ИНГИБИРУЮЩИЕ КОРРОЗИЮ, НА ОСНОВЕ МОНОЭТАНОЛАМИНА, АДДУКТА И МОДИФИКАТОРА АНТИКОРРОЗИИ ДИЗЕЛЬНОГО ТОПЛИВА

АННОТАЦИЯ

В данной статье мы рассматриваем синтез и исследование процесса ингибирующих коррозию, на основе моноэтаноламина, аддукта и  нитрования при взаимодействии сивушных масел и азотной кислоты для получения многофункциональных модификаторов с антикоррозионными свойствами. Изучение процесса получения этих композиций, их физико-химические характеристики, а также возможные области применения и разработка технологии являются актуальными.

ABSTRACT

In this article, we consider the synthesis and study сorrosion-inhibiting, based on monoethanolamine, adduct and of the  nitration process in the interaction of fusel oils and nitric acid to obtain multifunctional modifiers with anti-corrosion properties. The study of the process of obtaining these compositions, their physicochemical characteristics, as well as possible areas of application and development of technology are relevant.

Ключевые слова: композиции, антикоррозионными, модификатор, эффективность модификатор, газоконденсату, серной кислоте.

Keywords: compositions, anticorrosion modifier, efficiency modifier, gas condensate, sulfuric acid.

Введение. В настоящее время в мире ведутся работы по разработке новых полифункциональных композиций, ингибирующих коррозию, направленных на получение экологически чистых ингибиторов коррозии из вторичных промышленных продуктов и эффективности использования O или N содержащих ингибиторов коррозии. Для защиты топливной системы и деталей двигателя такие нефтепродукты, как бензин, дизельное топливо, авиационное топливо и сжиженный углеводородный газ не должны проявлять коррозионных свойств в отношении меди или стали.

Металл особенно уязвим в присутствии соединений серы, таких как H₂S, и свободной серы[1].

Если готовое топливо не соответствует требованиям по коррозии металла, быстро справиться с этой проблемой поможет обработка некондиционных партий с помощью ингибиторов коррозии металла. Азотсодержащие композиции марки УНДж-20 пассируют поверхность медных компонентов и защищают металл от агрессивного воздействия[2].

Во время испытания модификаторов коррозии, были проведены испытания защитной способности образцов ингибиторов коррозии марки УНДж-20. Защитную способность ингибитора определяли при температуре окружающей среды в агрессивных средах:

Последствия коррозии для окружающей среды огромны, и ее торможение было тщательно изучено. Соляная кислота широко используется в различных технологических процессах в промышленности, например, в травильных ваннах, при добыче и переработке нефти и газа и в других химических и нефтехимических отраслях промышленности.

Кроме того, при техническом крекинге нефти кислоты появляются в результате гидролиза солей и могут оказывать разрушительное воздействие на оборудование. Коррозия в низкоуглеродистой стали является важной и дорогостоящей проблемой в промышленности, и она представляет значительную долю потерь в результате потери производства, неэффективной работы и высоких эксплуатационных расходов. Было обнаружено, что один из лучших методов защиты металлов от коррозии включает использование ингибиторов, которые являются веществами, которые замедляют скорость коррозии[3].

В основу настоящей композиции, ингибирующей коррозию, поставлена задача создания безотходного способа получения ингибитора коррозии, обладающего высоким защитным эффектом, с использованием более доступных реагентов.

Получение ингибитора коррозии заключается в том, что проводят реакцию взаимодействия моноэтаноламина с аддуктом (смесь фосфорной кислоты, мочевины и окиси цинка) в определенном соотношении взятых компонентов и в присутствии растительного масла.

В трехгорлую колбу, снабжённую мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружали 20 г фосфорной кислоты, 2 г окиси цинка и 22 г мочевины, полученную смесь нагревали до температуры 120 ^оС до образования жидкой гомогенной смеси и прибавляли при перемешивании 10 г моноэтаноламина. Затем смесь нагревали до полного получения однородной массы (1час, 120^oC). Потом охлаждали температуру реакционной массы до 90°С и добавляли 5,5 г растительного масла. Реакционную смесь при непрерывном перемешивании при температуре 160°С выдерживали в течение 1,5 часов. Затем охлаждали продукт до комнатной температуры. Среда синтезированного ингибитора коррозии составляют рН-7. [4.c.103-104].

На выход полученной композиции, ингибирующей коррозию, на основе моноэтаноламина и аддукта (смесь фосфорной кислоты, мочевины и окиси цинка) марки АИК – 2, влияет температура, соотношение взятых компонентов и время, а также использование катализатора. Нами синтезированы композиции, ингибирующие коррозию, при этом были изучены оптимальные режимы получения олигомеров, такие как температура, вязкость и соотношение исходных компонентов, изучены их ИК-спектры .

Синтезированы новые полифункциональные композиции, ингибирующие коррозию, АИК – 2 при различных соотношениях исходных компонентов в течение 2,5-3 часов изучали производительность реакции и определили, что наилучшим соотношением компонентов моноэтаноламина, аддукта и растительного масла является соотношение соответственно равное 3:1:0,5 в течение 2,5 часов при температуре 160^оС. (рис.1).

