Ингибитор коррозии металлов в серной, соляной и ортофосфорной кислотах
Патент 2296816
Авторы
- Долгов Яков Петрович (RU)
- Кондратенко Таисия Сергеевна (RU)
- Кравцов Евгений Евгеньевич (RU)
- Лимонова Нино Тариэловна (RU)
- Огородникова Надежда Петровна (RU)
- Старкова Наталья Николаевна (RU)
- Стручин Егор Николаевич (RU)
Правообладатели
Классы МПК
Ингибитор коррозии металлов в серной, соляной и ортофосфорной кислотах
Иллюстрации
Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии с помощью ингибиторов и может применяться при травлении металлов и кислотных очистках оборудования в энергетике, пищевой промышленности и других производствах. Ингибитор содержит, мас.%: фурфурил-3-иод-4-аминопиридин 29,4-21,0, 2-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин 14,7-12,3 и уротропин 55,8-66,6. Применение ингибитора повышает степень защиты от коррозии в кислотах стали, цинка и марганца, а также снижает наводороживание стали. 2 табл.
Реферат
Изобретение касается защиты металлов от кислотной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для травления в металлообрабатывающей промышленности, а также для кислотных очисток в энергетике и пищевом производстве.
Известно, что уротропин тормозит коррозию стали в серной и соляной кислотах (Алцыбеева А.И., Левин С.Е. Ингибиторы коррозии металлов. Л.: Химия, 1968, 28-29 с.). Однако как для стали, так и некоторых других металлов, например цинка и марганца, замедление коррозии недостаточно эффективно. Другой недостаток уротропина как ингибитора заключается в том, что его концентрация, необходимая для защиты стали, весьма велика, достигая 2% (т.е. исчисляется сотнями миллимолей на литр).
Наиболее близким к предлагаемому ингибитору как по технической сущности, так и достигаемому результату является известный ингибитор - продукт конденсации анилина с каприновым альдегидом (В.Г.Турбина, Н.Г.Ключников Защита от коррозии стали в соляной кислоте продуктами конденсации аминов и альдегидов в сб. статей "Ингибиторы коррозии металлов", ЦНИИ технологии судостроения, изд. "Судостроение", 1965, с.124-129).
Известный ингибитор защищает сталь лучше, чем уротропин, но степени защиты для него все же недостаточно велики, составляя 92,07; 95,50; 97,29% в 3, 5, 7 н. соляной кислоте соответственно. Еще менее эффективен ингибитор при защите цинка и марганца от коррозии и стали от наводороживания.
Задача, поставленная в данном предлагаемом изобретении, заключается в создании ингибитора кислотной коррозии не только стали, но и цинка и марганца, обладающего высокой антикоррозионной способностью по отношению к перечисленным металлам, а также проявляющим защитное действие против наводороживания стали. Положительный эффект достигается за счет взаимного усиления (синергизма) защитного действия компонентов предлагаемого ингибитора.
Для достижения названной технической задачи предлагается в серную, соляную и ортофосфорную кислоту вводить ингибитор, содержащий в своем составе уротропин, продукт конденсации амина с альдегидом - фурфурил-3-иод-4-аминопиридин, а также 2-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин.
Два последних вещества имеют соответственно следующее строение:
и
Компоненты ингибитора берутся в следующих концентрациях, мас.%:
| фурфурил-3-иод-4-аминопиридин | 29,4-21,0 |
| 2-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин | 14,7-12,3 |
| уротропин | 55,8-66,6 |
Для удобства приготовления раствора сообщаются также концентрации компонентов ингибитора в г/л (в той же последовательности): 1,0-1,7; 0,5-1,0; 1,9-5,4.
При введении ингибитора в кислоты в первую очередь растворяют при перемешивании продукт конденсации, затем производное пиримидина и уротропин.
Степень защиты металлов от коррозии определялась с помощью измерения масс образцов в чистых, а также ингибированных кислотах, а также по объему выделившегося водорода.
Наводороживание стали оценивалось по числу оборотов образца до излома на крутильной машине К-5.
Результаты, полученные при испытаниях образцов стали, цинка и марганца с предлагаемым ингибитором, приводятся в таблице 1. В таблице 2 собраны данные для известного ингибитора.
Анализ результатов, приведенных в таблицах, позволяет сформулировать следующие заключения:
1. Разработанный ингибитор тормозит коррозию испытанных металлов более эффективно, чем известный, что особенно отчетливо проявляется для цинка и марганца.
2. Весьма значительно превосходство предлагаемого ингибитора над известным по наводороживанию стали.
3. В дополнительных экспериментах было показано, что предложенный ингибитор существенно превосходит широко применяемый в производственной практике ингибитор ПБ-5.Так, для последнего коэффициент торможения коррозии стали в 3 н. соляной кислоте составляет примерно 40 единиц, в то время как для предлагаемого ингибитора - более 100 единиц. Кроме того, предлагаемый ингибитор не коагулирует в кислотах при травлении трех исследованных металлов, а известный коагулирует.
