Летючий інгібітор корозії металів

Реферат: UA 122506 U UA 122506 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до хімічних реагентів - летючих інгібіторів корозії металів, який має високу захисну дію по відношенню до корозії металів у газових середовищах, що містять воду у вигляді пари або конденсату і корозійно-агресивні гази - двооксид вуглецю (СО2) та/або сірководень (H2S), і може бути застосована у нафтогазовидобувній, нафтогазопереробній, енергетичній та інших галузях промисловості для захисту чорних та кольорових металів від атмосферної та інших видів корозії при їх транспортуванні та зберіганні. Летючі інгібітори корозії є одними із найбільш перспективних і ефективних хімічних реагентів, застосування яких дає можливість успішно вирішувати проблеми корозії чорних та кольорових металів в умовах, що означені вище. На відміну від контактних інгібіторів летючі інгібітори корозії мають високу пружність парів, що дозволяє їм швидко насичувати ними корозійно-агресивну газову фазу і адсорбуватися на поверхні металу, забезпечуючи тим самим його надійний захист від корозійних уражень. При цьому пари летючого інгібітора корозії металів проникають у такі щілини і зазори металічного обладнання, які недоступні контактним інгібіторам. Окрім цього летючі інгібітори проникають також і під шари продуктів корозії і мінеральних відкладень, що утворюються на металічному обладнанні в процесі його експлуатації, чим також забезпечують уповільнення корозійних процесів, що протікають на поверхні металу під відкладеннями. Відомий летючий інгібітор корозії металів, що містить продукт взаємодії суміші ортонітрофенолу та пара-нітрофенолу у співвідношенні 1:1, що беруться у кількості 3,1-3,2 мас. %, бензотриазол 0,7-0,8 мас. % і триетиламіну або циклогексиламіну 5,1-5,3 мас. %, а також ізопропіловий спирт 88,0-87,5 мас. %, як розчинник (патент RU 2169209, опубл. 20.06.2001). Недоліки вказаного летючого інгібітора полягають у тому, що він: - не забезпечує надійний захист чорних і кольорових металів в умовах інтенсивної конденсації вологи; - не захищає вказані вище метали в присутності корозійно-агресивних газів, таких як СО2 та H2S; - має незначний ефект післядії. Суттєвим недоліком означеного летючого інгібітора корозії металів також є і те, що в його склад входять хімічні реагенти з високою вартістю і токсичністю, що зумовлює проблеми його використання, як з економічної, так і з екологічної точки зору. Найбільш близьким до летючого інгібітора корозії металів, що заявляється, є летючий інгібітор корозії по патенту RU 2604164 (опубл. 10.12.2016), прийнятий за найближчий аналог. Згідно з цим аналогом, антикорозійний захист чорних і кольорових металів й виробів з них у корозійно-агресивній атмосфері досягається за допомогою летючого інгібітора корозії, що є продуктом змішування аміноспиртів (триетаноламін - 0,5-1,0 мас. %, діетаноламін - 0,5-1,0 мас. %, диметилетаноламін - 65,0-67,0 мас. %) з бензойною кислотою - решта. Недоліки найближчого аналога: - низькі ступені захисту чорних і кольорових металів і виробів із них від корозії в присутності СО2 та H2S; - низькі ступені захисту металічного обладнання в умовах, характерних для процесів видобутку, підготовки, транспортування та переробки природного газу. У основу даної корисної моделі, що заявляється, поставлено задачу розробити хімічний реагент - летючий інгібітор корозії, що має високу захисну дію по відношенню до корозії чорних і кольорових металів у корозійно-агресивних газових середовищах, що містять двооксид вуглецю (СО2), сірководень (H2S), та водяну пару в умовах, характерних для процесів видобутку, підготовки, транспортування та переробки природного газу. Поставлена задача вирішується тим, що у летючому інгібіторі корозії металів, що включає продукт змішування третинних аміноспиртів з бензойною кислотою, згідно з корисною моделлю, що заявляється, як третинні аміноспирти використовують алканоламіни загальної формули 1 2 3 1 2 3 N(R )(R )(R ) (де R -CH2(CH2)mOH, m - від 1 до 3, R - СН3, С2Н5, R - СН3, С2Н5) і в отриманий 4 продукт додають циклогексиламін, органічну карбонову кислоту загальної формули R -CH24 (CH=CH)k(CH2)p-COOH (де R феніл або лінійний вуглеводневий радикал С 4-С7, k - від 0 до 1, р від 0 до 2) і спирти С1-С3, у наступному співвідношенні компонентів (мас. %): третинний аміноспирт 35-55 бензойна кислота 22-24 циклогексиламін 1,0-11,5 органічна карбонова кислота 6,5-7,0 спирти С1-С3 решта. 