СПОСОБ ИНГИБИРОВАНИЯ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
METAL CORROSION INHIBITION METHOD

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.
1
1
Решение поставленной задачи достигается тем, что способ ингибирования коррозии металлов включает добавление в водную среду ингибитора коррозии, в качестве которого используют 2,6-ди-(2-циклопентен-3-ил)анилин. Указанный ингибитор коррозии используют с концентрацией 25-200 мг/л в водных средах, различающихся по степени минерализации.
1
1
Ингибитор 2,6-ди-(2-циклoпeнтeн-3-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).
1
1
Испытания защитного действия 2,6-ди-(2-циклoпeнтeн-3-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».
2
2
4
2
2
2
В качестве рабочих сред использовали модель сточной воды состава, г/л: NaCl - 111,5; CaCl·6HO - 10,8; CaSO·2HO - 0,3; MgCl·6HO - 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)
1
2
где m-m - изменение массы, г;
2
S - площадь образца, м;
t - время испытания, ч;
1
2
где p - скорость коррозии в среде без ингибитора, г/мч;
2
2
р - скорость коррозии в ингибированной среде, г/мч.
Сущность заявленного технического решения подтверждается примерами конкретного выполнения.
Пример 1
1
1
Синтез 2,6-ди-(2циклoпeнтeн-3-ил)aнилинa
1
1
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-(2-циклoпeнтeн-3-ил)aнилина - маслянистая жидкость с т.кип. 137°С. (с.227)
21
31
Найдено, %: С 84,96; Н 9,87; N 4,52; CHN.
Вычислено: С 84,85; Н 10,43; N 4,71.
ИК-спектр: 980, 1680, 3320, 3410.
3
3
2
Спектр ЯМР Н, (СДС1, м.д, 1, Гц): 1,25 д (9Н, 3СН); 1,58 д (9Н, 3СН); 3,23 м (3Н, 3СН); 3,42 с (2Н, NH); 5,38 м (6Н, 3СН=СН); 6,58 с (2Н, Аr).
Пример 2
1
1
Испытания эффективности защитного действия 2,6-ди-(2-циклoпeнтeн-3-ил)анилина в качестве ингибитора коррозии стали проводят по вышеописанной методике.
2
1
1
2
В минерализованной водной среде скорость коррозии без ингибитора составляет 0,52 г/мч, а в присутствии 200 мг/л 2,6-ди-(2-циклoпeнтeн-3-ил)анилина (далее реагента) - 0,026 г/мч.
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.
2
2
Скорость коррозии в минерализованной водной среде составляет 0,52 г/мч без реагента и 0,36 г/мч в присутствии 200 мг/л прототипа. Степень защиты в указанных условиях составляет 30,8%.
1
1
В таблице представлены остальные примеры испытания 2,6-ди-(2-циклопентен-3-ил)анилина в качестве ингибитора коррозии стали.
2
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/мч и степень защиты равна 30,8%.
Таблица
Результаты испытаний 2,6-ди-(2<sup>1</sup>-циклoпeнтeн-3<sup>1</sup>-ил)aнилинa в качестве ингибитора коррозии
№ п/п
Дозировка, мг/л
Скорость коррозии, г/м<sup>2</sup>ч
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:
1
1
- высокая степень защиты от коррозии 2,6-ди-(2-циклопентeн-3-ил)aнилинoм (90,0-95,0%) по сравнению с прототипом (30,8%).
1
1
- снижение скорости коррозии стали в присутствии 2,6-ди-(2циклoпeнтeн-3-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.