Ингибирование коррозии стали комплексными солями на основе триглицеридов рапсового масла Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

416

KiMYA PROBLEML9M № 4 2016

УДК665.3.620.197.3

ИНГИБИРОВАНИЕ КОРРОЗИИ СТАЛИ КОМПЛЕКСНЫМИ СОЛЯМИ НА ОСНОВЕ ТРИГЛИЦЕРИДОВ РАПСОВОГО МАСЛА

В.М.Аббасов, З.Г.Асадов, С.С.Сулейманова, Э.Ш.Абдуллаев, Р.А.Рагимов

Институт нефтехимических процессов им. Ю.Г.Мамедалиева Национальной АН Азербайджана AZ1025 Баку, пр.Ходжалы, 30; e-mail: [email protected]

Реакцией триглицеридов рапсового масла с диэтаноламином получены диэтилоламиды. Затем, с участием ортофосфорной кислоты получены их фосфатпроизводные. На основе фосфатпроизводных диэтилоламидов с моноэтаноламином (МЭА), диэтаноламином (ДЭА) и триэтаноламином (ТЭА) получены комплексные соли с мольным соотношением 1:1 и 1:2, проявляющие высокую степень защиты стали от сероводородной коррозии (92.3-99.6%). Наиболее высокий защитный эффект - 99.6% оказывает триэтаноламиновая соль с мольным соотношением 1:2 при концентрации 100 мг/л. Ключевые слова: рапсовое масло, ингибитор коррозии, этаноламины, диэтилоламидофосфат, комплексные этаноламиновые соли.

ВВЕДЕНИЕ

За последнее десятилетие отмечается интенсивная разработка сернистых залежей нефтей, в связи с чем резко возрастает удельный вклад сероводородной коррозии стального оборудования, используемого при добыче, транспортировке и переработке нефти [1]. Сероводородная коррозия является одной из главных причин коррозионного разрушения стального оборудования и трубопроводов при добыче, очистке, транспортировке и переработке углеводородного сырья [2]. Хотя известно множество средств защиты от

сероводородной коррозии, проблема разработки эффективного и доступного ингибитора остается актуальной [3,4]. Под руководством академика В.М.Аббасова синтезированы аминные и этаноламинные комплексы сульфатированных кислот растительного происхождения и

исследованы в качестве ингибиторов углекислотной коррозии. В данной работе синтезированы этаноламинные комплексы фосфатных производных кислот

растительного происхождения и

исследованы в качестве ингибитора в сероводородной среде.

ЭКСПЕРИМЕНТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Рапсовое масло относится к быстровысыхающим маслам, так как легко полимеризуется в присутствии кислорода воздуха («высыхает») с образованием прочной прозрачной пленки. Эта способ-

ность обусловлена высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот. Некоторые физико-химические свойства рапсового масла представлены в таблице 1.

Табл. 1. Физико-химические свойства рапсового масла

Масло Цвет d? < Т 1 застыв 0С Йодное число rJ2/ 100г

Рапсовое масло бурый 0.914 1.4650 от -4 94-106

В данной работе получены новые ингибиторы коррозии - соли этилол-амидофосфата кислотной фракции рапсового масла. Для синтеза комплексных

солей вначале на основе триглицеридов рапсового масла и диэтаноламина (ДЭА) при температуре 120 -140 0С были получены диэтилоламиды:

сн2-о-с ^

сн2-о-с<*° + 3НМ (СН2СН20Н)2 I р

СН2-0-СС

сн2 -ом

эр-с^ + сН2 -ОН

^М(сН2сН20Н)2 I

сН2 -ОН

Далее, с участием ортофосфорной кислоты при температуре 30-40 0С получено фосфатпроизводное диэтилоламидов:

О

О О II

|| сН2-сН2-ОН || .сН2-сН2-О-Р-ОН

^-м^ 2 2 + НэРОд р-с-^ ОН

сН2-сН2-ОН 2 ^сн2-сн2-Он

Фосфатпроизводное испытано как Результаты исследований показали его ингибитор в сероводородной среде при 4-х высокую антикоррозионную способность концентрациях (10, 20, 50 и 100 мг/л). (табл.2).

