Способ получения антикоррозионного состава для защиты химического и нефтехимического оборудования (варианты)

Способ получения антикоррозионного состава для защиты химического и нефтехимического оборудования (варианты)

Реферат

Изобретение относится к области химической и нефтехимической промышленности и может быть использовано для защиты химического и нефтехимического оборудования, трубопроводов от коррозии.

Известно применение модифицированной эпоксидной смолы для изоляции (см. а.с. 1629479 СССР, Е21В, 33/138, БИ №7, 1991) и крепления скважин, полученная смешением алкилрезорциновой эпоксидной смолы с длиной углеводородного радикала в боковой цепи от 1 до 3 атомов, спиртового раствора новолачной фенолформальдегидной смолы, полученной при молекулярном соотношении фенола и формальдегида 1:0,6, поливинилбутираля и фурфурола при соотношении компонентов, мас.%:

эпоксидная смола	53-57
спиртовый раствор новолачной фенолформальдегидной смолы	20-22
поливинилбутираль	1,0-2,2
фурфурол	остальное

Недостатком вышеназванного состава является недостаточная устойчивость к агрессивным средам, в частности к щелочным и кислотным (NaOH, KOH, HCl, Н₂SO₄, Н₂S, HNO₃), а также применение дефицитного сырья (поливинилбутираля).

Описано применение алкилрезорциновой эпоксифенольной смолы с отвердителем для изоляции и крепления стволов скважин (а.с. 486129, СССР, Е21В 33/138, БИ №36, 1975).

Недостатком указанного технического решения является нестабильная устойчивость состава к воздействию пластовых флюидов при повышенных температурах, а также к агрессивным средам, в первую очередь щелочным и кислотным.

Известен способ получения модифицированной эпоксидной смолы для изоляции и крепления скважин (см. пат. 2128677 РФ, 1999), полученной смешением фенолформальдегидной смолы (эпоксидиановой смолы), формалина, диэтиленгликоля, поливинилового спирта при следующем соотношении компонентов, мас.%:

фенолформальдегидная смола	59-62
эпоксидная смола	24-26
формалин	11,6-12,0
диэтиленгликоль	2,0-2,5
поливиниловый спирт	0,4-0,5

Недостатком известного состава является невысокая устойчивость его к агрессивным средам, особенно к щелочным и кислотным, при использовании в качестве покрытия для защиты химического и нефтехимического оборудования.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является антикоррозионный материал (патент RU 2171822, С2, 10.08.2001), содержащий, мас.%: эпоксидную смолу 20,6-22,9, толуол 30,8-41,3, нефтеполимер «Асмол» 15,9-17,4, диоктилфталат 1,7-2,5, бутилат натрия в виде 20%-ного раствора в бутаноле 2,8-3,4, технический углерод 11,2-14,7, полиаминный отвердитель 6,5-8,3.

Антикоррозионный материал по аналогу получают следующим образом.

Измельченный нефтеполимер «Асмол» растворяют в толуоле при тщательном перемешивании. Далее в раствор «Асмола» подают диоктилфталат, а затем бутилат натрия. После перемешивания смеси в нее добавляют эпоксидную смолу, перемешивают и вводят технический углерод, продолжая перемешивать смесь до однородного состояния.

Недостатками аналога являются:

1. Невысокая устойчивость его к агрессивным средам, особенно к щелочным и кислотным, при использовании в качестве покрытия для защиты химического и нефтехимического оборудования.

2. Сложность приготовления готового продукта перед употреблением в связи с необходимостью добавления полиаминного отвердителя, т.е. необходимо иметь антикоррозионный материал и отвердитель. Количество полиаминного отвердителя составляет 6,5-8,3 мас.%, что существенно удорожает стоимость антикоррозионного материала.

3. В связи с тем, что полиамины являются высокотоксичными сильно пахнущими веществами, возникает необходимость создания специальных условий для приготовления антикоррозионного покрытия.

Задача изобретения - разработка устойчивого к действию агрессивных сред антикоррозионного состава и упрощения приготовления антикоррозионного состава для защиты наружной и внутренней поверхностей химического и нефтехимического оборудования.

Технический результат при использовании изобретения выражается в получении антикоррозионного состава для покрытий, устойчивого к действию агрессивных сред, и упрощении приготовления антикоррозионного состава для защиты химического и нефтехимического оборудования.

