Способ получения ингибиторов кислотной коррозии

Способ получения ингибиторов кислотной коррозии

Реферат

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислых, водно-солевых средах. В частности, к способам получения ингибирующего состава на основе полиэтиленполиаминов (ПЭПА), полипропиленполиаминов (ПППА) и хлористого бензила (ХБ) и может быть использовано в химической, нефтегазодобывающей отраслях промышленности, а также в металлургии и энергетике при различных видах кислотной обработки изделий, оборудования и транспортировке кислот.

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_10-26 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, 1997 г.].

Недостатком применения данного ингибитора является недостаточная степень защиты металла ингибитором коррозии, плохая растворимость его в указанных выше средах, многостадийность процесса его синтеза.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является ингибитор кислотной коррозии на основе полиаминов и хлористого бензила. Способ осуществляется взаимодействием ациклических, циклических ди- и полиаминов с чередующимися между атомами азота этиленовыми, пропиленовыми или смешанными этиленовыми или пропиленовыми группами с хлористым бензилом при температуре 50-70°С в спиртовой среде в присутствии 20-23%-ного раствора соляной кислоты в течение 4-6 ч. Ингибитор может дополнительно содержать 5-30% уротропина [патент РФ №2237110, 2004 г.].

Недостатком известного ингибитора 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 способа получения ингибиторов кислотной коррозии, обеспечивающих эффективную защиту металлов газонефтепромыслового оборудования, трубопроводов от коррозии.

Технический результат при использовании изобретения выражается в повышении ингибирующих свойств, удешевлении выпускаемых продуктов и расширении сырьевой базы ингибиторов коррозии.

Вышеназванный результат достигается способом получения ингибиторов кислотной коррозии, который включает взаимодействие полиаминов с олеиновой кислотой при мольном соотношении 1:1, температуре 140-160°С в течение 3-4 ч, выдержку реакционной смеси в течение 1 ч при температуре 160-180°С, алкилирование полученного амида олеиновой кислоты хлористым бензилом при температуре 60-80°С при мольном соотношении амида и хлористого бензила 1:1-3 в течение 4-6 ч и использование полученного алкилированного хлористым бензилом амида в качестве активной основы в составе ингибитора кислотной коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%:

активная основа	15,0-20,0
спирт	10,0-40,0
уротропин	2,0-5,0
вода	остальное

При этом качестве полиаминов используют полиэтиленполиамины или полипропиленполиамины, а в качестве спирта - метанол, этанол, пропанол или изопропиловый спирт.

Получение ингибиторов коррозии, работающих в кислых и водно-солевых средах, достигается особенностью, заключающейся в том, что полиэтиленполиамины (ПЭПА) или полипропиленполиамины (ПППА) подвергают взаимодействию с олеиновой кислотой при 140-160°С в мольном соотношении 1:1 в течение 3-4 ч и реакционную смесь выдерживают в течение 1 ч при 160-180°С. Полученные амиды кислот подвергают взаимодействию с хлористым бензилом при 60-80°С в мольном соотношении 1:1-3 в течение 4-6 ч, затем вводят спирт алифатического ряда C₁-С₃ (метанол, этанол, пропанол или изопропиловый спирт (ИПС)) и уротропин. Компоненты состава ингибиторов кислотной коррозии берут в соотношениях, мас.%:

Активная основа (алкилированный
хлористым бензилом амид)	15,0-20,0
Спирт	10,0-40,0
Уротропин	2,0-5,0
Вода	остальное

В реакции образования амидов с олеиновой кислотой используют ПЭПА, выпускаемые по ТУ 2413-214-00203312-2002 или ПППА, описанные в работе (см. Хим. Пром., Т80, №4,2003, 3-7).

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. В реактор, снабженный перемешивающим устройством, дозирующим устройством, рубашкой теплообмена, контактным термометром, обратным холодильником, загружают 14,6 г (0,1 моль) ПЭПА (ср. мол. вес 146), нагревают до 100°С и при этой температуре дозируют 27 г (0,1 моль) олеиновой кислоты. После окончания дозировки олеиновой кислоты реакционную смесь перемешивают при 140-160°С в течение 4 ч, затем выдерживают при 170-180°С в течение 1 ч. В результате реакции амина с олеиновой кислотой выделяется эквимольное количество воды. Реакционную смесь охлаждают до 60°С и при этой температуре дозируют 12,65 г (0,1 моль) ХБ, выдерживают при 70-80°С в течение 4 ч. Получают 51 г (97,4%) продукта - активной основы ингибитора коррозии.

Полученный продукт - алкилированный хлористым бензилом амид на основе ПЭПА и олеиновой кислоты используют в качестве активной основы (АО), входящей в состав ингибиторов кислотной коррозии.

Пример 2. В условиях примера 1 в реактор загружают 16,6 г (0,1 моль) ПППА (ср. мол. вес ПППА 166), дозируют 27 г (0,1 моль) олеиновой кислоты (мольное соотношение ПППА: олеиновая кислота - 1:1). К полученному амиду дозируют 12,65 г (0,1 моль) ХБ, выдерживают при температуре 70°С в течение 4 ч. Получают 63,6 г (98,7%) продукта.

