Способ получения ингибитора коррозии черных металлов в кислых средах
Изобретение относится к защите металлов от коррозии с помощью химических реагентов и может быть использовано для предотвращения коррозии стали в сероводородсодержащих средах, например в системах водоподготовки, утилизации сточных вод, при добыче, сборе, транспорте и хранении нефти, а также при кислотных обработках скважин. Техническим результатом изобретения является снижение себестоимости получаемого ингибитора коррозии, повышение его защитных свойств, утилизация отходов производства Агидола 1 (4-метил-2,6-ди-третбутилфенола). Технический результат достигается за счет использования в качестве аминосодержащего агента отхода производства Агидола 1 (легкая фракция аминов, ЛФА) со стадии аминометилирования следующего состава, маc.%: триметиламин 0,01-0,5, диметиламин 8,0-18,0, N, N-тетраметилметилендиамин (бис-амин) 10,0-35,0, 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазин 0,5-3,0, вода 1,0-10,0, метанол - остальное. 2 табл.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии с помощью химических реагентов и может быть использовано для предотвращения коррозии стали в сероводородсодержащих средах, например, в системах водоподготовки, утилизации сточных вод, при добыче, сборе, транспорте и хранении нефти, а также при кислотных обработках скважин.
Известен способ получения ингибитора коррозии стали в кислых средах, включающий смешение кубовых остатков синтетических жирных кислот, моноэтаноламина, оксиэтилированных алкилфенолов, растворителя, продукта конденсации фенола с N, N-тетраметилметилендиамином при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кубовые остатки синтетических жирных кислот - 6,3-13,5 Моноэтаноламин - 1,2-3,5 Продукт конденсации N, N-тетраметилметилендиамина с фенолом - 37,5-55,0 Оксиэтилированные алкилфенолы (ОП-7 или ОП-10) - 5,0-12,0 Растворитель - 25,0-41,0 [Авт. св. СССР 1351174, С 23 F 11/04 от 10.02.86]. Недостатками данного способа являются низкая растворимость в воде (40-40,5 мг/л) и сравнительно высокая скорость коррозии. Также известен способ получения ингибитора коррозии, включающий смешение продукта конденсации пиридиновых оснований и органических кислых соединений, каменноугольных пиридиновых оснований, бензола и его метилпроизводных, продукта конденсации каменноугольных пиридиновых оснований каменноугольных фенолов при следующем соотношении компонентов: Продукт конденсации каменноугольных пиридиновых оснований и каменноугольных фенолов - 15-50 Свободные каменноугольные пиридиновые основания - 10-40 Бензол и его метилпроизводные - 10-50[Патент РФ к заявке 99109873, С 23 F 11/04 от 5.05.99]. Недостатком является то, что в состав данного ингибитора входит токсичный компонент бензол, при этом ухудшаются условия труда при производстве и применении ингибитора. Известен ингибитор коррозии металлов в серной и соляной кислотах, содержащий продукт конденсации альдегида с амином следующего состава, мас.%:
4-бромбензаль-2'-амино-4'-нитрофенол - 8,6-10,5
N-метил-2-пиридинальдоксим иодид - 22,4-31,6
4-амино-3-метил- тио-6-трет-бутил - 17,2-21,0
1,2,4-триазинон-5-уротропин - 36,8-51,7
[Патент РФ 2124578, С 23 F 11/04 от 15.03.96]. Недостатком данного способа является его высокая себестоимость за счет использования дорогостоящих исходных реагентов. Наиболее близким техническим решением - прототипом является способ получения ингибитора коррозии черных металлов, включающий смешение алкилфенолов, аминов, формальдегида и катализатора, нагревание полученной смеси с последующей выдержкой времени до образования продуктов конденсации [патент РФ 2137863, 6 С 23 F 11/14 от 20.09.99]. Реакцию алкилфенолов с аминами и формалином в присутствии полиоксиэтилированных алкилфенолов проводят при атмосферном давлении при температуре 90-100oС в течение 15-25 ч. После этого в реакционную массу добавляют необходимые количества растворителя и других компонентов, обеспечивающих комплекс эксплуатационных характеристик ингибитора. Оптимальным для проведения каталитического эффекта является условие, когда в алифатическом радикале R содержится от 8 до 10 углеродных атомов, а количество оксиэтилированных фрагментов равняется 5-7. Недостатком данного способа является:
- использование в качестве амина дорогостоящего реагента моноэтаноламина;
- дополнительное введение дорогостоящего и дефицитного катализатора;
- высокая продолжительность реакции, а также сравнительно невысокие защитные свойства ингибитора ввиду слабой растворимости ингибитора в водных средах. Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение себестоимости получаемого ингибитора коррозии, повышение его защитных свойств, утилизация отходов производства Агидола-1 (4-метил-2,6-ди-третбутилфенола). Техническая задача достигается за счет использования в качестве аминосодержащего агента отхода производства Агидола-1, получаемого на ЗАО СНХЗ по ТР 2.03.058-96. Отход производства представляет собой легкую фракцию аминов (ЛФА) со стадии аминометилирования следующего состава, мас.%:
Триметиламин - 0,01-0,5
Диметиламин - 8-18
N, N-тетраметилметиледиамин (бисамин) - 10-35