Вышеназванный результат получения антикоррозионного состава для покрытий достигается особенностью ведения синтеза. В антикоррозионном составе №1 активную основу - осмолы, выделенные перегонкой с водяным паром из неутилизируемых отходов производства эпихлоргидрина перемешивают при температуре 55-75°С в течение 0,5-1,0 ч, затем смешивают с эпоксидной смолой (ЭД-20 или ЭД-18), диоктилфталатом (ДОФ) и растворителем, мас.%: бутилацетат:ацетон:толуол=12÷14:25÷30:57÷62 перемешивают при температуре 45-80°С в течение 1,0-1,5 ч. В антикоррозионном составе №2 активную основу - осмолы, выделенные перегонкой с водяным паром из неутилизируемых отходов производства винилхлорида, и растворитель перемешивают при температуре 60-70°С в течение 2 ч, затем добавляют диоктилфталат, эпоксидную смолу (ЭД-20 или ЭД-18), полиэтиленполиамины, выдерживают при температуре 65-75°С в течение 2 ч.

Компоненты антикоррозионного состава №1, 2, мас.%:

Антикоррозионный состав №1

вышеуказанные осмолы	65-85
диоктилфталат	0,4-0,6
эпоксидная смола (ЭД-20 или ЭД-18)	2,0-3,5
растворитель	остальное

Антикоррозионный состав №2

вышеуказанные осмолы	60-80
диоктилфталат	0,35-0,5
эпоксидная смола (ЭД-20 или ЭД-18)	2,8-3,5
полиэтиленполиамины	0,6-1,2
растворитель	остальное

Активная основа - осмолы, выделенные перегонкой с водяным паром из неутилизируемых отходов производства эпихлоргидрина, имеют следующий состав, мас.%:

1,1- и 1,2-дихлорпропены	0,2-0,6
1,2-дихлорпропан	25,0-28,6
1,3-дихлорпропены(цис)	4,5-8,5
1,3-дихлорпропены (транс)	8,0-16,6
1,2-дихлорпропены	0,2-0,65
1,3,3-трихлорпропены	0,4-0,9
пентахлорпропан	1,0-2,5
осмолы	28,0-32,0

Активная основа - осмолы, выделенные перегонкой с водяным паром из неутилизируемых отходов производства винилхлорида, имеют следующий состав, мас.%:

дихлорэтан	8,0÷14,4
трихлорэтан	5,0÷8,2
пентахлорэтилен	2,4÷4,6
1,1,1,2-тетрахлорэтан	1,5÷2,7
1,1,2,2-тетрахлорэтан	2,6÷5,2
пентахлорэтан	20,2÷23,1
гексахлорэтан	2,6÷5,3
гексахлорбутадиен	0,05÷0,02
высшие хлоруглеводороды неустановленного строения	12÷14
осмолы	36,0÷58,0

Антикоррозионный состав содержит компоненты, регламентированные нормативными материалами. В качестве полиэтилполиаминов используют полиэтиленполиамины технические ТУ 2413-214-00203312-2002, в качестве диоктилфталата используют пластификатор ДОФ ГОСТ 8728-88

Антикоррозионный состав на защищаемую поверхность наносится любым способом: кистью, валиком, распылением или окунанием (погружением) без предварительной зачистки поверхности.

Изобретение поясняется следующими примерами.

Пример 1. В реактор загружают 65 г осмол производства эпихлоргидрина нагревают при температуре 55-60°С в течение 1 ч, затем добавляют 0,4 г диоктилфталата, 2,0 г эпоксидной смолы (ЭД-18), 32,6 г растворителя, перемешивают при температуре 45-48°С в течение 1,5 ч.

В качестве растворителя используют смесь бутилацетата, ацетона и толуола в следующем соотношении, мас.%: 12:26:62.

Полученную композицию испытывали по ГОСТ 312-79 на лакокрасочные материалы. Результаты испытаний антикоррозионного состава №1 приведены в таблице 1.

Пример 2. В условиях примера 1 в реактор загружают 85 г осмол производства эпихлоргидрина нагревают до температуры 70°С в течение 1 ч, затем добавляют 0,6 г диоктилфталата, 3,0 эпоксидной смолы (ЭД-20) и 11,4 г растворителя, смесь перемешивают при температуре 75-80°С в течение 1 ч.

В качестве растворителя используют смесь бутилацетата, ацетона и толуола в следующем соотношении, мас.%: 14:29:57.

Результаты испытаний антикоррозионного состава №1 приведены в таблице 1.

Пример 3. В условиях примера 1 в реактор загружают 75 г осмол производства эпихлоргидрина, нагревают до температуры 65-70°С в течение 1 ч, затем добавляют 0,5 г диоктилфталата, 3,5 г эпоксидной смолы (ЭД-18) и 21,0 г растворителя, смесь перемешивают при температуре 80°С в течение 1,5 ч.

