CC BY
4
№ 2 (107)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2023 г.
DOI - 10.32743/UniTech.2023.107.2.15008
ИНГИБИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА 2,5-ДИФЕНИЛГЕКСИН-3-ДИОЛА-2,5
Юсупова Лола Азимовна
д-р техн. наук (DSc), кафедра "Химическая технология переработки газа ", Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: lyusupova488@gmail.com
Исмаилов Бобурбек Махмуджанович
д-ор филос. в обл.и техн. наук, PhD, кафедра "Химическая технология переработки нефти и газа ", Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: boburbek. 89@mail.ru
Нурманов Сувонкул Эрхонович
д-р техн. наук, профессор, Национального университета Узбекистана, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Уразов Фируз Бахтиёр угли
преподаватель,
кафедра "Химическая технология переработки нефти", Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Обидов Шоюнус Ботир угли
ст. преподаватель,
кафедра "Химическая технология переработки нефти и газа", Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Эргашев Жасурбек Рахимжон угли
преподаватель,
кафедра "Химическая технология переработки газа ", Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент
INHIBITORY PROPERTIES OF 2,5-DIPHENYLHEXIN-3-DIOL-2,5
Lola Yusupova
Doctor of technical science (DSc), Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Boburbek Ismailov
Doctor of Philosophy in Technical Sciences (PhD), Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Suvonkul Nurmаnov
Doctor of technical science, professor, National University of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Библиографическое описание: ИНГИБИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА 2,5-ДИФЕНИЛГЕКСИН-3-ДИОЛА-2,5 // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Юсупова Л.А. [и др.]. 2023. 2(107). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15008
kuNiVERSUM:
№2(107)_ЛД ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_Февраль. 2023 г.
Urazov Firuz
Teacher,
Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Obidov Shoyunus
Senior teacher, Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent
Ergashev Jasurbek
Teacher,
Tashkent Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
Установлено, что синтезированные вещества обладают свойством ингибировать коррозию металлов. По результатам испытаний показано, что 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 является относительно эффективным ингибитором. Созданные ингибиторы служат для предотвращения коррозии металлических конструкций и устройств и улучшения их эксплуатационных свойств.
ABSTRACT
It was found that the synthesized substances have the property of inhibiting metal corrosion. Based on the test results, it was shown that 2,5-diphenyl-3-hexine-2,5-diol is a relatively effective inhibitor. Created inhibitors serve to prevent corrosion of metal structures and devices and improve their operational properties.
Ключевые слова: ацетилен, 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5, ацетофенон, ингибитор «Ст.3» марка стали, скорость коррозии, степень защиты.
Keywords: acetylene, 2,5-diphenyl-3-hexine-2,5-diol, acetophenone, inhibitor, "St.3." grade steel, corrosion rate, degree of protection.
Введение. Около одной шестой стали, ежегодно производимой в мире, теряется из-за коррозии. Этот показатель составляет несколько миллионов тонн стали, если смотреть в глобальном масштабе. Исходя из этого, производство средств защиты от коррозии металлоконструкций и транспортного оборудования, используемых в нефтегазовой отрасли, изучение механизмов их антикоррозионного действия, повышение качества и снижение себестоимости являются одними из наиболее актуальных вопросов [1, 2, 7, 11]. На сегодняшний день проведено множество научных исследований по разработке ингибиторов коррозии для нефте- и газопроводов. Коррозия возникает в результате воздействия серы, сероводорода, сернистых органических соединений в нефте- и газопроводах на металлы. Созданные ингибиторы рекомендованы для использования при защите магистральных газопроводов от коррозии и важны тем, что не уступают импортным аналогам, основаны на местном сырье, имеют низкую стоимость [3, 9]. Процесс коррозии в основном ускоряется в оборудовании и устройствах, работающих в агрессивных кислых и щелочных средах. Ацетиленовые углеводороды являются одним из исходных сырьевых материалов, широко и эффективно используемых в органическом синтезе. Легкий доступ к реакциям обмена атома водорода в ацетилене и его гомологах типа R-C=CH, различные реакции за счет трех связей в ацетиленовых углеводородах и ряд других химических изменений в молекуле таких соединений позволяют синтезировать многие
вещества на основе на них. [4-6, 8, 10]. Есть даже такие органические соединения, которые синтезируются только из ацетилена или его гомологов.
