RU2448198C2 - Metal corrosion inhibition method - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method involves addition to water environment of corrosion inhibitor; at that, as corrosion inhibitor there used is 2.6-di-(2¹-cyclopentene-3¹-il)aniline with concentration of 25-200 mg/l. Method is implemented in water environments differing as to mineralisation degree.

EFFECT: increasing protection degree of metals against corrosion at reduction of inhibitor concentration.

3 cl, 1 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к способу защиты металлов от коррозии в минерализованных водных средах ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии трубопроводов и оборудования, контактирующего со сточными водами, в нефтяной отрасли промышленности.The invention relates to a method of protecting metals from corrosion in mineralized aqueous media by inhibitors and can be used to protect pipelines and equipment in contact with waste water from corrosion in the oil industry.

Известны способы защиты стали от коррозии с помощью ингибиторов на основе ароматических и гетероциклических соединений: продукт конденсации бензиламина с уротропином (ТУ 6-02-1192-79. Ингибитор коррозии БА-6. Введ. 01.01.80. 13 с.); смесь алкилбензилпиридина и циклического амина (ТУ 6-46893387-34-90. Ингибитор коррозии КИ-1. Введ. 01.07.90. 12 с.); смесь производных толуилендиизоцианатов (ТУ 6-03-31-81. Ингибитор коррозии ТДА. Введ. 01.02.82. 13 с.); производные алкилпиридинийхлоридов (ТУ 6-01-530-70. Ингибитор коррозии Катапин Б-300. Введ. 01.01.71. 13 с.); четвертичная соль пиридиния (ТУ 6-01-11-15-72. Ингибитор коррозии КПИ-3. Введ. 01.02.73. 14 с.).Known methods of protecting steel from corrosion using inhibitors based on aromatic and heterocyclic compounds: the condensation product of benzylamine with urotropine (TU 6-02-1192-79. Corrosion inhibitor BA-6. Introduction. 01.01.80. 13 C.); a mixture of alkylbenzylpyridine and a cyclic amine (TU 6-46893387-34-90. Corrosion inhibitor KI-1. Introduced 01.07.90. 12 sec.); a mixture of derivatives of toluene diisocyanates (TU 6-03-31-81. Corrosion inhibitor TDA. Int. 01.02.82. 13 sec.); derivatives of alkyl pyridinium chlorides (TU 6-01-530-70. Corrosion inhibitor Katapin B-300. Introduction. 01.01.71. 13 p.); Quaternary pyridinium salt (TU 6-01-11-15-72. Corrosion inhibitor KPI-3. Introduced 01.02.73. 14 sec.).

Однако указанные ингибиторы не обладают высокой эффективностью защиты в минерализованных водных средах.However, these inhibitors do not have a high protection efficiency in mineralized aqueous media.

Ближайшим аналогом по структуре и эффективности является ингибитор коррозии ПБ-5, представляющий собой продукт конденсации анилина и уротропина (ТУ 6-01-28-92. Ингибитор коррозии ПБ-5. Введ. 01.01.93. 11 с.)The closest analogue in structure and effectiveness is the PB-5 corrosion inhibitor, which is a condensation product of aniline and urotropin (TU 6-01-28-92. The PB-5 corrosion inhibitor. Introduction. 01.01.93. 11 pp.)

Недостатком указанного ингибитора является низкая его эффективность в минерализованных водных средах.The disadvantage of this inhibitor is its low efficiency in mineralized aqueous media.

Задачей настоящего изобретения является создание эффективного способа защиты металлов от коррозии в водных средах различной степени минерализации, обеспечивающего высокую степень защиты металлов от коррозии при снижении концентрации ингибитора.The objective of the present invention is to provide an effective method of protecting metals from corrosion in aqueous media of various degrees of mineralization, providing a high degree of protection of metals from corrosion while reducing the concentration of inhibitor.