1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5(триазин) - 0,5-3
Вода - 1-10
Метанол - Остальное
Данный отход не находит в настоящее время квалифицированного применения. Способ осуществляется следующим образом. В реактор с мешалкой и рубашкой для обогрева загружают фенол, ЛФА, оксиэтилированные фенолы (ОП-10 или ОП-7), порционно вводят формалин. Производят смешение реагентов, нагревание полученной смеси до 80-110oС с последующей выдержкой времени в течение 1,5-2,5 ч до образования продуктов конденсации. В ходе реакции одновременно проводят следующие действия:
- фенол реагирует с N, N-тетраметилендиамином с выделением в ходе реакции диметиламина;
- выделяющийся и входящий в состав ЛФА диметиламин взаимодействует с формальдегидом и фенолом;
- фенол реагирует с 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазином. В ходе первых двух реакций образуется смесь продуктов: ортодиметиламинометилфенол, бис-ортодиметиламинометилфенол, 2,4,6-трис-диметиламинометилфенол. Неожиданным эффектом и существенным отличием предлагаемого изобретения является то, что отход производства Агидола-1, содержащий такие амины, как диметиламин, N, N-тетраметилендиамин, 1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазин, которые при взаимодействии с фенолом и формальдегидом образуют смеси продуктов (ортодиметиламинометилфенол, бис-ортодиметиламинометилфенол, 2,4,6-трис-диметиламинометилфенол, продукт взаимодействия фенола и триазина). В целом данные продукты образуют комплексное соединение, которое проявляет ингибирующее действие. В качестве растворителя используется метанол, входящий в состав отходов. Для осуществления способа исходные реагенты должны соответствовать следующим требованиям:
- фенол соответствует ГОСТ 6417-52,
- формалин соответствует ГОСТ 1625-89,
- оксиэтилированные алкилфенолы ОП-7 или ОП-10 соответствуют ГОСТ 8433-81. Сущность вышеизложенного подтверждается следующими примерами. Пример 1. В реактор с мешалкой и змеевиком для обогрева загружают 94 г (1 моль) фенола, 240 г ЛФА следующего состава, мас.%:
Триметиламин - 0,1
Диметиламин - 10
Бисамин - 20
1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазин - 1
Вода - 5
Метанол - 63,9
Порционно вводят 35 г формалина (37% водный раствор формальдегида) и 10 г оксиэтилированных алкилфенолов (ОП-7 или ОП-10). Производят смешение реагентов, нагревание полученной смеси до 95oС, выдержку в течение 2 ч. Примеры получения ингибитора коррозии с другими заявляемыми соотношениями исходных реагентов приведены в таблице 1. В таблице 2 представлены результаты испытания металлических образцов в агрессивных средах с применением заявляемой композиции. Испытания защитного действия полученных композиций в качестве ингибитора коррозии проводили в лабораторных условиях. В качестве коррозионных сред использован 15% раствор НСl и модель сточной воды состава: CaSO4 - 0,3 г/л, СаСl2 - 10,8 г/л, NaCl - 111,5 г/л, MgCl2 - 6,0 г/л - (d4 20-1,1 г/см3). Содержание H2S в модели сточной воды составляло 50-150 мг/л и определялось титрометрическим методом. Содержание О2 - от 0,3 до 0,5 мг/л и определялось по методу Винклера. Величины дозировок составляли 25-100 мг/л для модели пластовой воды и 0,1-0,4 - для 15% раствора НСl. В качестве металлических образцов испытывали предварительно образцы стали 08КП (ГОСТ 380-70). Испытания проводились в динамических условиях при комнатной температуре. Время испытания составляло 6 ч. По истечении времени испытания образцы подвергались соответствующей обработке и определялась скорость коррозии (p) и степень защиты металла от коррозии (z) по известным формулам, представленным в "Справочнике по коррозии химической аппаратуры и коррозионной стойкости материалов" - М.: "Машиностроение", 1967, с.337.
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/67/672871.gif)
где m - изменение массы, г;
s - площадь образца, м2;
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/964.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/67/672872.gif)
где
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
Формула изобретения
Триметиламин - 0,01-0,5
Диметиламин - 8,0-18,0
N, N-тетраметилметилендиамин (бис-амин - 10,0-35,0
1,3,5-триметилгексагидро-1,3,5-триазин - 0,5-3,0
Вода - 1,0-10,0
Метанол - Остальное
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2QB4A Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Лицензиар(ы): Закрытое акционерное общество "Управление активами"
Вид лицензии*: ИЛ
Лицензиат(ы): Открытое акционерное общество "Стерлитамакский нефтехимический завод"
Договор № РД0036101 зарегистрирован 16.05.2008
Извещение опубликовано: 27.06.2008 БИ: 18/2008
* ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия
PC4A Государственная регистрация договора об отчуждении исключительного права
Дата и номер государственной регистрации договора: 17.03.2011 № РД0077972
Лицо(а), передающее(ие) исключительное право:
Закрытое акционерное общество "Управление активами"
(73) Патентообладатель(и):
Общество с ограниченной ответственностью "Патент"
Адрес для переписки:
ЗАО "Управление активами", ул. Промышленная, 2, г. Стерлитамак, Республика Башкортостан, 453110
Дата публикации: 27.04.2011