Табл. 2. Результаты исследований антикоррозионной способности фосфатпроизводного диэтилоламида кислотной фракции рапсового масла

Ингибитор Концен- Скорость Эффект Коэффициент

трация коррозии, защиты ингибирования у

реагента, р, г/(м2-час)

С,мг/л

Без ингибитора 0.29

Фосфатпроизводное диэтилоламида кислотной фракции рапсового масла 10 0.13 55.0 3.33

20 0.09 67.0 5.88

50 0.05 82.0 55.5

100 002 92.0 12.5

Далее, на основе этилоламидо-фосфата синтезированы комплексные соли

с участием моноэтаноламина, диэтанол амина и триэтаноламина с мольным соотношением 1:1 и 1:2.

О

р-с-ы

О

II

^сн2-сн2-О-р-Он

\

Он +ын2-сн2-сн2-Он

сн2-сн2-Он

О

р-с-ы

О

/снэ-сн2-О-р-О ынэ-сн2-сн2-Он

ч ОН

сн2-сн2-Он

О

О

о-О-Р-С

сН2-сН2-О-Р-ОН сН2-сН2-ОН

р-с-^_______Он + ын<

сН2-сН2-ОН

сН2-сН2-ОН

О

О

-Р.

р-с-^ Он

хсн2-сн2-Он

сН2-сН2-О-Р-ОН

/сН2-сН2-ОН + N —сН2-сН2-ОН-ЧсН2-сН2-ОН

О

О

II

р-с-ы

хсн2-сн2-ОИ

2-О-Р-О Он

сн2-сн2-О-Р-ОЫн2

МЭА-ная соль

сн2-сн2-Он сн2-сн2-Он

ДЭА-ная соль

О

Полученные комплексные соли испытаны как ингибиторы в сероводородной среде при 4-х концентрациях (10, 20, 50 и 100 мг/л). Результаты

^сН2-сН2-ОН

-ОЫН^сН2-сН2-ОН II / 2 2 | \сН2-сН2-ОН —»-р-с-ы/ Он

\сН2-сН2-ОН

ТЭА-ная соль

исследований показали высокую антикоррозионную способность синтезированных комплексных солей (табл. 3.).

Табл 2. Результаты исследований антикоррозионной способности комплексных солей на _основе рапсового масла_

Ингибитор Концентрация реагента С,мг/л Скорость коррозии р, г/(м2-час) Эффект защиты 2,% Коэффициент ингибирования У

Без ингибитора 0.29

МЭА-ная соль в соотношении 1:1 10 0.10 65.0 2.8

20 0.07 75.1 4.0

50 0.04 86.2 7.14

100 0.02 92.3 12.5

ДЭА-ная соль в соотношении 1:1 10 0.10 62.1 2.63

20 0.06 76.4 4.1

50 0.04 86.6 12.1

100 0.02 93.4 12.5

ТЭА-ная соль в соотношении 1:1 10 0.10 65.3 2.85

20 0.05 81.2 5.2

50 0.04 86.1 7.14

100 0.02 95.4 14.2

МЭА-ная соль в соотношении 1:2 10 0.08 72.3 3.6

20 0.04 83.6 7.2

50 0.02 91.3 14.5

100 0.009 96.7 32.2

ДЭА-ная соль 10 0.07 73.7 4.14

ЛИТЕРАТУРА

в соотношении 1:2 20 0.04 84.8 7.25

50 0.02 93.0 14.5

100 0.004 98.3 72.5

ТЭА-ная соль в соотношении 1:2 10 0.07 75.2 4.14

20 0.03 89.1 9.60

50 0.01 94.0 29

100 0.001 99.6 290

1.Кузнецов Ю.И. Физико-химические аспекты ингибировании коррозии металлов в водных растворах. // Успехи химии. 2004, т. 73, № 1, с. 79-93.

2.Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е. Ингибирование сероводородной и углекислотной коррозии металлов. Универсализм ингибиторов. М.: Изд-во КАРТЭК, 2011. 244 с.

3.Hany M.Abd El-Lateef, Vagif M.Abbasov, Leylufer I. Aliyeva, Ismayilov I.T. Corrosion

Protection of Steel Pipelines against CO2 Corrosion-А Review. // Chemistry Journal. 2012, Vol. 02, Issue 02, p. 52-63. 4.Кашковский P.B., Вагапов P.K., Кузнецов Ю.И. Об особенностях летучего ингиби-рования сероводородной коррозии стали аминами. / Сб. тезисов докл. VII научно-практической конфер. молодых спец. и ученых филиала ООО «Газпром ВНИИГАЗ». Ухта. 2010. с. 24.

