СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРОВ КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ
METHOD OF ACID CORROSION INHIBITOR RECEIVING

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислых, водно-солевых средах, конкретно к получению ингибирующего состава на основе имидозолина и хлористого бензила (ХБ), которое может быть использовано в химической, нефтегазодобывающей отраслях промышленности, а также в металлургии и энергетике при различных видах кислотной обработки изделий, оборудования и транспортировке кислот.
10-26
Известно применение для предотвращения коррозионного разрушения нефтепромыслового оборудования широкого ряда сложных по составу композиций - Нефтехим-3, СНПХ-6301, СНПХ-6302, СНПХ-6011, СНПХ-6014, Викор, а также смесь аминопарафинов, получаемая аминированием продукта хлорирования жидким хлором жидких парафинов С с пределами выкипания 220-345°С [Патент РФ№2074170; Бюл. №6, 1997 г.].
Недостатком применения указанных ингибиторов коррозии является невысокая степень защиты металла от коррозии, плохая растворимость ингибитора в указанных выше средах.
Известны ингибиторы коррозии, получаемые аминированием бензолсульфохлорида водным раствором аммиака [Патент РФ №2096523]. Недостатком применения данного ингибитора является недостаточная степень защиты металла, плохая растворимость его в указанных выше средах, многостадийность процесса его синтеза.
5
28
Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения ингибитора кислотной коррозии на основе продукта алкилирования, оксиалкилирования или цианэтилирования имидазолинов, полученных взаимодействием полиэтиленполиаминов или полипропиленполаминов с высшими изомерными α-разветвленными карбоновыми кислотами фракций С-С, с последующим смешением полученного продукта (активной основы) с растворителем и диспергатором [Патент РФ №2135483, 27.08.99. Бюл. №24].
Недостатком известного способа получения ингибиторов кислотной коррозии является применение полиаминов, получаемых синтезом индивидуальных аминов (в настоящее время не производятся в РФ) и дихлоралканов, с последующими стадиями нейтрализации, выделения соли, отгоном воды и дистилляцией полиаминов.
Задача изобретения - разработка одностадийного способа получения ингибиторов кислотной коррозии, обеспечивающих эффективную защиту металлов газонефтепромыслового оборудования, трубопроводов от коррозии.
Технический результат при использовании изобретения выражается в удешевлении готового продукта, расширении сырьевой базы и ассортимента ингибиторов коррозии.
5
28
1
4
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в качестве активной основы ингибитора коррозии используют продукт алкилирования имидазолинов, полученных взаимодействием полиэтилен- или полипропиленполиаминов (ПЭПА или ПППА) с высшими изомерными α-разветвленными карбоновыми кислотами фракций С-С, а в качестве алкилирующего агента используют хлористый бензил и алкилирование имидазолинов проводят при температуре 70-85°С в течение 4-8 часов при мольном соотношении имидазолин:хлористый бензил, равном 1:1-4, выдерживанием при 80-85°С в течение 1-3 часов, с последующим добавлением алифатического спирта из ряда C-C, ортофосфорной кислоты, уротропина и воды при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Активная основа
10-25
Спирт
- 10-20
Уротропин
- 1-5
Ортофосфорная кислота
- 8-25
Вода
остальное
В качестве спирта используют метиловый, этиловый, пропиловый, изопропиловый, бутиловый, изобутиловый спирты. Способ поясняется следующими примерами.
Получение активной основы.
Пример 1. В реактор, снабженный перемешивающим устройством, дозирующим устройством, рубашкой теплообмена, контактным термометром, обратным холодильником, загружают 36,3 г (0,1 моля) имидазолина, полученного на основе ПЭПА, нагревают до 70°С и дозируют 12,65 г (0,1 моль) хлористого бензила (ХБ), перемешивают в течение 4-х часов при 70°С и 1 ч при 80°С. Получают 48,5 г (99,2%) продукта.
Пример 2. В условиях 1 примера 36,3 г (0,1 моля) имидазолина, полученного реакцией ПЭПА с высшими изомерными α-разветвленными карбоновыми кислотами (ВИК), и 25,3 г (0,2 моля) ХБ подвергают взаимодействию при температуре 75°С в течение 6 ч и 1,5 часа при 80°С. Получают 60,7 г (98,7%) продукта.
Пример 3. В условиях 1 примера 36,3 г (0,1 моля) имидазолина, полученного реакцией ПЭПА с ВИК, и 37,9 г (0,3 моля) ХБ нагревают при температуре 70-75°С в течение 6 ч и выдерживают при 80-85°С в течение 1 ч. Получают 72,4 г (97,7%) продукта.
Пример 4. В условиях примера 136,3 г (0,1 моля) имидазолина на основе ПЭПА и ВИК, 50,6 г (0,4 моля) ХБ, подвергают взаимодействию при 80°С, выдерживают в течение 6 ч, при 85°С - в течение 2 ч. Получают 78,2 г (90,1%) продукта.
Пример 5. В условиях примера 1 в реактор загружают 33,6 г (0,1 моля) имидазолина, полученного реакцией ПППА и ВИК, и 12,65 г ХБ (0,1 моля) выдерживают при температуре 75°С в течение 4 ч, при 85°С - в течение 1,5 ч. Получают 50,7 г (99,6%) продукта.