Решение поставленной задачи достигается тем, что способ ингибирования коррозии металлов включает добавление в водную среду ингибитора коррозии, в качестве которого используют 2,6-ди-(2¹-циклопентен-3¹-ил)анилин. Указанный ингибитор коррозии используют с концентрацией 25-200 мг/л в водных средах, различающихся по степени минерализации.The solution of this problem is achieved by the fact that the method of inhibiting metal corrosion involves adding a corrosion inhibitor to the aqueous medium, which is used 2,6-di- (2 ¹ -cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline. The specified corrosion inhibitor is used with a concentration of 25-200 mg / l in aqueous media, varying in degree of mineralization.

Ингибитор 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилин формулыInhibitor of 2,6-di- (2 ¹ -cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline of the formula

получают прямым алкенилированием анилина 3-хлорциклопентеном в присутствии хлористого алюминия (Абдрахманов И.Б. Амино-перегруппировка Кляйзена и превращения орто-алкенилариламинов. - Дис. … докт. хим. наук. - Уфа: УрО БНЦ Институт химии АН СССР, 1989).obtained by direct alkenylation of aniline with 3-chlorocyclopentene in the presence of aluminum chloride (Abdrakhmanov I.B. Kleisen amino rearrangement and conversion of ortho-alkenylarylamines. - Dis .... Doctor of Chemical Sciences. - Ufa: Ural Scientific Center, Institute of Chemistry, USSR Academy of Sciences, 1989).

Испытания защитного действия 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилинa в качестве ингибитора коррозии стали в минерализованных водных средах проводили в лабораторных условиях гравиметрическим методом в соответствии с ГОСТ 9506-89 «Ингибиторы кислотной коррозии».Tests of the protective effect of 2,6-di- (2 ¹ -cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline as a steel corrosion inhibitor in mineralized aqueous media were carried out under laboratory conditions by the gravimetric method in accordance with GOST 9506-89 “Acid corrosion inhibitors”.

В качестве рабочих сред использовали модель сточной воды состава, г/л: NaCl - 111,5; CaCl₂·6H₂O - 10,8; CaSO₄·2H₂O - 0,3; MgCl₂·6H₂O - 6,0. В качестве образцов-свидетелей использовали образцы стали марки 3 (ГОСТ 380-90).As working media, a wastewater model was used, g / l: NaCl - 111.5; CaCl ₂ · 6H ₂ O — 10.8; CaSO ₄ · 2H ₂ O - 0.3; MgCl ₂ · 6H ₂ O - 6.0. Samples of steel grade 3 (GOST 380-90) were used as witness samples.

Обезжиренные и высушенные до постоянного веса образцы из стали 3 помещали в рабочую среду на 6 часов при 20°С с добавлением предложенного ингибитора и без него. По истечении времени выдерживания образцы тщательно промывали в струе воды, погружали на 5-10 минут в раствор щелочи и вновь промывали проточной водой и сушили до постоянного веса. Далее образцы взвешивали с точностью до 0,0002 г.Fat-free and dried to constant weight samples of steel 3 were placed in a working environment for 6 hours at 20 ° C with the addition of the proposed inhibitor and without it. After the aging time, the samples were thoroughly washed in a stream of water, immersed for 5-10 minutes in an alkali solution and again washed with running water and dried to constant weight. Next, the samples were weighed to the nearest 0.0002 g.

Скорость коррозии (Р), степень защиты стали от коррозии (Z) определяли в соответствии с формулами (1) и (2)The corrosion rate (P), the degree of corrosion protection of steel (Z) was determined in accordance with formulas (1) and (2)

где m₁-m₂ - изменение массы, г;where m ₁ -m ₂ - change in mass, g;

S - площадь образца, м²;S is the sample area, m ² ;

t - время испытания, ч;t is the test time, h;

где p₁ - скорость коррозии в среде без ингибитора, г/м²ч;where p ₁ is the corrosion rate in a medium without an inhibitor, g / m ² h;

р₂ - скорость коррозии в ингибированной среде, г/м²ч.p ₂ - corrosion rate in an inhibited medium, g / m ²

Сущность заявленного технического решения подтверждается примерами конкретного выполнения.The essence of the claimed technical solution is confirmed by examples of specific performance.