1 2 3 1 Третинні алканоламіни загальної формули N(R )(R )(R ) (де R -СН2(СН2)mОН, m - від 1 до 3, 2 3 R - СН3, С2Н5, R - СН3, С2Н5), згідно з даною корисною моделлю, включають, але не 1 UA 122506 U 5 10 15 20 25 30 35 40 обмежуються ними: диметилетаноламін, діетилетаноламін, диметилпропаноламін, діетилпропаноламін. Органічні карбонові кислоти, згідно з корисною моделлю, включають, але не обмежуються ними: гексанову, гептанову, фенілоцтову, коричну. Спирти С1-С3, згідно з корисною моделлю, включають, але не обмежуються ними: метанол, етанол та ізопропанол. Приклади, що наведені нижче, ілюструють методику отримання зразків летючого інгібітора корозії, що заявляється, та його переваги перед прототипом. Приклад 1. Отримання летючого інгібітора корозії за найближчий аналог. 3 У хімічний реактор об'ємом 250 см , оснащений механічною мішалкою і зворотним холодильником, завантажують 0,61 г (0,01 моль) моноетаноламіну, 1,05 г (0,01 моль) діетаноламіну, 66,75 г (0,75 моль) диметилетаноламіну і 31,70 г (0,26 моль) бензойної кислоти. Суміш перемішують при кімнатній температурі впродовж 2-х годин. Приклад 2. Отримання летючого інгібітора корозії, що заявляється (Зразок № 1). 3 У хімічний реактор об'ємом 250 см , оснащений механічною мішалкою і зворотним холодильником, завантажують 35,0 г (0,39 моль) диметилетаноламіну, 1,0 г (0,01 моль) циклогексиламіну і 18 г ізопропанолу. Реакційну суміш перемішують 15 хв. Після цього при постійному перемішуванні засипають у реактор 23,0 г (0,19 моль) бензойної кислоти та 7,0 г (0,05 моль) фенілоцтової кислоти і перемішують іще 15 хв. Реакційну суміш повільно (впродовж 1 год.) нагрівають до температури 100 °C і витримують в такому режимі і постійному перемішуванні 3 год., після чого охолоджують до кімнатної температури. Приклад 3. Отримання зразків летючого інгібітора корозії металів, що заявляється №№ 2-10. Зразки №№ 2-10 летючого інгібітора корозії металів, що заявляється, отримують аналогічно приготуванню зразка № 1 (див. приклад 2 даного опису). Зразки №№ 2-10 летючого інгібітора корозії металів, що заявляється, отримані згідно з методикою, наведеною в прикладі 2, і хімічні реагенти, використані при цьому, та їх кількісні співвідношення наведені в табл. 1. Скорочення назв хімічних реагентів, прийняті в табл. 1: ДМЕА - диметилетаноламін; ДЕЕА - діетилетаноламін; ДМПА - диметилпропаноламін; ДЕПА - діетилпропаноламін; ЦГА - циклогесиламін; БК - бензойна кислота; ГКК - гексанова кислота; ГПК - гептанова кислота; ФОК - фенілоцтова кислота; КРК - корична кислота; МеОН - метанол; EtOH - етанол; ІПС - ізопропанол. Зразки летючого інгібітора корозії металів, що заявляється 45 Таблиця 1 Зразок №1 №2 №3 №4 №5 №6 №7 №8 №9 № 10 назва ДМЕА ДМЕА ДЕЕА ДМЕА ДЕЕА ДМПА ДЕПА ДМЕА ДМЕА ДМЕА маса, г 35 45 55 35 45 55 35 45 35 45 Хімічні реагенти та їх кількісні співвідношення назва маса, г назва маса, г назва маса, г ЦГА 1 БК 22 ФОК 7 ЦГА 1,5 БК 23 ФОК 6,5 ЦГА 3,5 БК 24 КРК 6,5 ЦГА 7 БК 22 КРК 7 ЦГА 11,5 БК 23 ГКК 6,5 ЦГА 1 БК 24 ГПК 7 ЦГА 5 БК 22 ФОК 7 ЦГА 10 БК 23 ФОК 7 ЦГА 11,5 БК 24 ФОК 6,5 ЦГА 7 БК 23 ФОК 7 2 назва ІПС EtOH МеОН EtOH ІПС МеОН EtOH ІПС ІПС ІПС маса, г 35 24 11 19 14 13 31 15 23 18 UA 122506 U 5 10 15 Приклад 4. Випробування летючого інгібітора корозії за найближчим аналогом та синтезованих зразків летючого інгібітора корозії металів, що заявляється. Випробування летючого інгібітора корозії за найближчим аналогом та