В качестве растворителя используют смесь бутилацетата, ацетона и толуола в следующем соотношении, мас.%: 13:25:62.

Результаты испытаний антикоррозионного состава №1 приведены в таблице 1.

Пример 4. В условиях примера 1 в реактор загружают 92,0 г осмол производства эпихлоргидрина, нагревают при температуре 85°С в течение 0,5 ч, затем добавляют 1,5 г эпоксидной смолы (ЭД-20) и 6,4 г растворителя, смесь перемешивают при температуре 42°С в течение 2,0 ч.

В качестве растворителя используют смесь бутилацетата, ацетона и толуола в следующем соотношении, мас.%: 13:30:57.

Результаты испытаний антикоррозионного состава №1 приведены в таблице 1.

Пример 5. В реактор загружают 60,0 г осмол производства винилхлорида, 36,25 г растворителя, перемешивают при температуре 60°С в течение 2,0 ч, затем добавляют 0,2 г диоктилфталата, 2,2 г эпоксидной смолы (ЭД-20), 1,2 г полиэтиленполиаминов, смесь перемешивают при температуре 65°С в течение 1,5 ч.

В качестве растворителя используют смесь бутилацетата, ацетона и толуола в следующем соотношении, мас.%: 12:26:62.

Результаты испытаний антикоррозионного состава №2 приведены в таблице 2.

Пример 6. В условиях примера 5 в реактор загружают 76 г осмол производства винилхлорида, 19,40 г растворителя, нагревают при температуре 70°С в течение 2,0 ч, затем добавляют 0,5 г диоктилфталата, 0,35 г, эпоксидной смолы (ЭД-20) и 0,6 г полиэтиленполиаминов, смесь перемешивают при температуре 75°С в течение 2,0 ч.

В качестве растворителя используют смесь бутилацетата, ацетона и толуола в следующем соотношении, мас.%: 14:29:57.

Результаты испытаний антикоррозионного состава №2 приведены в таблице 2.

Пример 7. В условиях примера 5 в реактор загружают 80 г осмол производства винилхлорида, 26,5 г растворителя, нагревают при температуре 65°С в течение 2,0 ч, затем добавляют 0,35 г диоктилфталата, 2,8 г, эпоксидной смолы (ЭД-18), 0,65 г полиэтиленполиаминов, смесь перемешивают при температуре 65°С в течение 2,0 ч.

В качестве растворителя используют смесь бутилацетата, ацетона и толуола в следующем соотношении, мас.%: 13:25:62.

Результаты испытаний антикоррозионного состава №2 приведены в таблице 2.

Пример 8. В условиях примера 5 смесь 50 г осмол производства винилхлорида и 43 г растворителя, нагревают при температуре 90°С в течение 1,0 ч, затем добавляют 0,5 г диоктилфталата, 4,5 г, эпоксидной смолы (ЭД- 20), 2,0 г полиэтиленполиаминов, нагревают при температуре 40-45°С и перемешивают в течение 3 ч.

В качестве растворителя используют смесь бутилацетата, ацетона и толуола в следующем соотношении, мас.%: 13:30:57.

Результаты испытаний антикоррозионного состава №2 приведены в таблице 2.

Примеры 1-3, 5-7 при условии выдерживания параметров процесса, получения антикоррозионного состава №1 подтверждают соответствие ГОСТу 312-79 на лакокрасочные материалы (см. таблицы 1 и 2).

Примеры 4, 8 при условии отклонения от заявляемых параметров процесса получения антикоррозионного составов №1, 2 снижается качество состава, последний не соответствует ГОСТу 312-79 на лакокрасочные материалы (см. таблицы 1 и 2).

Таблица 1
Результаты испытаний покрытий по ГОСТ 312-79 на лакокрасочные материалы
№ п/п	Наименование показателя	Норма (ГОСТ312-79)	Антикоррозионный состав №1
пример 1	пример 2	пример 3	пример 4
1	2	3	4	5	6	7
1	Внешний вид пленки лака	После высыхания лак должен образовывать черную глянцевую, гладкую однородную пленку без посторонних включений	соответствует	соответствует	соответствует	несоответствует
2	Условная вязкость по вискозиметру типа В3-246 (или В3-4) с диаметром сопла 4 мм при температуре (20,0±0,5)°С	25-40	34	36	30	45
3	Массовая доля нелетучих веществ, %	43-48	45	44	48	54
4	Время высыхания до степени 3, ч не более
	при температуре (20,0±2)°С	2,0	2,0	2,0	2,0	2,4
	при температуре (60,0±2)°С	0,5	0,5	0,5	0,5	0,8
5	Кислотное число отогнанного растворителя, мг KOH мг 1 г растворителя, не более	0,3	0,01	отс.	0,005	0,3
6	Массовая доля воды, % не более	0,03	отс.	0,001	0,001	0,04
7	Эластичность при изгибе, мм не более	1	0,9	0,9	1	2,0
8	Твердость пленки, условные единицы, не менее, по маятникову прибору:
	типа М-3	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
	типа ТМЛ (маятник А)	не нормируется	-	-	-	-
9	Стойкость пленки к статическому воздействию воды при температуре (20±2)°С, ч не менее	24	26	25	24	22
10	Стойкость пленки к статическому воздействию 10% раствора соляной кислоты при температуре (20±2)°С, ч не менее	4	5	4	5	3