Таким образом, предлагаемый ингибитор проявляет более высокую эффективность по сравнению с известным как при защите от коррозии, так и от наводороживания.
Предлагаемый ингибитор может быть рекомендован для травления стали, цинка и марганца в серной, соляной и ортофосфорной кислотах, а также при кислотных очистках оборудования, в котором имеются перечисленные металлы.
| Таблица 1 | ||||||||
| Степени защиты от коррозии стали, цинка и марганца и от наводороживания стали предлагаемым ингибитором | ||||||||
| №№ п/п | Металл | Кислота и ее концентрация, экв/л | Компонент ингибитора, мас.% | t°, C | Степень защиты Z (%) | |||
| продукт конденсации | производное пиримидина | уротропин | от коррозии | от наводороживания | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1 | сталь | HCl, 3 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 98,9 | 22,9 |
| 2 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 99,3 | |
| 3 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 99,8 | 34,8 |
| 4 | =//= | =//= | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 94,0 | |
| 5 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 98,5 | |
| 6 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 99,3 | |
| 7 | =//= | HCl, 5 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 98,1 | 24,5 |
| 8 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 98,8 | |
| 9 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 99,9 | 35,8 |
| 10 | =//= | =//= | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 92,5 | |
| 11 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 97,8 | |
| 12 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 99,6 | |
| 13 | =//= | HCl, 7 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 98,3 | 21,8 |
| 14 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 99,9 | |
| 15 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 99,8 | 40,5 |
| 16 | =//= | =//= | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 95,8 | |
| 17 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 97,1 | |
| 18 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 99,2 | |
| 19 | =//= | H2SO4, 3 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 95,5 | 25,1 |
| 20 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 95,9 | 37,9 |
| 21 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 97,5 | 35,9 |
| 22 | =//= | =//= | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 94,9 | |
| 23 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 97,9 | |
| 24 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 99,6 | |
| 25 | =//= | H2SO4, 5 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 97,8 | 37,8 |
| 26 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 99,2 | 47,7 |
| 27 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 99,5 | 48,7 |
| 28 | =//= | =//= | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 97,8 | |
| 29 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 99,5 | |
| 30 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 99,3 | |
| 31 | =//= | Н3PO4, 5 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 97,8 | |
| 32 | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 98,4 | ||
| 33 | // | Н3PO4, 5 | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 99,5 | |
| 34 | =//= | =//= | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 93,0 | |
| 35 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 94,6 | |
| 36 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 97,1 | |
| 37 | цинк | HCl, 1 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 96,1 | |
| 38 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 99,9 | |
| 39 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 100 | |
| 40 | =//= | =//= | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 80,3 | |
| 41 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 83,8 | |
| 42 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 87,1 | |
| 43 | =//= | HCl, 3 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 94,0 | |
| 44 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 96,3 | |
| 45 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 99,7 | |
| 46 | =//= | H2SO4, 1 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 98,0 | |
| 47 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | 20 | 100 | |
| 48 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 100 | |
| 49 | =//= | =//= | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 85,1 | |
| 50 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 88,7 | |
| 51 | =//= | 11 | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 90,7 | |
| 52 | =//= | Н2SO4, 5 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 93,4 | |
| 53 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 98,9 | |
| 54 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 100 | |
| 55 | =//= | Н3PO4, 3 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 93,0 | |
| 56 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 97,2 | |
| 57 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 98,7 | |
| 58 | =//= | Н3PO4, 5 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 80,7 | |
| 59 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 83,3 | |
| 60 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 87,8 | |
| 61 | марганец | HCl, 1 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 78,5 | |
| 62 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 79,2 | |
| 63 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 81,8 | |
| 64 | =//= | HCl, 1 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 69,4 | |
| 65 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 71,1 | |
| 66 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 73,8 | |
| 67 | =//= | H2SO4, 1 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 73,5 | |
| 68 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 75,8 | |
| 69 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 78,3 | |
| 70 | =//= | =//= | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 61,9 | |
| 71 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 62,9 | |
| 72 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 65,0 | |
| 73 | =//= | Н3PO4, 3 | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 20 | 77,1 | |
| 74 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 79,0 | |
| 75 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 80,7 | |
| 76 | =//= | =//= | 21,0 | 12,3 | 66,6 | 90 | 63,3 | |
| 77 | =//= | =//= | 25,2 | 13,5 | 61,0 | =//= | 65,2 | |
| 78 | =//= | =//= | 29,4 | 14,7 | 55,8 | =//= | 66,9 |
Ингибитор коррозии металлов в серной, соляной и ортофосфорной кислотах на основе уротропина и продукта конденсации амина и альдегида, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 2-амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин, а в качестве продукта конденсации - фурфурил-3-иод-4-аминопиридин при следующих соотношениях компонентов, мас.%:
| Фурфурил-3-иод-4-аминопиридин | 29,4-21,0 |
| 2-Амино-4-изопропиламино-6-хлорпиримидин | 14,7-12,3 |
| Уротропин | 55,8-66,6 |