Способ защиты стали от сероводородной коррозии



Способ защиты стали от сероводородной коррозии
Способ защиты стали от сероводородной коррозии
Способ защиты стали от сероводородной коррозии
Способ защиты стали от сероводородной коррозии

 


Владельцы патента RU 2633681:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Уфимский Институт химии Российской академии наук (УфИХ РАН) (RU)

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в сероводородных средах ингибиторами и может быть использовано для защиты от коррозии оборудования в нефтяной отрасли. Способ включает добавление в сероводородсодержащую среду ингибитора 2,5-бис[2Е(Z)-1-метилбут-2-ен-1-ил] фенил-1,4-диамина в концентрации 25-200 мг/л. Технический результат: повышение степени защиты стали от коррозии до 89,8-96,1 %. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к способу защиты металлов от коррозии в сероводородных средах ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии оборудования в нефтяной отрасли, контактирующего с сероводородсодержащих средами.

Известны способы защиты стали от коррозии в кислых средах с помощью ингибиторов на основе ароматических и гетероциклических соединений: ингибитор С-5У, состоящий из смеси производных хинолина (ТУ 6-03-7-21-79. Введ. 15.02.1980, 12 с.); ингибитор коррозии ТДА, состоящий из кубовых остатков дистиллияции толуилендиизоцианатов (ТУ 6-03-31-81. Введ. 12.03.1982, 12 с.); ингибитор КИ-1, представляющий собой смесь алкилбензилпиридина, циклического амина в виде солянокислых солей (ТУ6-01-873-76. Введ. 17.02.1966, 14 с.); ингибитор ОР-2, представляющий собой продукт взаимодействия хинолиновых оснований и хлористого бензила (ТУ 6-03-7-19-79. Введ. 13.04.1980, 13 с.); ингибитор БА-6, представляющий собой смесь N,N,N-трибензилтригидросиммтриазина и N-метилбензиаминометилена (ТУ 6-02-11-92-79. Введ. 18.02.1980, 12 с.); ингибитор 2,4,6-три-(1-метил-2-бутенил)анилина (ТУ 2458-006-20833127-2008. Введ. 18.03.2009, 13 с.).

Однако указанные ингибиторы не обладают высокой эффективностью защиты в сероводородсодержащих средах.

Ближайшим аналогом по структуре и эффективности является ингибитор ПБ-5, представляющий собой продукт конденсации анилина и уротропина в присутствии катализатора. Основное действующее начало ингибитора - полимерный продукт [-СН2-N(C6H5)-СН2-N(С6Н5)-]n. Ингибитор выпускается по ТУ 6-01-730-72. Введ. 18.02.1973, 13 с.

Недостатком указанного ингибитора является низкая его эффективность в сероводородсодержащих средах.

Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении эффективности защиты стали в сероводородсодержащих средах.

В заявленном техническом решении предложен способ защиты стали от сероводородной коррозии, включающий добавление в сероводородсодержащую среду 2,5-бис[2Е(Z)-1-метилбут-2-ен-1-ил]фенил-1,4-диамина в концентрации 25-200 мг/л.

Испытания защитного действия 2,5-бис[2Е(Z)-1-метилбут-2-ен-1-ил]фенил-1,4-диамина в качестве ингибитора коррозии стали в сероводородсодержащих средах проводили в лабораторных условиях гравиметрическим методом в соответствии с ОСТ 39-099-79 «Ингибиторы коррозии. Метод оценки эффективности защитного действия ингибиторов коррозии в нефтепромысловых сточных водах», ВНИИСПТнефть, 1980 г.

В качестве рабочих сред использовали модель сточной воды (МСВ) состава, г/л: NaCI - 111.5; CaCI2⋅6H2O - 10.8; CaSO4⋅2H2O - 0.3; MgCI2⋅6H2O - 17.00. Содержание сероводорода составляло 1100 мг/л. В качестве образцов-свидетелей использовали пластинки из стали марки 3 (ГОСТ 380-90).

Обезжиренные и высушенные до постоянного веса образцы из стали марки 3 помещали в рабочую среду на 6 часов при 20°C 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, 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/м2 ч;

p2 - скорость коррозии в ингибированной среде, г/м2 ч.

Сущность заявленного технического решения подтверждается примерами конкретного выполнения.

Пример 1

Синтез 2,5 -бис [2E(Z)-1-метилбут-2-ен-1-ил] фенил-1,4-диамина

2,5-бис[2Е(Z)-1-метилбут-2-ен-1-ил]фенил-1,4-диамин получали взаимодействием п-фенилендиамина с пипериленом в присутствии AlCl3 при температуре 190°C по следующей методике. В автоклав объемом 17 мл помещали 2 г п-фенилендиамина, 10 мл бензола, 0.8 г AlCl3 и 3.8 г пиперилена. Реакционную смесь нагревали при 190°C 8 часов, затем охлаждали до комнатной температуры, фильтровали, растворитель выпаривали в вакууме. Реакционную смесь хроматографировали на силикагеле с использованием в качестве элюента петролейный эфир - этилацетат в соотношении 1:1. Получили 0.57 г продукта с выходом 28%.

