспышки в открытом тигле, °C - не ниже 200.

Для получения активной основы ингибитора 86,0-90,0 мас.% полученного продукта при постоянном перемешивании последовательно смешивают с 2,0-4,0 мас.% ТЭФ и 8,0-10,0 мас.% имидазола до получения однородного состава. Рабочая концентрация полученного ингибитора в воде составляет 1,0-3,0 мас.%.

Составы образцов предложенного водорастворимого ингибитора коррозии представлены в табл.1. Примеры 5 и 6 являются контрольными.

Испытания на коррозию образцов из углеродистой стали марки Ст.10 и цветных металлов проводили в искусственной воде на основе оборотной промышленной воды следующего состава, мг/л: CaCl2 - 294,5; NaCl2 - 36,2; Na2SO4 - 390,5; NaOH - 37,0.

Коррозионные испытания выполняли с помощью потенциостата П-5848 на вращающемся дисковом электроде при скорости движения воды 1 м/с, температуре 20°C и концентрации ингибитора 2,0 мас.% (табл.2).

Испытания на способность ингибитора предотвращать отложения солей осуществляли в ультратермостате при 60°C и выдержке в течение 7 ч. Исследования проводили в природной грунтовой воде с общей жесткостью 15,8 мг-экв/л, содержащей HCO3- - 5,5 мг-экв/л и Ca2+ - 10,3 мг-экв/л (табл.3).

Использование предложенного водорастворимого ингибитора коррозии позволит надежно защитить от коррозии и солеотложений теплообменники систем оборотного технического водоснабжения бытового и промышленного назначения, выполненные из черных и цветных металлов.

Таблица 1
Компоненты Содержание компонентов по примерам, мас.%
1 2 3 4 5 6
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА, этилцеллозольвом и смесью жирных кислот растительных масел ряда C12-C22 при мольном соотношении 1:2:0,5:0,4 86,0 85,0
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА, этилкарбитолом и смесью жирных кислот растительных масел ряда C12-C22 при мольном соотношении 1:2:0,6:0,4 88,0
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА, бутилцеллозольвом и СЖК фракции C12-C22 при мольном соотношении 1:2:0,5:0,4 90,0 91,0
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА, бутилкарбитолом и СЖК фракции C12-C22 при мольном соотношении 1:2:0,7:0,4 87,0
Триэтилфосфат 4,0 3,0 2,0 4,0 4,5 1,5
Имидазол 10,0 9,0 8,0 9,0 10,5 7,5
Таблица 2
Результаты коррозионных испытаний предложенного состава
Показатель Вода, содержащая предложенный ингибитор, по примерам Вода, содержащая ингибитор по прототипу
1 2 3 4 5 6
Скорость коррозии стали Ст.10, мА/см2 0,27 0,25 0,24 0,26 0,30 0,27 0,30-0,35
Коррозионное воздействие на металлы по потере массы при 88±2°C (336 ч), г/м2/сутки:
медь M1 0,015 0,014 0,013 0,015 0,016 0,15 0,016-0,020
латунь Л-62 0,049 0,048 0,047 0,048 0,050 0,049 0,050-0,053
припой ПОС-40-2 0,16 0,15 0,14 0,15 0,17 0,15 0,17-0,20
алюминий АК-6М2 0,08 0,07 0,05 0,07 0,10 0,08 0,08-0,10
чугун СЧ-25 0,03 0,025 0,02 0,025 0,04 0,025 0,03-0,04
сталь 20 0,031 0,030 0,029 0,030 0,032 0,030 0,032-0,04
Защитная эффективность, %, через:
7 дней 97 98 99 98 96 98 96-98
30 дней 97 98 99 98 96 98 92
3 месяца 97 98 99 98 96 98 85
Таблица 3
Степень защиты (Z) от солеотложений в природной грунтовой воде при 60°C
Среда, концентрация ингибитора, мас.% Общая жесткость, мг-экв/л HCO3- мг-экв/л Ca2+ мг-экв/л Z, %
Исходная вода 15,8 5,5 10,3 -
Прототип 0,5 13,1 4,6 8,5 83
1,0 14,5 5,0 9,5 92
2,0 15,5 5,4 10,1 98
Предложенный ингибитор 0,5 13,6 4,7 8,9 86
1,0 15,3 5,3 10,0 97
2,0 15,8 5,5 10,3 100

1. Водорастворимый ингибитор коррозии металлов, включающий боразотсодержащее соединение, отличающийся тем, что он дополнительно содержит триэтилфосфат и имидазол, а в качестве боразотсодержащего соединения содержит продукт конденсации борной кислоты, диэтаноламина, моноэфира гликоля и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом C12-C22 при их мольном соотношении 1:2:(0,5-0,7):0,4 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

