реагент для ингибирования кислотной коррозии и способ получения ингибированных кислот (варианты)

Формула изобретения

1. Реагент для ингибирования кислотной коррозии, представляющий собой продукт взаимодействия кубового остатка производства анилина и 12%-ного водного раствора соляной кислоты при их соотношении 1-(2-3) соответственно.

2. Способ получения ингибированной кислоты, включающий разбавление кислоты водой и введение реагента для ингибирования кислотной коррозии, отличающийся тем, что в качестве кислоты берут серную кислоту, а в качестве реагента для ингибирования кислотной коррозии берут реагент по п.1.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дополнительно вводят формальдегидсодержащее соединение.

4. Способ получения ингибированной кислоты, включающий разбавление кислоты водой и введение реагента для ингибирования кислотной коррозии, отличающийся тем, что дополнительно вводят галогенид или поверхностно-активное вещество, в качестве кислоты берут соляную или смесь соляной и фтористоводородной кислот, а в качестве реагента для ингибирования кислотной коррозии берут реагент по п.1.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что дополнительно вводят формальдегидсодержащее соединение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству реагентов для ингибирования кислотной коррозии и ингибированных кислот, применяемых в нефтяной, машиностроительной, химической и других отраслях промышленности.

Известен ингибитор кислотной коррозии, получаемый путем смешения кубового остатка производства сантохина и соляной кислоты (см. патент РФ N2120496, МКИ С 23 F 11/04, публ. 1998 г. п.1 Ф.И.). Принят за прототип по отношению к п.1 формулы изобретения.

Недостатком данного ингибитора является технологическая сложность его приготовления, а главное низкая жизнеспособность ингибитора по п. 1 Ф.И., так как через 2-3 часа он расслаивается на две фазы и для возможности использовать его по назначению необходимо осуществить его перемешивание при нагревании.

Известен способ получения ингибированной соляной кислоты путем разбавления ее водой, введения в раствор ингибитора коррозии, соляной кислоты, хлористого бария и поверхностно-активного вещества (В.Г.Уметбаев. Геолого-технические мероприятия при эксплуатации скважин. Москва, "Недра", 1989, стр.62).

Недостатком данного способа является сложность и многокомпонентность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий разбавление соляной кислоты водой, последовательного введения раствора для разбавления и ингибитора кислотной коррозии (патент РФ N 2096523, МКИ С 23 F 11/04, публ. 1997 г.).

Однако недостатком данного способа является его сложность и возможность применения только для получения ингибированной соляной кислоты.

Задачей изобретения является создание эффективного реагента для ингибирования кислотной коррозии и способов получения ингибированных кислот.

Поставленная задача решается путем создания реагента для ингибирования кислотной коррозии, представляющего собой продукт взаимодействия кубового остатка производства анилина и 12% водного раствора соляной кислоты при их соотношении 1 - (2-3) соответственно, и в первом варианте путем создания способа получения ингибированной кислоты, включающего разбавление кислоты водой и введение реагента для ингибирования кислотной коррозии, причем в качестве кислоты берут серную, а в качестве реагента для ингибирования кислотной коррозии берут реагент по п.1 и во втором варианте - способа получения ингибированной кислоты, включающий разбавление кислоты водой и введение реагента для ингибирования кислотной коррозии, причем дополнительно - галогенид или поверхностно-активное вещество, а в качестве кислоты берут соляную или смесь соляной и фтористоводородной кислот.

В преимущественных вариантах способа получения ингибированных кислот дополнительно вводят формальдегидсодержащее соединение.

Кубовый остаток производства анилина по данным физико-химических исследований содержит следы анилина, аминофенола, аминотиофенола, едкого натра и осмолившийся остаток (см. Технологический регламент производства анилина контактным способом, N131, утв. в 1974 г. в ПО "Химпром") и представляет собой подвижную густую массу темно-фиолетового цвета.

В качестве соляной кислоты (HCl) могут быть использованы, например, кислота соляная из абгазов хлорорганических производств по ТУ 6-01-04639381-80-92 с изв. N 1 или кислота соляная синтетическая техническая по ГОСТ 857-95 или кислота соляная техническая по ТУ 38-103141-78, или кислота соляная из абгазов фосфорорганических производств (ТУ 6-02-12-103-84 с изв. N 1-3).

В качестве серной кислоты (H₂SO₄) могут быть использованы, например, кислота серная техническая по ГОСТ 2184-77 или отход производства - отработанная серная кислота по ТУ 38-3011-83.

Фтористоводородная кислота (HF) может быть использована, например, по ГОСТ 2567-89.

Смесь соляной и фтористоводородной кислот (отходы производства) по ТУ 6-02-14 -13-91 с содержанием HCl 22-30% и HF 4-6%, а также может быть использована, например, 30% синтетическая и 70% фтористоводородная кислота.

В качестве галогенидов могут быть использованы, например, калий йодистый (KJ) по ГОСТ 4232-74, калий бромистый (KBr) по ГОСТ 4160-74.

В качестве поверхностно-активного вещества могут быть использованы, например:

- оксифос КД-6 по ТУ 6-02-1148-78;

- оксанол КД-6 по ТУ 6-14-821-87;

- ДОН- 96 по ТУ 2482-010-0470-6205-97.