Материалы и методы
Синтез 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 под высоким давлением проводили в малогабаритном реакторе (объем 1,6 л, работающий при 100 МПа и 600 °С) типа РЦГ ТУ-26-01-476 -73. При высоком давлении в качестве катализатора использовали растворитель диэтиловый эфир КОН. В реактор сначала добавляют 500 мл исходного вещества ацетофенона, 200 г катализатора, 500 мл диэтилового эфира, смесь нагревают до 70°С и выдерживают 10-20 мин. Затем в реактор подавался ацетилен в состоянии перемешивания через генератор. Ацетилен контролировали монометрами, а температуру контролировали термопарой. Генератор охлаждался оборотной водой. Реакцию проводят в течение 6 часов. После окончания реакции полученную реакционную смесь охлаждали до комнатной температуры, содержимое колбы разлагали ледяной водой, нейтрализовали разбавленным раствором 0,1% HCl, экстрагировали диэтиловым эфиром (3 раза), органическую часть отделилась. К нему добавляют безводный Na2SO* в качестве осушителя и оставляют на определенное время. Осушитель отфильтровывали. Оставшуюся органическую фракцию удаляли в вакууме. После этого был выделен 2,5-дифенил-3-гексин-2,5-диол с выходом 92% при температуре кипения 244 °С (10 мм рт.ст.).
№ 2 (107)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2023 г.
Результаты и обсуждение
Впервые гомогенным каталитическим методом в присутствии ацетофенона и ацетилена синтезирован
ацетилендиол 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5. Процесс проводили в растворителе диэтиловом эфире, катализатор КОН, под высоким давлением. Процесс осуществляется по следующей схеме:
O
II
С— CH3
+ HC^CH Кон/ДЭЭ
OH OH
I I
C—C=C-C I I
CH3 CH3
Строение синтезированного 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 исследовано методом инфракрасной спектроскопии (рис. 1).
Рисунок 1. ИК спектр 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5
Неплоские колебания связей С-Н в ароматических кольцах наблюдались при 700-800 см-1, максимум поглощения (ОН) гидроксильной группы при 3550-3650 см-1, СНз при 968 см-1, С=С -2120 см-1, С-О-1205 см-1.
Молекулярная масса 2,5-дифенил-3-гексин-2,5-диола, полученного по результатам исследований, составляет 266,33 г/моль.Элементный анализ дал следующие результаты: С-81,15%; Н-6,78%; 0-12,01%. Теоретически рассчитанный элементный состав: С-81,17%; Н-6,81%; 0-12,02%.
Ацетиленовые соединения обладают биологической активностью, изучено их ингибирующее свойство в отношении коррозии металлов. Исходя из этого, был изучен коррозионный процесс в стали марки «Ст.3». В результате 0,01% раствор 2,5-дифенил-3-гексин-2,5-диола позволил повысить уровень защиты металла до 84,0% при 20 0С.
Соединения ацетилена, содержащие три связи, широко используются в качестве ингибиторов коррозии металлов. Свойство ацетилендиолов против коррозии металлов проверено в лаборатории химического анализа в качестве ингибитора процесса коррозии в металлических конструкциях и устройствах. Исследованы природа, концентрация и температура ацетилендиолов в кислой, щелочной и нейтральной средах.
С целью определения ингибирующих свойств 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 в зависимости от его концентрации изучали степень защиты в зависимости от концентрации. Полученные результаты показали, что 0,01% раствор 2,5-дифенилгексин-3-диол-2,5 проявляет выраженные ингибирующие свойства. В результате увеличения концентрации до 0,05 % уровень защиты меняется очень мало (рис. 2).
№ 2 (107)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2023 г.
1) 20 оС; 2) 40 оС; 3) 60 оС; 4) 80 оС Рисунок 2. Зависимость степени защиты от концентрации 2,5-дифеншгексин-3-диола-2,5
Также были изучены скорость коррозии и степень Скорость коррозии существенно меняется с повы-
защиты в зависимости от температуры (табл. 1). шением температуры.
Таблица 1.
Изменение скорости коррозии и степени защиты нержавеющей стали при повышении температуры (pH=7, время 5 часов, концентрация ингибитора 2,5-дифенилгексин-3-диол-2,5; 0,01%)
№ Температура, оС 20 40 60 80
1. Скорость коррозии, г/м2 •час 0,6 0,70 9,20 15,45
2. Уровень защиты, % 84,0 79,0 76,0 71,0
Анализ полученных результатов показывает, что при использовании в качестве ингибитора 0,01% 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 в нейтральной среде скорость коррозии углеродистой стали Ст.3 увеличивается в несколько раз с повышение температуры. В интервале температур 20-80 °С скорость коррозии возрастает с 0,6 г/м2-час до 15,45 г/м2-час, а степень защиты снижается с 84,0 % до 71,0 %.