Пример 6. В условиях примера 1 и 5 38,3 г имидазолина (из ПППА и ВИК) и 25,3 г ХБ подвергают взаимодействию при 70-75°С в течение 6 ч при мольном соотношении, равном 1:3, выдерживают при температуре 85°С в течение 1 часа. Получают 62,9 г (99,0%) продукта.
Пример 7. 38,3 г (0,1 моля) имидазолина (из ПППА и ВИК) и 37,9 г (0,3 моля) ХБ, перемешивают в течение 6 ч при температуре 70-75°С, выдерживают при 80-85°С в течение 1 ч. Получают 69,6 г (91,4%) продукта.
Пример 8. В условиях примера 1 к 38,3 г (0,1 моль) имидазолина (из ПППА и ВИК) при 80°С добавляют 50,6 г (0,4 моля) ХБ выдерживают при 80-85°С в течение 8 ч. Получают 81,6 г (91,9%) продукта.
Пример 9. В условиях примера 1 смесь 36,3 г (0,1 моль) имидазолина (из ПЭПА и ВИК) и 25,3 г (0,2 моля) ХБ перемешивают при 90-100°С в течение 5 ч. Получают 51,6 г (83,8%) продукта.
Пример 10. В условиях примера 1 смесь 38,3 г (0,1 моля) имидазолина (из ПППА и ВИК) и 12,65 г (0,1 моль) ХБ перемешивают при 40-50°С в течение 5 ч. Получают 41,4 г (81,4%) продукта.
Получение ингибитора кислотной коррозии.
3
4
Пример 11. 15 г активной основы ингибиторов кислотной коррозии, 18 г изопропилового спирта (ИПС), 3 г уротропина, 20 г фосфорной кислоты (НPO) и 44 мл воды перемешивают при 20-60°С в течение 20-60 мин. В качестве активной основы используют алкилированные хлористым бензилом имидазолины по примерам 1-10.
Результаты испытаний составов ингибиторов коррозии на защитную активность приведены в таблице.
Примеры 1-8, при условии выдерживания параметров процесса, подтверждают высокий выход (98,7-99,7%) алкилированных хлористым бензилом имидазолинов и показывают защитный эффект (99,4-99,7%) при расходе ингибитора в количестве 1 г на 250 мл 23%-ной соляной кислоты.
Примеры 9-10 свидетельствуют о том, что отклонение от заявляемых в формуле изобретения параметров процесса приводит к снижению выхода целевых продуктов и защитных свойств (86,4-91,5%).
Таблица
Результаты испытаний ингибиторов кислотной коррозии
№ п/п
Состав ингибитора коррозии, г
Мольное соотношение Имидазолин:ХБ
Количество ингибитора, г на 250 мл 23%-ной HCl
Скорость коррозиии, г/м<sup>2</sup>ч
Защитный эффект, %
1
2
3
4
5
6
1
АО (по примеру 1) - 15
1:1
0,5
0,9
94,90
ИПС - 18
Уротропин - 3
Н<sub>3</sub>РО<sub>4</sub> - 20
Вода - 44
2
АО (по примеру 1) - 15
1:1
1
0,11
99,38
ИПС - 18
Уротропин - 3
Н<sub>3</sub>РО<sub>4</sub> - 20
Вода - 44
3
АО (по примеру 2) -15
1:2
1
0,10
99,43
Изобутиловый спирт - 18
Уротропин - 2
Н<sub>3</sub>РО<sub>4</sub> - 10
Вода - 55
4
АО (по примеру 3) - 18
1:3
1
0,08
99,55
Метиловый спирт - 15
Уротропин - 1,5
Н<sub>3</sub>РО<sub>4</sub> - 15,5
Вода - 50
5
АО (по примеру 4) - 15
1:4
0,5
0,48
97,28
Изопропиловый спирт - 20
Уротропин - 2
Н<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> - 15
Вода - 48
6
АО (по примеру 4) - 15
1:1
1
0,07
99,6
Изопропиловый спирт - 20
Уротропин - 2
Н<sub>3</sub>РО<sub>4</sub> - 15
Вода - 48
7
АО (по примеру 5) - 20
1:1
1
0,07
99,6
Пропиловый спирт - 10
Уротропин - 2,5
Н<sub>3</sub>РО<sub>4</sub> - 10,5
Вода - 57
1
2
3
4
5
6
8
АО (по примеру 4) - 15
1:2
1
0,05
99,7
Этиловый спирт - 18
Уротропин - 5
Н<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> - 16
Вода - 46
9
АО (по примеру 7) - 14
1:3
1
0,08
99,5
Изопропиловый спирт - 20
Уротропин - 3
Н<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> - 15
Вода - 53
10
АО (по примеру 8) - 12
1:4
1
0,10
99,4
Изопропиловый спирт - 20
Уротропин - 2
Н<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> - 10
Вода - 56
11
АО (по примеру 9) - 25
1:2
1
1,5
91,5
Изопропиловый спирт - 20
Уротропин - 3
Н<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> - 8
Вода - 44
12
АО (по примеру 10) - 10
1:1
1
2,4
86,4
Бутиловый спирт - 10
Уротропин - 1
Н<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> - 25
Вода - 54