1) 3:1:0,5; 2). 3:2:1; 3). 3:3:3; 4) 1:2:3

Рисунок 1. Зависимость выхода композиции, ингибирующей коррозию, АИК – 2 от соотношения исходных веществ и от времени. Температура 160^оС

Как видно из рис. 2.1, оптимальная температура синтеза для высокого выхода композиций, ингибирующих коррозию, является 160⁰С. Последующее увелечение температуры приводит к уменьшению выхода композиций, ингибирующих коррозию.

Синтез композиций, ингибирующих коррозию, при температуре 160^оС в течение 2,5 часов проводили с различными катализаторами. Изучали производительность реакции. Высокоэффективным получился выход реакции при использовании в качестве катализатора ионной жидкости (рис.2.).

1. Aлюминий хлорид. 2. Ионная жидкость. 3.Оксид магния

Рисунок 2. Влияние катализатора на производительность реакции при 160ºС

Физико-химические свойства синтезированной композиции, ингибирующей коррoзию, АИК – 2 приведены в табл.2.4. при оптимальных условиях (Т=160°С, τ=2,5ч). Высокий выход олигомерного соединения получается при соотношении компoнентов мoноэтаноламин, аддукт и растительное масло= 3:1:0,5.

Таблица 1.

Физико-химические характеристики композиции, ингибирующей коррозию, АИК – 2

На ИК-спектре АИК-2 видны асимметричные и симметричные валентные колебания полос 3293, 3348, см-¹ NН₂ групп, появление полос валентных колебаний при 2919, 2849 oтносится к acимметричным валентным кoлебаниям СН₂-групп.

Aсимметричные и симметричные деформационные колебания карбонильной группы и обратимые колебания карбонильных групп соответствуют спектру между 1456, 1557 и 1642 см^-1. Низкие полосы интенсивности в спектре 1309 и 721 см^-1 обусловлены вращательными и маятниковыми колебаниями метиленовой группы. Пoлоса нa длине волны 1232 см^-1 спектра обусловлена деформационными колебаниями соединений фосфора -P = O в области 1266 см^-1.

Полосы поглощения  в областях 868 и 1642 см^-1, подтверждают наличие –NH₂ групп. Кроме того, на ИК-спектре в областях 800 см^-1 и 1456 см^-1 появляются узкие малоинтенсивные полосы, содержащие связи металла [4.c.103-104].

Рисунок 3. ИК-спектр композиции, ингибирующей коррозию АИК – 2
Зависимость выхода композиции, модификатор антикоррозию, УНДж-20 от соотношения исходных веществ и от времени Температура 160^оС

Синтез композиций, ингибирующих коррозию, при температуре 160^оС в течение 2,5 часов проводили с различными катализаторами. Изучали производительность реакции. Высокоэффективным получился выход реакции при использовании в качестве катализатора ионной жидкости .

Рисунок 4. Зависимость выхода композиции, модификатор антикоррозию, УНДж-20 от соотношения исходных веществ и от времени Температура 160^оС

Физико-химические свойства синтезированной композиции, модификатор антикоррoзию, УНДж-20 приведены в табл.1. при оптимальных условиях (Т=160°С, τ=2,5ч). Высокий выход олигомерного соединения получается при соотношении компoнентов свшуй масло, азотная килота и растительное масло= 2:1:0,5.

Таблица 2.

Физико-химические характеристики композиции, Модификатор антикоррозию, УНДж-20

Примечание: Z< 0 - стимулирование коррозии

Z > 0 - замедление коррозии.

Результаты определения защитной способности ингибиторов марки: УНДж-20; показали следующие результаты:

- Скорость коррозии стали марки Ст 20 в газовом конденсате составила - 0,033 мм/год, при добавке 0,0006 % ингибитора марки УНДж-20 скорость коррозии составила 0,0026 - 0,0031 мм/год, что соответствует оценке защитной способности ингибиторов -3 балла «удовлетворительная». Степень защиты ингибитором 90,61 - 92,12%;[2]

Список литературы:

1. Умиров Н.Н., Нуркулов Ф.Н., Джалилов А.Т. «Влияние дополнительных модификаторов дизельного топлива на двигатель. Интеграция наука, образование и производства- важнейший фактор в реализации инвестиционных проектов нефтегазовой отрасли» материалы республиканской научно – технической конференции. Ташкент-2019 1-ноября   358-360 с.
2. Умиров Н.Н., Нуркулов Ф.Н., Джалилов А.Т. “Цетаноповышающая присадка алкилнитрита – УНДж-20” // Современные проблемы и перспективы химии и химико – металлургического производства Инновационные разработки в сфере химии и технологии топлив смазывающих материалов. Республиканской научно – технической конференции – (2018-йил 22-ноября) Навои -2019  -с.33-34
3. Умиров Н.Н., Нуркулов Ф.Н., Джалилов А.Т «Кислород таркибли иккиламчи хомашё асосида қайта ишланган октан сонини оширувчи модификатор» Внедрение достижений науки в практику и устранение в ней деятельности коррупции. III - Международная конференция-симпозиум. Ташкент-2019 30-ноября 291-294 с.
4. Нарзуллаев А.Х., Джалилов А.Т., Бекназаров Х.С., Нурқулов Э.Н., Давронова.Ф.Л. Маҳаллий хомашёлар асосида янги самарали коррозия ингибиторларини синтез қилиш ва уларни амалиётда қўллаш Композиционные материалы № 1, 2019 г. С.102-104. (02.00.00., №4)