Таблица 2
Результаты испытаний покрытий по ГОСТ 312-79 на лакокрасочные материалы
№ п/п	Наименование показателя	Норма (ГОСТ 312-79)	Антикоррозионный состав №2
пример 5	пример 6	пример 7	пример 8
1	2	3	4	5	6	7
1	Внешний вид пленки лака	После высыхания лак должен образовывать черную глянцевую, гладкую однородную пленку без посторонних включений	соответствует	соответствует	соответствует	соответствует
2	Условная вязкость по вискозиметру типа ВЗ-246 (или ВЗ-4) с диаметром сопла 4 мм при температуре (20,0±0,5)°С	25-40	28	34	32	22
3	Массовая доля нелетучих веществ, %	43-48	52	54	53	36
4	Время высыхания до степени 3, ч не более
	при температуре (20,0±2)°С	2,0	2,0	2,0	2,0	2,8
	при температуре (60,0±2)°С	0,5	0,5	0,5	0,5	0,9
5	Кислотное число отогнанного растворителя, мг KOH мг 1 г растворителя, не более	0,3	отс.	0,02	0,01	0,35
6	Массовая доля воды, % не более	0,03	отс.	отс.	0,01	0,04
7	Эластичность при изгибе, мм не более	1	1	1	1	1
8	Твердость пленки, условные единицы, не менее, по маятникову прибору:
	типа М-3	0,1	0,1	0,15	0,1	0,06
	типа ТМЛ (маятник А)	не нормируется	-	-	-	-
9	Стойкость пленки к статическому воздействию воды при температуре (20±2)°С, ч не менее	24	24	25	25	21
10	Стойкость пленки к статическому воздействию 10% раствора соляной кислоты при температуре (20±2)°С, ч не менее	4	24	22	23	3

1. Способ получения антикоррозионного состава для защиты химического и нефтехимического оборудования, трубопроводов, заключающийся в том, что активную основу - осмолы, выделенные перегонкой с водяным паром из неутилизируемых отходов производства эпихлоргидрина, нагревают при температуре 55-70°С в течение 0,5-1,0 ч, затем добавляют эпоксидную смолу ЭД-20 или ЭД-18, диоктилфталат и растворитель, реакционную смесь перемешивают при температуре 45-80°С в течение 1,0-1,5 ч при следующем соотношении компонентов, мас.%:

вышеуказанные осмолы	65-85
диоктилфталат	0,4-0,6
эпоксидная смола ЭД-20 или ЭД-18	2,0-3,5
растворитель	остальное

2. Способ получения антикоррозионного состава по п.1, отличающийся тем, что в качестве растворителя берут смесь бутилацетата, ацетона и толуола в следующем соотношении, мас.%: 12÷14:25÷30:57÷62.

3. Способ получения антикоррозионного состава для защиты химического и нефтехимического оборудования, трубопроводов, заключающийся в том, что активную основу - осмолы, выделенные перегонкой с водяным паром из неутилизируемых отходов производства винилхлорида, и растворитель перемешивают при температуре 60-70°С в течение 2 ч, затем добавляют диоктилфталат, эпоксидную смолу ЭД-20 или ЭД-18, полиэтиленполиамины, реакционную смесь выдерживают при температуре 65-75°С в течение 2 ч, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

вышеуказанные осмолы	60-80
диоктилфталат	0,35-0,5
эпоксидная смола ЭД-20 или ЭД-18	2,8-3,5
полиэтиленполиамины	0,6-1,2
растворитель	остальное

4. Способ получения антикоррозионного состава по п.3, отличающийся тем, что в качестве растворителя берут смесь бутилацетата, ацетона и толуола в следующем соотношении, мас.%: 12÷14:25÷30:57÷62.