Кроме того, важно изучить скорость коррозии и уровень защиты стали при определенной температуре в различных средах (pH) раствора. Следующее количество раствора NaCl добавляли из раствора соляной кислоты для создания соответствующей среды (pH) раствора. рН=7; рН=2-0,0003% HCl; рН=1,5; 0,001% HCl; рН=1-0,01% HCl. Полученные результаты представлены в табл. 2.
Таблица 2.
Изменение скорости коррозии и степени защиты раствора стали «Ст.3» в различных средах (р И) (время 5 часов, концентрация ингибитора (2,5-дифенилгексин-3-диол-2,5; 0,01%), температура 60 0С)
№ рН 7,0 2,0 1,5 1,0
1. Скорость коррозии, г/м2 •час 0,22 2,5 2,6 6,25
2. Уровень защиты, % 76,0 6,0 - 5,0
Анализ результатов показывает, что при изменении от pH=7 до pH =1 скорость коррозии возрастает с 0,22 г/м2^час до 6,25 г/м2^час, а степень защиты снижается с 76,0 % до 5,0 %.
2,5-дифенилгексин-3-диол-2,5 хорош как ингибитор коррозии металлов в нейтральной среде солевых
растворов, но не проявляет ингибирующих свойств в кислой среде солевых растворов.
По результатам исследований целесообразно использовать ацетилендиолы в качестве ингибитора коррозии металлов в нейтральных и щелочных средах.
№ 2 (107)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2023 г.
Результаты скорости коррозии и степени защиты при использовании ацетилендиолов в качестве ингибиторов коррозии металлов представлены в табл. 3.
Результаты эксперимента показывают, что инги-бирующее свойство ацетилендиолов в нейтральной среде выше, чем у соответствующих винилокси- и дивинилоксисоединений. Также по сравнению с алифатическим кетоном и алифатическим дикетоном показано, что ацетилендиол и его эфиры, синтезированные на основе ароматического кетона, обладают более высокими ингибирующими свойствами. Степень защиты 0,01% раствора ацетилендиолов,
синтезированных на основе метилэтилкетона, ацетил-ацетона и ацетофенона в качестве ингибитора, при 20 оС составляет 62,0 и 73,2 и 84,0% соответственно. В их присутствии скорость коррозии составляет 1,02, 0,86 и 0,60 соответственно, а в отсутствие ингибитора равна 1,6 г/м2-ч. Степень защиты и скорость коррозии ингибитора «CONQOR 404», используемого на практике в качестве контроля, составляют 86,0% и 0,5 г/м2-ч соответственно. Уровень защиты и скорость коррозии при различных температурах (20, 40, 60, 80) определяли в присутствии препаратов.
Таблица 3.
Скорость коррозии и уровень защиты стали «Ст.3» в нейтральной среде (1=5 часов, концентрация ингибитора 0,01%)
Температура, оС Название ингибитора 20 40 60 80
СК, г/м2ч УЗ, % СК, г/м2ч УЗ, % СК, г/м2ч УЗ, % СК, г/м2ч УЗ, %
без ингибитора 1,6 - 1,89 - 22,68 - 48,2 -
2,5 - дифенилгексин-3 - диола-2, 5 0,6 84,0 0,70 79,0 9,20 76,0 15,45 71,0
2,5-дифенил-5-винилоксигексин-3-ола-2 0,8 81,0 0,85 75,1 10,2 72,0 17,8 67,0
2,5-дифенил-2,5-дивинилоксигексина-3 0,9 80,2 0,91 73,2 10,9 70,6 18,3 65,3
3,5-диметил гептадиин-1,6-диола-3,5 0,86 73,2 0,88 68,1 10,8 50,1 18,3 52,1
3, 5 -диметил-5-винилоксигепта-диин-1,6-ола-3 0,91 70,0 0,93 65,2 11,2 49,2 18,9 50,8
3,5-диметил-3,5-дивинилоксигепта-диина-1,6 0,93 68,2 0,94 63,1 12,1 48,5 20,1 49,3
3, 6 - диметилоктин-4-диола-3, 6 1,02 62,0 1,05 58,2 11,2 55,6 19,5 50,4
3, 6 - диметил-6-винил оксиоктин-4-ола-3 1,05 61,3 0,93 55,6 12,3 53,5 20,1 49,2
3,6-диметил-3,6-ди винилокси-октин-4 1,09 60,2 1,1 54,2 12,9 52,6 21,2 45,3
«СО^ОЯ 404» (контроль) 0,5 86,0 0,60 81,0 9,80 79,0 14,05 76,0
По мере повышения температуры было замечено, что степень защиты уменьшалась для каждого случая и соответственно увеличивалась скорость коррозии.