синтезованих зразків летючого інгібітора корозії металів, що заявляється, проводили згідно з NACE Standard TM0208. Методика тестування полягає у витримуванні металічного взірця-свідка в герметично закритій камері із постійною 90 %-ю вологістю. Тестування усіх летючих інгібіторів корозії металів, означених вище, проводили впродовж 3 год., як у відсутності, так і в присутності корозійноагресивних газів H2S та СО2. Перед насиченням камери корозійно-агресивними газами, в камеру поміщали зразок летючого інгібітора корозії, визначений для даного дослідження. Контрольний експеримент проводили у камері без інгібітора. Згідно з методикою NACE Standard TM0208, ефективність захисту від корозії металів летючими інгібіторами корозії визначали за п'ятибальною шкалою (від 0 до 4), згідно з якою бал "0" означає - "захист відсутній", бал "1" "погано", бал "2" - "задовільно", бал "3" - "добре", бал "4" - "відмінно". Результати корозійних випробувань летючих інгібіторів корозії за найближчим аналогом та зразків інгібітора, розроблених згідно з корисною моделлю, що заявляється, наведені в таблиці 2. Результати корозійних випробувань летючих інгібіторів корозії за найближчим аналогом та зразків інгібітора, розроблених згідно з корисною моделлю, що заявляється 20 Таблиця 2 Рівень захисту від корозії у вологій атмосфері Летючий У присутності H2S У присутності H2S У присутності СО2 інгібітор корозії У вологій атмосфері 1,5 % об. + СО2 1,5 % об. 1,5 % об. 1,5 % об. захист захист захист захист Без інгібітора 0 0 0 0 відсутній відсутній відсутній відсутній Найб. аналог 2 задовільно 1 погано 1 погано 1 погано (Приклад 1) Зразок № 1 3 добре 3 добре 3 добре 3 добре Зразок № 3 3 добре 4 відмінно 3 добре 4 відмінно Зразок № 4 4 відмінно 4 відмінно 4 відмінно 4 відмінно Зразок № 5 3 добре 3 добре 3 добре 3 добре Зразок № 6 3 добре 3 добре 3 добре 3 добре Зразок № 7 4 відмінно 3 добре 4 відмінно 3 добре Зразок № 8 4 відмінно 3 добре 4 відмінно 3 добре Зразок № 9 4 відмінно 4 відмінно 4 відмінно 4 відмінно Зразок № 10 4 відмінно 4 відмінно 4 відмінно 4 відмінно 25 30 35 40 Як видно із результатів випробувань, що наведені в табл. 2, усі зразки летючого інгібітора корозії, синтезовані, згідно з корисною моделлю, що заявляється, проявляють набагато вищі рівні захисту від корозії металів у порівнянні з найближчим аналогом. Як і очікувалось, отриманий результат забезпечується синергетичною дією компонентів, що входять до складу летючого інгібітора корозії металів, що заявляється: третинних амінів визначеної будови, циклогексиламіну та органічних карбонових кислот. Таким чином, летючий інгібітор корозії, що заявляється, в умовах проведених випробувань, проявив себе як ефективний антикорозійний реагент, який можна рекомендувати для успішного застосування в нафтовій, газовій, нафтогазопереробній, енергетичній та інших галузях промисловості для захисту чорних та кольорових металів від атмосферної та інших видів корозії при їх транспортуванні і зберіганні у газових середовищах, що містять воду у вигляді пари або конденсату і корозійно-агресивні гази СО2 та/або H2S. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Летючий інгібітор корозії металів, що включає продукт змішування третинних аміноспиртів з бензойною кислотою, який відрізняється тим, що при змішуванні як третинний аміноспирт 1 2 3 1 використовують алканоламіни загальної формули N(R )(R )(R ) (де R - СН2(СН2)mОН, m - від 1 2 3 до 3, R - СН3, С2Н5, R - СН3, С2Н5) і в отриманий продукт додають циклогексиламін, органічну 4 4 карбонову кислоту загальної формули R -CH2-(CH=CH)k-(CH2)p-COOH (де R - феніл або 3 UA 122506 U лінійний вуглеводневий радикал С4-С7, k - від 0 до 1, р - від 0 до 2) і спирти С1-С3, у наступному співвідношенні компонентів (мас. %): третинний аміноспирт 35-55 бензойна кислота 22-24 циклогексиламін 1,0-11,5 органічна карбонова кислота 6,5-7,0 спирти С1-С3 решта. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4