В качестве формальдегидсодержащего соединения (ФСС) могут быть использованы, например, формалин технический по ГОСТ 1625-89 или параформ по ТУ 6-09-141-03-83 или триоксан по ТУ 6-09-11-578- 75.

Реагент для ингибирования кислотной коррозии, представляющий собой продукт взаимодействия кубового остатка производства анилина и врдного раствора соляной кислоты получают смешением кубового остатка производства анилина и 12%-ной соляной кислоты при их соотношении 1:(2-3). Полученный продукт отфильтровывают и получают фильтрат - продукт взаимодействия, который представляет собой коричневую жидкость.

Для получения ингибированных кислот их предварительно разбавляют водой до получения серной кислоты 18-20% концентрации, соляной кислоты 20-25% концентрации, смесь соляной и фтористоводородной кислот с содержанием HCl 20-25% и HF 3-5% концентраций.

Коррозионные испытания ингибитора коррозии по п.1 и полученных ингибированных кислот проводят на образцах из стали марки Ст3. Агрессивной средой служат 20-25%-ная соляная кислота, 18-20%-ная серная кислота и смесь кислот с содержанием HCl 20-25% и HF 3-5%.

В прибор для определения скорости коррозии, состоящий из стеклянного цилиндра, вместимостью 400 см³, меткой на 250 см³ с пришлифованной пробкой, в которой имеются отверстия для выхода водорода, стеклянного стержня с крючками для подвешивания стальных пластин, заливают кислоту и помещают 4 пластины из стали марки Ст3. Пластины предварительно измеряют, промывают водой, спиртом, ацетоном, сушат и взвешивают. Цилиндры с пластинами помещают в термостат или водяную баню с температурой (203)^oС. Через 24 ч пластины вынимают из раствора, промывают водой, спиртом, ацетоном, сушат и взвешивают.

Скорость коррозии (V) в г/м²ч вычисляют по формуле



m₁, m₂ - масса пластины до начала анализа и после, г,

S - площадь пластины, м²;

24 - время анализа.

Площадь пластины (S) в м² вычисляют по формуле



где а - длина пластины, мм;

b - ширина пластины, мм;

c - толщина пластины, мм.

Площадью отверстий пренебрегают.

За результат принимают среднее арифметическое значение 3-х параллельных определений, допустимое расхождение между которыми не должно превышать 0,04 г/м²ч (P=0,05).

Эффективность ингибирования (Z) определяют как отношение разницы в скорости коррозии стали в неингибированной и ингибированной кислотах к нгибированной кислоте



где V₀ - скорость коррозии стали в неингибированной кислоте г/м²ч;

V₁ - скорость коррозии стали в ингибированной кислоте, г/м²ч.

Приводим пример получения продукта взаимодействия:

Пример 1. Берут 25 весовых частей кубового остатка производства анилина и смешивают с 75 весовыми частями 12% соляной кислоты, протекает реакция с выделением тепла. Полученную массу фильтруют через песчаный фильтр.

Пример 2-4 осуществляют аналогично описанному, изменяя соотношение исходных.

Полученные по примерам 1-4 реагенты для ингибирования кислотной коррозии испытывают на коррозионную активность в различных кислых средах. Данные сводят в таблицу 1.

Из представленных в таблице 1 данных видно, что заявленный п.1 формулы изобретения реагент для ингибирования кислотной коррозии является эффективным в средах HCl и HCl+ HF и более эффективным, чем ингибитор по прототипу в среде H₂SO₄.

Приводим примеры получения ингибированных кислот.

Пример 1. 20% серную кислоту получают смешением 78,8 весовых частей 96%-ной серной кислоты с 19,7% весовых частей воды и к 98,5 г полученной кислоты, добавляют при перемешивании 1,5 г реагента для ингибирования по примеру 1 таблицы 1.

Пример 2-3 осуществляют аналогично примеру 1.

Примеры 4,5,6,7 осуществляют аналогично примеру 1 и дополнительно при перемешивании к полученной кислоте добавляют 0,1 г формалина или 0,25 г формалина или 0,1 г параформа или 0,25 г триоксана соответственно.

Пример 8. 25% соляную кислоту получают смешением 30% абгазной соляной кислоты с водой. Берут 75,8 весовых частей последней и смешивают с 23 весовыми частями воды, затем к 98,9 г полученного водного раствора HCl последовательно добавляют 1,0 г реагента для ингибирования и 0,1 г KJ.

Пример 9. Смесь 20% HCl и 5% HF получают смешением 66,0 весовых частей 30% синтетической HCl и 7,0 весовых частей 70%-ной HF и 25,9 весовых частей воды. К полученной смеси кислот 98,9 г добавляют 1,0 г реагента для ингибирования и 0,1 г KJ.

Примеры 10-43. Осуществляют аналогично описанным, изменяя кислую среду, качественный и количественный состав вводимых компонентов.

Сведения по примерам получения, а также результаты испытания ингибированных кислот сведены в таблицу 2.

Из представленных в таблице 2 данных видно, что заявленный способ позволяет получить более простым методом ингибированные кислоты широкого спектра, соответствующие требованиям и нормам технических условий, с использованием дешевых компонентов при одновременной утилизации отходов производства - КОПА.

Приготовленные заявленным способом ингибированные кислоты стабильны при перевозке и хранении, обладают широким спектром использования в различных отраслях промышленности.