REFERENCES

1. Kuznecov Ju.I Physical-chemical aspects of metal corrosion inhibition in water solutions Uspehi himii - Russian Chem.Rev. 2004, vol. 73, no.1, pp. 79-93.

2.Vigdorovich V.I., Cygankova L.E. Ingibirovanie serovodorodnoj i uglekislotnoj korrozii metallov. Universalizm ingibitorov [Inhibition of hydrosulfuric and carbon-dioxide corrosion of metals. Universalism of inhibitors]. Moscow: Kartek Publ., 2011, 244 p.

3. Hany M.Abd El-Lateef, Vagif M.Abbasov, Leylufer I. Aliyeva, Ismayilov I.T. Corrosion Protection of Steel Pipelines against CO2 Corrosion-A Review. Chemistry Journal. 2012, Vol. 02, Issue 02, pp. 52-63.

4.Kashkovskij P.B., Vagapov P.K., Kuznecov Ju.I. On distinctive features of volatile inhibition of hydrosulfuric corrosion of steel by amines. /Collected reports of the VII scientific-practical conference of young specialists and scientists of «Gazprom VNIIGAZ» Ukhta, 2010, p. 24.(In Russian).

INHIBITION OF STEEL CORROSION BY COMPLEX SALTS ON THE BASIS OF TRIGLYCERIDES OF RAPE-SEED OIL

V.M.Abbasov, Z.H.Asadov, S.S.Suleymanova, E.Sh.Abdullayev, R.A.Rahimov

Y. G. Mamedaliyev Institute of Petrochemical Processes

of the National Academy of Sciences of Azerbaijan Az 1025 Baku, Hojaly ave. 30; e-mail: sss-seva@mail. ru

Using the reaction of triglycerides of rape-seed oil with diethanollamine, diethylolamides have been obtained. Then, with participation of orthophosphoric acid, phosphate derivatives of diethylolamide have

been synthesized. On the basis of phosphate derivatives of diethylolamides with monoethanolamine (MEA), diethanolamine (DEA), triethanolamine (TEA), there have been obtained complex salts with molar ratio 1:1 and 1:2, exhibiting a high level degree of steel protection against hydrosulfuric corrosion (92.3-99.6). The highest protective effect - 99.6% is displayed by trithanolamine salt with molar ratio 1:2 at concentration 100 mg/l.

Keywords: rape oil, corrosion inhibitor, ethanolamines, diethylolamidophosphate, complex ethanolamine salts.

RAPSO YAGI TRiQLiSERiDLORi OSASINDA KOMPLEKSDUZLARINPOLAD KORROZiYASINA QAR§I iNHiBiTOR XASSBLBRt

V.M.Abbasov, Z.H.ds9dov, S.S.Suleymanova, E.§.AbduUayev, R.A.R9himov

Akad Y.H.Mdmmdddliyev adina AMEA-nin Neft-Kimya Proseslari institutu AZ1025 Baki, Xocalipr. 30; e-mail:[email protected]

Rapso yagi triqliseridlarinin dietanolaminla qar§iliqli tasirindan dietilolamid sintez edilmi§ va onun inhibitor xassasina malik fosfat toramasi alinmi§dir. Fosfat toramasi H2S ila doydurulmu§ muhitda polad-3 korroziyasina qar§i inhibitorluq qabiliyyati sinaqdan kegirilmi§dir, 100 mq/l qatiliqda o, 92.0% mudafia effekti gostarmi^dir. Fosfat toramasini 1:2 mol nisbatda monoetanolamin, dietanolamin va trietanolamin ila neytralla§dirmaqla muvafiq 1:1 va 1:2 mol nisbatinda kompleks duzlar sintez edilmi§dir. Bu kompleks duzlarin H2S ila doydurulmu§ muhitda polad-3 korroziyasina qar§i inhibitorluq qabiliyyati tadqiq olunmu§dur. Trietanolamin duzu 1:1 mol nisbatinde 100 mq/l qatiliqda 95.5% mudafia effekti gostarmi^dir. Duzlar arasinda an yuksak mudafia effektini 1:2 mol nisbatinda olan trietanolamin gostarmi§dir - 100 mq/l qatiliqda 99.6%.

Agar sozfor: rapso yagi, korroziya inhibitoru, etanolaminlar, dietalolamidofosfat, etanolamin kompleks duzlari.

Поступила в редакцию 16.10.2016.