Пример 1Example 1

Синтез 2,6-ди-(2¹циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилинaSynthesis of 2,6-di- (2 ¹ cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline

К 0,5 моля анилина в растворе 50 мл бензола добавляют 1,0 моля 3-хлорциклопентена и 0,9 моля хлористого алюминия. Полученную смесь термостатируют при температуре 130°С 5 часов. Получают 60 г (90%) 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилина - маслянистая жидкость с т.кип. 137°С. (с.227)To 0.5 moles of aniline in a solution of 50 ml of benzene, 1.0 moles of 3-chlorocyclopentene and 0.9 moles of aluminum chloride are added. The resulting mixture was thermostated at a temperature of 130 ° C for 5 hours. Get 60 g (90%) of 2,6-di- (2 ¹ -cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline - an oily liquid with so Kip. 137 ° C. (p.227)

Найдено, %: С 84,96; Н 9,87; N 4,52; C₂₁H₃₁N.Found,%: C 84.96; H 9.87; N, 4.52; C ₂₁ H ₃₁ N.

Вычислено: С 84,85; Н 10,43; N 4,71.Calculated: C 84.85; H 10.43; N 4.71.

ИК-спектр: 980, 1680, 3320, 3410.IR: 980, 1680, 3320, 3410.

Спектр ЯМР Н, (СДС1, м.д, 1, Гц): 1,25 д (9Н, 3СН₃); 1,58 д (9Н, 3СН₃); 3,23 м (3Н, 3СН); 3,42 с (2Н, NH₂); 5,38 м (6Н, 3СН=СН); 6,58 с (2Н, Аr).Nuclear Magnetic Resonance Spectrum H, (SDS1, ppm, 1, Hz): 1.25 d (9H, 3CH ₃ ); 1.58 d (9H, 3CH ₃ ); 3.23 m (3H, 3CH); 3.42 s (2H, NH ₂ ); 5.38 m (6H, 3CH = CH); 6.58 s (2H, Ar).

Пример 2Example 2

Испытания эффективности защитного действия 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)анилина в качестве ингибитора коррозии стали проводят по вышеописанной методике.Testing the effectiveness of the protective effect of 2,6-di- (2 ¹ -cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline as an inhibitor of steel corrosion is carried out according to the method described above.

В минерализованной водной среде скорость коррозии без ингибитора составляет 0,52 г/м²ч, а в присутствии 200 мг/л 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)анилина (далее реагента) - 0,026 г/м²ч.In a mineralized aqueous medium, the corrosion rate without an inhibitor is 0.52 g / m ² h, and in the presence of 200 mg / l 2,6-di- (2 ¹ -cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline (hereinafter referred to as reagent) - 0.026 g / m ² hours

Степень защиты от коррозии в указанных условиях составляет 95,0%.The degree of corrosion protection under these conditions is 95.0%.

Пример 3Example 3

Испытания эффективности защиты от коррозии прототипом (ингибитор ПБ-5) проводят аналогично примеру 2.Testing the effectiveness of corrosion protection of the prototype (inhibitor PB-5) is carried out analogously to example 2.

Скорость коррозии в минерализованной водной среде составляет 0,52 г/м²ч без реагента и 0,36 г/м²ч в присутствии 200 мг/л прототипа. Степень защиты в указанных условиях составляет 30,8%.The corrosion rate in a saline aqueous medium is 0.52 g / m ² h without reagent and 0.36 g / m ² h in the presence of 200 mg / l of the prototype. The degree of protection under these conditions is 30.8%.

В таблице представлены остальные примеры испытания 2,6-ди-(2¹-циклопентен-3¹-ил)анилина в качестве ингибитора коррозии стали.The table shows the rest of the test examples of 2,6-di- (2 ¹ -cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline as an inhibitor of steel corrosion.