Пример 3. В условиях примера 1 в реактор загружают 14,2 г (0,1 моль) ПЭПА (ср. м. вес 142), 27 г (0,1 моль) олеиновой кислоты, нагревают при 140-160°С в течение 4 ч, затем при 70-80°С дозируют 25,3 г (0,2 моля) ХБ. (Мольное соотношение ПЭПА: олеиновая кислота - 1:1). Реакционную смесь выдерживают при 80°С в течение 5 ч (окончание реакции определяют по постоянному значению хлор-иона). Получают 61,1 г (94,5%) продукта.

Пример 4. В условиях примера 1 из 14,6 г (0,1 моля) ПЭПА (ср. м. вес 146), 27 г (0,1 моля) олеиновой кислоты получают амид (выход 98,6%). К полученному амиду дозируют при 80°С 37,9 г (0,3 моль) ХБ. Мольное соотношение амид:ХБ-1:3. Выдерживают при 80°С в течение 6 ч. Получают 68,3 г (88%) алкилированного хлористым бензилом амида.

Пример 5. В условиях примера 1 и 2 из 16,6 г ПППА и 27 г олеиновой кислоты получают амид (выход 98,8%), к которому при 70°С добавляют 25,3 г (0,2 моля) ХБ при мольном соотношении амид:ХБ-1:2. Выдерживают при 70-80°С в течение 5 ч. Получают 64,1 г (95,6%) алкилированного хлористым бензилом амида.

Пример 6. В условиях примера 1 и 2 из 16,6 г ПППА и 27 г олеиновой кислоты получают амид (выход 98,7%), к которому при 80°С дозируют 37,9 г (0,3 моля) ХБ, мольное соотношение амид:ХБ-1:3. Реакционную смесь выдерживают при 80°С в течение 6 ч. Получают 72,2 г (90,6%) продукта.

Пример 7. В условиях примера 1 смесь 14,6 г (0,1 моль) ПЭПА и 27 г (0,1 моль) олеиновой кислоты нагревают при температуре 190-200°С в течение 4 ч, затем реакционную смесь охлаждают до 40-50°С и при этой температуре дозируют 12,65 г (0,1 моль) ХБ, реакционную смесь выдерживают в течение 3 ч. Получают 43,48 г (82,9%) продукта.

Пример 8. В условиях примера 1 смесь 16,6 г (0,1 моль) ПППА, 27 г (0,1 моль) олеиновой кислоты нагревают при 125-130°С в течение 5 ч, затем добавляют 25,3 г (0,2 моля) ХБ и перемешивают при 90°С в течение 4 ч. Получают 52,6 г (78,4%) продукта.

Пример 9. На основе соединений, полученных по примерам 1-8, уротропина, спирта, воды получают ингибиторы коррозии.

Результаты испытаний составов ингибиторов кислотной коррозии на защитную активность приведены в таблице.

Примеры 1-6, при условии выдерживания заявляемых параметров процесса подтверждают высокий выход (88-98,7%) алкилированных хлористым бензилом амидов кислот и высокий защитный эффект ингибиторов коррозии (98,69-99,6%).

Примеры 7-8 свидетельствуют о том, что отклонение от заявляемых параметров процесса приводит к снижению выхода целевых продуктов и защитных свойств ингибиторов коррозии (84,2-86,21%).

Результаты испытаний ингибиторов кислотной коррозии
№п/п	Состав ингибитора коррозии, г	Количество ингибитора, г на 250 мл 23%-ной HCl	Скорость коррозии, г/м2	Защитный эффект, %
1	2	4	5	6
1	АО (по примеру 1) 15	1	0,28	98,42
	Пропанол 20
	Уротропин 2
	Вода 63
2	АО (по примеру 2) 15	0,96	0,28	98,69
	Метанол 10
	Уротропин 2,5
	Вода 72,5
3	АО (по примеру 3) 18	0,98	0,18	98,98
	ИПС 20
	Уротропин 5
	Вода 57
4	АО (по примеру 4) 18	1	0,14	99,2
	Этанол 20
	Уротропин 5
	Вода 57
5	АО (по примеру 5) 20	1	0,13	99,3
	Изопропиловый спирт
	(ИПС) 40
	Уротропин 3
	Вода 37
6	АО (по примеру 6) 20	1	0,07	99,6
	ИПС 40
	Уротропин 3
	Вода 37
7	АО (по примеру 7) 15	1	2,8	84,2
	ИПС 20
	Уротропин 2
	Вода 63
8	АО (по примеру 8) 18	1	2,45	86,1
	ИПС 10
	Уротропин 3
	Вода 69

1. Способ получения ингибиторов кислотной коррозии, включающий взаимодействие полиаминов с олеиновой кислотой при мольном соотношении 1:1, температуре 140-160°С в течение 3-4 ч, выдержку реакционной смеси в течение 1 ч при температуре 160-180°С, алкилирование полученного амида олеиновой кислоты хлористым бензилом при температуре 60-80°С при мольном соотношении амида и хлористого бензила 1:1-3 в течение 4-6 ч и использование полученного алкилированного хлористым бензилом амида в качестве активной основы в составе ингибитора кислотной коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%:

активная основа	15,0-20,0
спирт	10,0-40,0
уротропин	2,0-5,0
вода	остальное

2. Способ по п.1, в котором в качестве полиаминов используют полиэтиленполиамины или полипропиленполиамины, а в качестве спирта - метанол, этанол, пропанол или изопропиловый спирт.