продукт конденсации борной кислоты
диэтаноламина, моноэфира гликоля
и смеси жирных кислот 86,0-90,0
триэтилфосфат 2,0-4,0
имидазол 8,0-10,0

2. Водорастворимый ингибитор по п.1, отличающийся тем, что в качестве моноэфира гликоля использовано соединение, выбранное из группы: моноэтиловый эфир этиленгликоля, монобутиловый эфир этиленгликоля, моноэтиловый эфир диэтиленгликоля, монобутиловый эфир диэтиленгликоля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ингибиторам коррозии стали с кислородной деполяризацией и образования накипи на основе комплексов нитрилотрисметиленфосфоновой кислоты с цинком и предназначено, в частности, для защиты стальных частей технологического оборудования в нефтегазовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к кристаллической форме тридекагидрата тетранатрия нитрилотрисметиленфосфонатоцинката и способу ее получения, которые могут использоваться в качестве ингибитора коррозии стали для защиты стальных частей технологического оборудования в нефтегазовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для систем оборотного водоснабжения и теплоснабжения промышленных предприятий.
Изобретение относится к составам для предотвращения неорганических отложений и коррозии и может быть использовано в нефтяной промышленности, в частности в скважинах и на скважинном оборудовании.

Изобретение относится к защите стального оборудования, трубопроводов и систем водоснабжения от коррозии в водных средах. Способ включает контролирование содержания кислорода в водной среде в интервале от 0,1 до 6,0 мг/дм3 и введение в водную среду ингибитора - цинкового комплекса 1-гидроксиэтилидендифосфоновой кислоты.

Изобретение относится к способам предотвращения отложений и коррозии и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения. .

Изобретение относится к способам предотвращения отложении и коррозии и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения. .

Изобретение относится к области защиты оборудования от сероводородной и углекислотной коррозии в минерализованных водных и водонефтяных средах и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в системах оборотного водоснабжения и теплоснабжения химических, нефтехимических, энергетических и других промышленных предприятий.
Изобретение относится к области защиты от коррозии стальных изделий. .
Изобретение относится к средствам защиты металлов от коррозии в минерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, и может быть использовано при добыче, подготовке, транспортировке и переработке нефти. Ингибитор содержит жирную кислоту с числом углеродных атомов С5-С20, азотсодержащее соединение, в качестве которого используют оксиэтилированный алкил(или фенол)метилфосфит N-метилалкиламмония, являющийся продуктом взаимодействия оксиэтилированного алкил(или фенол)метилфосфита с алкиламинами, или продуктом взаимодействия первичных алифатических аминов с техническим диметилфосфитом, неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) - оксиэтилированные моноалкилфенолы и растворитель, представляющий собой смесь алифатического спирта и ароматического растворителя, при этом он дополнительно содержит продукт взаимодействия алкилзамещенных пиридинов с алкилбромидами с числом углеродных атомов C8-C16 при следующем соотношении компонентов, мас.%: жирная кислота 4-18; НПАВ 6-14; азотсодержащее соединение 3-14; продукт взаимодействия алкилзамещенных пиридинов с алкилбромидами с числом углеродных атомов C8-C16 1-6 и растворитель - остальное. Ингибитор высокоэффективен, имеет защитный эффект до 95% при дозировке 18-20 мг/л, может быть использован в условиях низких температур и имеет широкую отечественную сырьевую базу. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 19 пр.

Изобретение относится к битумным эмульсиям и может быть использовано для антикоррозионной защиты стали и в дорожном строительстве. Катионная битумная эмульсия для антикоррозионной защиты стали, включающая битум, эмульгатор КАДЭМ-ВТ, кубовой остаток ректификации бензола, соляную кислоту, пеназолин К, дополнительно содержит синергическую смесь ингибиторов коррозии из 5,6,7,8-тетрахлорхинозолина, диэтил-S-(6-хлорбензоксазолинон-2-ил-3-метил)дитиофосфата, при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 55-60; эмульгатор КАДЭМ-ВТ 2,9-4,5; кубовой остаток ректификации бензола 10-11; соляная кислота 0,6-0,8; (диэтил-S-(6-хлорбензоксазолинон-2-ил-3-метил)дитиофосфат 0,3-0,4; 5,6,7,8-тетрахлорхинозолин 0,4-0,5; пеназолин К 0,4-0,9; вода остальное. Технический результат - эмульсия позволяет уменьшить износ дорожного покрытия и защитить металлические поверхности движущегося транспорта от коррозии. 3 пр.