Результаты испытаний, приведенные в таблице, свидетельствуют о высокой эффективности предлагаемого ингибитора коррозии стали в минерализованных средах, содержащих сероводород. Наиболее высокая эффективность достигается при концентрации ингибитора от 50 до 200 мг/л (степень защиты 90,0-95,0%). При повышении концентрации ингибитора выше 200 мг/л степень защиты существенно не меняется, а при понижении его концентрации ниже 50 мг/л наблюдается резкое снижение степени защиты. В случае прототипа при концентрации 200 мг/л скорость коррозии составляет 0,36 г/м²ч и степень защиты равна 30,8%.The test results shown in the table indicate the high efficiency of the proposed corrosion inhibitor of steel in mineralized environments containing hydrogen sulfide. The highest efficiency is achieved when the inhibitor concentration is from 50 to 200 mg / l (degree of protection 90.0-95.0%). With an increase in the inhibitor concentration above 200 mg / L, the degree of protection does not change significantly, and with a decrease in its concentration below 50 mg / L, a sharp decrease in the degree of protection is observed. In the case of the prototype at a concentration of 200 mg / l, the corrosion rate is 0.36 g / m ² h and the degree of protection is 30.8%.

ТаблицаTable Результаты испытаний 2,6-ди-(2¹-циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилинa в качестве ингибитора коррозииTest results of 2,6-di- (2 ¹ -cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline as a corrosion inhibitor № п/пNo. p / p Дозировка, мг/лDosage, mg / l Скорость коррозии, г/м²чCorrosion rate, g / m ² h Степень защиты, %Degree of protection, % КонтрольThe control -- 0,520.52 -- 22 200,0200,0 0,0260,026 95,095.0 3 прототип3 prototype 200,0200,0 0,360.36 30,830.8 4four 100,0100.0 0,0320,032 93,893.8 55 50,050,0 0,0420,042 91,991.9 66 25,025.0 0,0520,052 90,090.0

Преимущества предлагаемого ингибитора коррозии металлов по сравнению с прототипом состоят в следующем:The advantages of the proposed metal corrosion inhibitor compared with the prototype are as follows:

- высокая степень защиты от коррозии 2,6-ди-(2¹-циклопентeн-3¹-ил)aнилинoм (90,0-95,0%) по сравнению с прототипом (30,8%).- a high degree of corrosion protection of 2,6-di- (2 ¹ -cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline (90.0-95.0%) compared with the prototype (30.8%).

- снижение скорости коррозии стали в присутствии 2,6-ди-(2¹ циклoпeнтeн-3¹-ил)aнилинa в 10-20 раз, а в присутствии прототипа - 1,44 раза.- a decrease in the corrosion rate of steel in the presence of 2,6-di- (2 ¹ cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline by 10-20 times, and in the presence of the prototype - 1.44 times.

- эффективными дозировками предлагаемого ингибитора являются 50-200 мг/л (степень защиты 90,0-95,0%), а в прототипе даже при дозировках 200 мг/л степень защиты не превышает 49,1%.- effective dosages of the proposed inhibitor are 50-200 mg / l (degree of protection 90.0-95.0%), and in the prototype, even at dosages of 200 mg / l, the degree of protection does not exceed 49.1%.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о высокой эффективности предлагаемого способа защиты металлов от коррозии в водных средах различной степени минерализации, который может найти применение в нефтяной отрасли промышленности.The results allow us to conclude that the proposed method for protecting metals from corrosion in aqueous media of varying degrees of mineralization is highly effective, which can be used in the oil industry.

Claims (3)

1. Способ ингибирования коррозии металлов, включающий добавление в минерализованную водную среду ингибитора коррозии, отличающийся тем, что в качестве ингибитора коррозии используют 2,6-ди-(2¹-циклопентен-3¹-ил)анилин.1. A method of inhibiting metal corrosion, comprising adding a corrosion inhibitor to the mineralized aqueous medium, characterized in that 2,6-di- (2 ¹ -cyclopenten-3 ¹ -yl) aniline is used as a corrosion inhibitor. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что указанный ингибитор коррозии добавляют с концентрацией 25-200 мг/л.2. The method according to claim 1, characterized in that the corrosion inhibitor is added with a concentration of 25-200 mg / L. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанный ингибитор коррозии добавляют в водную среду различной степени минерализации. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that said corrosion inhibitor is added to an aqueous medium of varying degrees of mineralization.