Попов В.В., Посторонко А.И., Блудова А.А.

Украинская инженерно-педагогическая академия

Использование отходов производства алкилбромидов для получения ингибиторов коррозии

Во всех промышленно развитых странах, потери от коррозионного разрушения металлов весьма велики. Так, ежегодные потери металлов составляют 15 – 20 млн. тонн (10-15 % всего производимого черного металла). Только прямые потерн от коррозии оцениваются в 14 – 15 млрд. рублей в год. Косвенные убытки, возникающие при авариях по коррозионным причинам превышают прямые убытки.

Одним из наиболее простых и экономически эффективных способов противокоррозионной защиты является применение ингибиторов коррозии. В настоящее время в качестве ингибиторов коррозии описаны тысячи химических соединений и их смесей. Большинство из них не нашли промышленного применения по ряду причин: отсутствие сырьевой базы, токсичность, трудности синтеза и другие.

В ряду органических соединений, проявляющих антикоррозионную активность, наиболее эффективны кислород-, серу- и азотсодержащие соединения. Особенно большое применение в качестве ингибиторов коррозии находят азотсодержащие соединения. В частности, - алифатические и гетероциклические амины, их четвертичные соли и др. Показано, что гетероциклические азотсодержащие соединения с мощной сырьевой базой – коксохимией (пиридин, хинолин и их производные) проявляют высокую защитную эффективность в условиях сероводородной и кислотной коррозии, сульфидного растрескивания металлов и наводороживания.

Благодаря наличию целого комплекса полезных свойств, мощной сырьевой база, а также проведенным исследованиям зависимости ингибирующей активности от химического строения целого ряда производных пиридина на основе каменноугольных азотистых оснований целесообразна разработка высокоэффективных ингибиторных композиций широкого спектра действия для различных отраслей промышленности.

Особенно эффективными ингибиторами кислотной коррозии металлов являются четвертичные аммониевые соли.

На основе отходов производства алкилбромидов (кубовые остатки после отгонки фракции С₇ – С₉) различной степени обработки и каменноугольных фракций легких и тяжелых пиридиновых оснований нами были синтезированы ингибиторы кислотной коррозии металлов комплексного действия.

Синтез ингибиторов коррозии производили на образцах отходов производства алкилбромидов (ОАЕ), подготовленных следующим образом:

1. Отделение водного слоя, отмывка органического слоя от кислых примесей водой или слабым содовым раствором

2. Отделение органического слоя от водного встряхиванием на аппарате для встряхивания лабораторных проб.

Для более полного отделения веди некоторые пробы перед синтезом ингибиторов коррозии смешивали с толуолом, затем отгоняли воду в виде азеотропа с толуолом.

Ингибиторы синтезированы по следующей методике: навеску ОАБ (0,1моль в пересчете на С₈Н₁₇В₄) растворяют при слабом нагревании (Т = 30 – 40 °С) в безводных пиридиновых основаниях (0,1 – 0,15 моль в пересчете на: хинолин, 2,4-луитидин) в круглодонной колбе, снабженной обратным холодильником, термометром, при перемешивании. Реакционную массу нагревали в течении 30 мин. до 120 °С и выдерживали в течении 5 часов при 115 – 120 °С.

После охлаждения полученную массу растворяют в толуоле (I г. инги-битора растворяется в 6 г. толуола).

Образцы синтезированных ингибиторов подвергались коррозионным испытаниям в среде 2 н. серной кислоты гравиметрическим методом по следующей методике:

реакционный сосуд с 2н. водным раствором серной кислоты и растворенным в нем ингибитором (конц. 1 г/л) помещали в термостат для поддержания постоянной температуры (Т = 30 °С). В среду помещали 3 – 4 металлических образца (диски диаметром 20 мм и толщиной 2 мм, Ст 20) и выдерживали их в течении 4 часов.

Перед испытанием металлические образцы обезжиривали в спирте, взвешивали на аналитических весах типа ВЛР-200 е погрешностью 5· 10^-5 г. По истечении времени испытания образцы нейтрализовали в водном растворе гидроксида натрия, промывали проточной дистиллированной водой, очищали от продуктов коррозии мягкой обработкой, обезжиривали в спирте и взвешивали.

Защитную эффективность ингибиторов определяли величинами скорости коррозии (К г·м^-2·час^-1) и защитного действия (z, %).

Защитная эффективность синтезированных ингибиторов коррозии на основе отобранных для синтеза образцов проб ОАБ различной степени обработки высока и составляет 93 – 98 %. При этом характер предварительной обработки проб существенного значения не имеет. Несмотря на то, что ингибиторы, полученные из проб, обработанных по методу Дина-Старка, проявили несколько повышенную защитную эффективность, при промышленном производстве ингибиторов этот метод вызовет ряд технологических трудностей и, следовательно, не может быть рекомендован для разработки технологии производства ингибиторов. Особое внимание должно быть уделено предварительному обезвоживанию ОАБ, поскольку присутствие большого количества воды в ОАБ будет способствовать гидролизу алкилгалогенидов при синтезе ингибиторов, что заметно окажется отрицательно на защитной эффективности ингибиторов. Для синтеза эффективных ингибиторов коррозии достаточно освободить ОАБ от видимой воды путем фильтрования или растворения ОАБ в толуоле с последующей декантацией.

Полученные таким образом ингибиторы коррозии могут найти применение при защите от кислотной коррозии оборудования кислотного травления металлов (проволоки, листового проката и др.), при кислотной обработке скважин в нефтегазодобыче, а также – в химической, металлургической и других отраслях промышленности.