Изобретение относится к области защиты металлических поверхностей от биобрастания, коррозии и солеотложения и может быть использовано для защиты систем оборотного водоснабжения энергетических и нефтехимических предприятий. Состав содержит, мг/л: хлорид полигексаметиленгуагидина 1-7, оксиэтилидендифосфонатоцинкат натрия 2-10 и воду - остальное. Технический результат: повышение биоцидных характеристик состава, длительности защиты оборудования и улучшение его эксплуатационных характеристик. 1 табл., 5 пр.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для защиты металлов от сероводородной и углекислотной коррозии. Ингибитор содержит, мас.%: 2-алкилимидазолин 5,0-50,0, серосодержащий компонент 0,1-10,0, шестичленное циклическое органическое соединение 5,0-50,0, продукт взаимодействия полиамидов с уксусной кислотой 0,5-19,0, органический растворитель 4,0-83,0 и воду остальное. Технический результат: повышение эффективности защиты нефтепромыслового оборудования от сероводородной и углекислотной коррозии при высокой минерализации пластовых вод. 3 табл., 18 пр.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, с применением ингибиторов, и может быть использовано при добыче, подготовке, транспортировке и переработке нефти. Способ (варианты) включает взаимодействие оксиэтилированного спирта или оксиэтилированного моноалкилфенола с пятиокисью фосфора или хлорокисью фосфора при нагревании и последующее взаимодействие полученного продукта с аминным реагентом, причем при использовании пятиокиси фосфора оксиэтилированный спирт или оксиэтилированный моноалкилфенол и пятиокись фосфора берут при мольном соотношении 1:0,5 соответственно, при использовании хлорокиси фосфора дополнительно вводят воду и оксиэтилированный спирт или оксиэтилированный моноалкилфенол, хлорокись фосфора и воду берут при мольном соотношении 1:1:2 соответственно, а мольное соотношение полученного продукта и аминного реагента составляет 1:(0,5-2) соответственно. В вариантах способа получения в ингибитор дополнительно вводят четвертичные аммониевые соли в количестве 1,0-10,0 мас.% и ингибитор растворяют в алифатическом спирте и смеси алифатического спирта с водой или смеси алифатического спирта с ароматическим углеводородом до 20,0-70,0%-ной концентрации. Технический результат: повышение эффективности ингибитора коррозии и расширение сырьевой базы ингибиторов. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 табл., 25 пр.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, с применением ингибиторов и может быть использовано при добыче, подготовке, транспортировке и переработке нефти. Ингибитор включает продукт взаимодействия 2-алкилимидазолина с производным фосфористой кислоты (ПВ-1) или продукт взаимодействия 2-алкилимидазолина с продуктом реакции оксиэтилированных алкилфенолов, или оксиэтилированных спиртов, или оксиэтилированных жирных кислот с производным фосфористой кислоты (ПВ-2) и растворитель при следующем соотношении компонентов, мас.%: ПВ-1 или ПВ-2 20,0-70,0 и растворитель - остальное. Технический результат: создание ингибитора коррозии, эффективно защищающего от сероводородной и углекислотной коррозии при высокой минерализации пластовых вод, с температурой застывания от -45°C до -55°C и расширение сырьевой базы ингибиторов. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 13 пр.

Изобретение относится к области защиты металлов от сероводородной коррозии и наводороживания в нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для защиты стального оборудования и трубопроводов в средах с высоким содержанием сероводорода. Ингибитор содержит азотсодержащую активную основу в виде смеси третичного амина с со смесью моноалкилфосфата и диалкилфосфата, деэмульгатор в виде смеси полиэтиленгликолей и полипропиленгликолей, пеногаситель на основе органомодифицированных силиконов и органических компонентов, а также растворитель в виде изобутанола. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает повышение эффективности защитного действия ингибитора коррозии от общей коррозии и наводороживания в сероводородсодержащих средах при повышенных температурах, улучшение эксплуатационных свойств - обеспечение низких пенообразующих свойств в водных растворах этаноламинов и быстрый распад эмульсии углеводород-минерализованная вода. 7 табл.

Изобретение относится к способам предотвращения отложений минеральных солей, коррозии и может быть использовано в системах водоподготовки, где вода используется в качестве хладагента, теплоносителя, гидротранспорта. Способ предотвращения минеральных отложений и коррозии ведут путем введения в обрабатываемую среду органофосфоната. В качестве органофосфоната берут гексаметилендиаминтетраметиленфосфоновую кислоту (ГМДТФ) и ее металлосодержащие комплексонаты никеля и кобальта при мольном соотношении ГМДТФ: металлосодержащие комплексонаты никеля и кобальта 2,5:1 и мольном соотношении комплексонатов никеля и кобальта 0,75:0,25-0,25-0,75 соответственно. Технический результат - повышение эффективности ингибирования солеотложений и ингибирования коррозии в системах с высоким солесодержанием при повышенных температурах. 1 ил., 2 табл.
Наверх