Заключение
В заключение можно сказать, что вновь синтезированные препараты обладают свойством инги-бировать коррозию металлов. 2,5-дифенилгексин-3-диол-2,5 имеет 3 высокореакционных центра. Наличие ненасыщенной ацетиленовой (-С=С-) связи,
подвижного водорода ацетилена и гидроксильной группы свидетельствует о том, что 2,5-дифенил-гексин-3-диол-2,5 является биологически активным соединением. По результатам испытаний показано, что 2,5-дифенилгексин-3-диол-2,5 является относительно эффективным ингибитором. Созданные ингибиторы служат для предотвращения коррозии металлических конструкций и устройств и улучшения их эксплуатационных свойств.
№ 2 (107)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2023 г.
Список литературы:
1. Хайдарова Г.Р. Ингибиторы коррозии для защиты нефтепромыслового оборудования // Современные проблемы науки и образования 2014, №6, -С. 42-47.
2. Б.Ф. Мухиддинов, А.Г. Махсумов, А.Т. Умрзаков, К.Ш. Х,амраев, А.И. Раджабов. Влияние ацетиленовых спиртов на коррозию металлов // «Горно-металлургический комплекс достижения, проблемы и перспективы инновационного развития» Республиканской научно-технической конференции. Навои, 2016, - С. 331-332.
3. А.Р. Фархутдинова, Н.И. Мукатдисов, А.А. Елпидинский. Изучение влияние ингибиторов коррозии на эффективность реагентов-деэмулгаторов // Вестник Казанкого технологического университета, 2012, Т. 15. №18. -С. 85-87.
4. Махсумов А.Г., Исмаилов Б.М., Абсалямова Г.М., Мирзаахмедова М.А. Ацетиленовые изотиоцианаты: синтез, свойства и их биологическая активность// Узбекский химический журнал. Ташкент-2019. -№ 6. - С. 59-70.
5. Юсупова Л.А., Нурманов С.Э., Абсалямова Г.М., Ибрагимова Г.К., Зохиджонов С.А. Синтез виниловых эфиров на основе 2,5-дифенилгексин-3-диола-2,5 и ацетилена // «Universum: химия и биология» Научный журнал, Москва, 2022, №5, -С. 7-12. (02.00.00. №2).
6. Ю.И. Кузнецов, Р.К. Вагапов, Р.В. Игошин. Возможности защиты в ингибиторами коррозии оборудования и трубопроводов в нефтегазовой промышленности // Журнал «Теория нефть и газ», 2010, №1. -С. 78.
7. Ф.М. Мустафин, Л.И. Быков, А.Г. Гумеров и др. Промысловые трубопроводы и оборудование. // М.: Недра-Бизнесцентр-2014. -С. 662.
8. L. Yusupova, S. Nurmonov, Sh. Obidov, S. Andaev, D. Kahhorov. Development of technology for the production of acetylene diols and their vinyl ethers // «Universum: Технические науки» Научный журнал. Москва 2021. Выпуск: 11(92) ноябрь 2021. Часть 6, -С. 75-83.
9. Юсупова Л, Нурманов С. Синтеза виниловых эфиров на основе диолов // Монография. Publisher: Lap Lambert Academic Publishing. ISBN: 978-620-4-72783-7. Beau Bassin. -2021. -129 с.
10. L. Yusupova, S. Nurmonov, G. Absalyamova, G. Khakimova. Technology for the production of vinyl esters based on acetylene and acetophenone // Spanish Journal of Innovation and Integrity, 2022, Vol. 5, ISSN: 27928268, -P. 221-226.
11. Трофимов Б.А., Опарина Л.А., Колыванов Н.А., Высоцкая О.В., Гусарова Н.К. Нуклеофильное присоединение к ацетиленам в сверх-основных каталитических системах. XVIII. Винилирование фенолов и нафтолов ацетиленом // Журнал органической химии. 2015. Т. 51, № 2. - С. 200-206.