Спектр ЯМР 1Н (CDCl3, δ, м.д., Z[E]): 1.32 [1.33, 1.34] (6Н, м, Н-5', Н-5''); 1.69 [1.70, 1.68] (6Н, м, Н-4', Н-4''); 3.41 [3.42, 3.40] (2Н, м, Н-1'); 5.52 [5.51, 5.53] (4Н, м, Н-2', Н-2'', Н-3', Н-3''); 6.50 [6.46, 6.56] (2Н, с, Н-3, Н-6). Спектр ЯМР 13С (CDCl3, δ, м.д., Z[E]): 17.86 [17.87, 17.86] (С-4', С-4''); 19.57 [19.59, 19.89] (С-5', С-5''); 36.85 [37.06, 37.28] (С-1', С-1''); 112.66 [114.88, 115.52] (С-3, С-6); 124.13 [123.39, 124.17] (С-3', С-3''); 129.16 [129.31, 129.34] (С-2, С-5); 135.32 [135.29, 135.12] (С-2', С-2''); 136.54 [136.56, 136.63] (С-1, С-4). (Возможны 3 изомера по двойным связям: E[E]+E[Z]+Z[Z]).

Пример 2

Испытания эффективности защитного действия 2,5-бис[2E(Z)-1-метилбут-2-ен-1-ил] фенил-1,4-диамина в качестве ингибитора коррозии стали проводили по вышеописанной методике. В МСВ с =1100 мг/л скорость коррозии без ингибитора составляет 0.85 г/м2 ч, а в присутствии 200 мг/л 2,5-бис[2E(Z)-1-метилбут-2-ен-1-ил]фенил-1,4-диамина (далее реагента) - 0.033 г/м2ч. Степень защиты от коррозии в указанных условиях составляет 96.1%.

Пример 3

Испытания эффективности защиты от коррозии ингибитором-прототипом ПБ-5 проводили аналогично примеру 2. Скорость коррозии в МСВ составляет 0.85 г/м2ч без реагента и 0.46 г/м2ч в присутствии 200 мг/л прототипа. Степень защиты в указанных условиях составляет 45.9%.

В таблице представлены остальные примеры испытания реагента в качестве ингибитора сероводородной коррозии стали.

Результаты испытаний, приведенные в таблице, свидетельствуют о высокой эффективности предлагаемого ингибитора коррозии стали в сероводородсодержащих средах. Наиболее высокая эффективность достигается при концентрации ингибитора от 25 до 200 мг/л. При повышении концентрации ингибитора выше 200 мг/л степень защиты существенно не меняется, а при понижении его концентрации ниже 25 мг/л наблюдается резкое снижение степени защиты. В случае прототипа при концентрации 200 мг/л скорость коррозии составляет 0.46 г/м2ч, а степень защиты равна 45.9%.

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

1. Высокая степень защиты от коррозии 2,5-бис[2Е(Z)-1-метилбут-2-ен-1-ил]фенил-1,4-диамином (89.8-96.1%) по сравнению с прототипом (45.9%).

2. Снижение скорости коррозии стали в присутствии 2,5-бис[2Е(Z)-1-метилбут-2-ен-1-ил]фенил-1,4-диамина в 9.77-25.76 раза, а в присутствии прототипа - 1.85 раза.

3. Эффективными дозировками предлагаемого ингибитора являются 25-200 мг/л (степень защиты 89.8-96.1%), а в прототипе даже при дозировках 200 мг/л степень защиты не превышает 45.9%.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о высокой эффективности предлагаемого способа защиты стали от коррозии в сероводородных средах, который может найти применение в нефтяной отрасли.

Способ защиты стального оборудования от сероводородной коррозии, включающий добавление в сероводородсодержащую среду 2,5-бис[2Е(Z)-1-метилбут-2-ен-1-ил]фенил-1,4-диамина в концентрации 25-200 мг/л.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, наводороживания и развития сульфатредуцирующих бактерий (СРБ) и может быть использовано в водно-солевых средах, содержащих СРБ.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в сероводородных средах ингибиторами и может быть использовано для защиты стального оборудования в нефтяной отрасли.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии, а именно к ингибиторам коррозии и коррозионного растрескивания под напряжением (КРН) стальных трубопроводов. Ингибитор содержит компоненты при следующем соотношении, мас.

Изобретение относится к защитным консервационным материалам для противокоррозионной защиты металлических изделий от воздействия окружающей среды. Композиция содержит тормозную жидкость "Томь" и ингибитор коррозии, при этом в качестве ингибитора коррозии она содержит 3,5-динитробензоат пиперидина в количестве от более 1,5 до 3,0 мас.%.

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлов, в частности к способам получения полимерных основ для составов, обеспечивающих надежную защиту в средах, содержащих растворенный сероводород или углекислый газ, обладающих высокой сорбционной активностью по отношению к металлическим поверхностям, и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности для защиты технологического оборудования.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для защиты технологического оборудования и трубопроводов от коррозионных разрушений в водно-нефтяных средах.

Изобретение относится к области защиты металлов от атмосферной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для временной защиты от коррозии изделий из черных и цветных металлов, а также деталей машин и оборудования при их транспортировании и хранении.

Изобретение относится к области защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии, в том числе сероводородной и углекислотной, и может быть использовано в нефте- и газодобывающей промышленности.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для поддержания на тепловых электростанциях оптимального водно-химического режима ВХР пароводяного тракта, выполнения отмывки и консервации на топливосжигающих энергоблоках и парогазовых энергетических установках с обеспечением в заданных пределах величины pH рабочей среды и созданием на стенках тепловых поверхностей защитной магнетито-аминовой противокоррозионной пленки.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при организации водно-химического режима на основе комплексных аминосодержащих реагентов для пароводяного тракта энергоблока с барабанными котлами и, в частности, с котлами-утилизаторами применительно к энергоблокам с парогазовыми установками.
Наверх