CC BY
15
kuNiVERSLIM:
№ 5 (86)___- [ АУКИ_май. 2021 г.
ИЗУЧЕНИЕ ИНГИБИРУЮЩИХ СВОЙСТВ 2,7-ДИМЕТИЛ-2,7-ДИЦИАНИД-3,6-ДИАЗАОКТАНА
Атакулова Дилбар Дустмуродовна
преподаватель,
Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: ataqulova 79@bk. ru
Курбанов Мингикул Жумагулович
доц. кафедры, Каршинский государственный университет,
Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: kurbanovmj@mail. ru
Кодиров Абдуахад Абдурахимович
доц. кафедры,
Каршинский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Карши E-mail: abduaxad@mail.ru
STUDY OF INHIBITING PROPERTIES OF 2,7-DIMETHYL-2,7-DYCIANIDE-3,6-DIAZAOKTANE
Dilbar Atakulova
Seniora lecturer of Karshi engineering-ekonomics institute,
Republic of Uzbekistan, Karshi
Mingikul Kurbanov
Dosent of Karshi State Universite, Republic of Uzbekistan, Karshi
Abduaxad Kodirov
Dosent of Karshi State Universite, Republic of Uzbekistan, Karshi
АННОТАЦИЯ
Данная статья направлена на выявление ингибиторных свойств в молекуле 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана (МАД-20).
ABSTRACT
This article is aimed at identifying the inhibitory properties of the 2,7-dimethyl-2,7-dicyanide-3,6-diazaoctane molecule. (MAD-20).
Ключевые слова: ингибитор, коррозия, хроматография, спектр, электроны, агрессивная среда, гравиметрия, адсорбент.
Keywords: inhibitor, corrosion, chromatography, spectrum, electrons, aggressive medium, gravimetry, adsorbent.
Применение ингибиторов в нефтегазовой промышленности является эффективным средством снижения коррозионных разрушений. Эксплуатация сероводородсодержащих месторождений выдвинула целый ряд вопросов, касающихся эффективности применения ингибиторов коррозии [3; 5].
Целью исследования является получение и применение новых азотосодержащих ингибиторов коррозии на основе молекулы 2,7-диметил-2,7-
дицианид-3,6-диазаоктана и разработка технологии получения ингибиторов коррозии на их основе.
Для выполнения задачи данной работы необходимо было синтезировать молекулу 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана (МАД-20). Для этого мы проводили реакцию конденсации ацетонциан-гидрина с этилендиамином в соотношениях 2:1 моль. Схематическое изображение реакцию приведено ниже:
Библиографическое описание: Атакулова Д.Д., Курбанов М.Ж., Кодиров А.А. Изучение ингибирующих свойств 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 5(86). URL: https://7universum. com/ru/tech/archive/item/11848
№ 5 (86)
A UNÍ
/Ш. ТЕ)
UNIVERSUM:
технические науки
май, 2021 г.
ch3
2:1
h3c—c—oh + h2n-ch2-ch2-nh2 cn
ch3 ch3
h3c —c-hn-ch2-ch2nh-c—ch3
cn cn
Соединения 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана (МАД-20) является кристаллическим веществом светло-желтого цвета, температура плавления - 53-54 °С. Выход основного продукта
составляет 89 %. Чистота и ход реакции контролировались тонкослойной хроматографией на пластинке <^МЫ», в системе бензол:ацетон (2:1).
Таблица 1.
Физико-химические константы ингибитора МАД-20
Наименование ингибитора Брутто формула Температура плавления, °С Выход, % Элементный анализ
Найдено, % Вычислено, %
С Н N C H N
МАД-20 C10H18N4 Mr = 194 г 53-54 89 61,98 9,21 28,73 61,85 9,27 28,86
Синтез 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана
В плоскодонную колбу, снабженную магнитной мешалкой, помещали 0,058 моль этилендиамина и 30 мл гексана. Содержимое колбы с помощью магнитной мешалки перемешивалось в течение 20 минут. Затем с помощью длительной воронки при комнатной температуре в течение 2 часов по каплям прибавляем 5,5 мл (0,058 моль) ацетонциангидрина. Содержимое колбы еще перемешиваем 1 час. После этого растворитель отгоняем в вакууме, после чего с помощью вакуумной перегонки отгоняем продукт реакции. Выход основного продукта 89 % (6,6 г). Температура плавление: Тпл. = 53-55 °C. После отгонки растворителя делают хроматографию на пластинке «Silufol». Для определения Rf константы использовалось из бензола и ацетона в соотношениях 2:1. Rf = 0,500.
Гравиметрический метод. Этот метод оценки скорости коррозии заключается в измерении и истечении определенного времени потери массы металлических образцов, помещенных в агрессивную среду. Испытания проводились при комнатной температуре на образцах из пластинчатой стали Ст 235 размером высотой 100 мм, шириной 15 мм и толщиной 20 мм. Образцы подвешивались на капроновой леске в стаканы и помещались в растворы 15 %-ной серной кислоты, который содержал ингибиторы и не содержал раствор. Содержимое стакана перемешивалось с помощью магнитной мешалки. По истечении времени опыта образцы для снятия продуктов коррозии промывали в струе холодной воды, обрабатывали специальным моющим раствором, обезжиривали бензолом, выдерживали в эксикаторе и после этого образцы взвешивали. Скорость коррозии рассчитывали по изменению массы образцов до и после испытаний по следующей формуле:
K = mi-m2 о 100 а/1 2 ^añ S -t
где m¡ - масса образца до испытания, г;
m2 - масса образца после испытания, г;
S - площадь поверхности образца, м2; t - продолжительность опыта, час. Защитное действие ингибитора коррозии определяли по формуле:
z = к°т; к .100% К0
где К0 - скорость коррозии образцов в присутствии ингибитора, г/м2;
К - скорость коррозии образцов. Ниже приведена фотография пластинке Ст235 образцов после 96-часового опыта.
Рисунок 1. Образцы после 96-часового опыта Ст235 в растворах 15 %-ной H2SO4 с ингибиторами и без ингибитора
Результаты (Results). В данной работе предлагается создание физико-химических и технологических основ получения ингибиторов коррозии на основе молекулы 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана (МАД-20). Для этого изучены и установлены структура и состав молекулы 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана [4; 2; 6].
Для получения рентгеноструктурных данных использовались диффрактометры Xcalibur Ruby (CCD) и Crystal. Для снятия и установления структуры были получены кристаллы с размером 0,60 х 0,50 х 0,05 мм. Данные рассчитаны 300 К. Рентгено-структурная формула 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана следующая [1; 7].
№ 5 (86)
AuiSli
1ш. те;
UNIVERSUM:
технические науки
май, 2021 г.
Рисунок 2. Рентгеноструктурная формула 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана
Кроме того, были получены ИК-спектры 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана. Структура 2, 7 - диметил-2,7-дицианид-3, 6 - диазаоктана установлена данными ИК-, и ЯМР-спектроскопией, и результаты полученных данных следующие: Vs(CN) 2220 см-1, Vs(NH) 2988 см-1, Vas(CHз) 2942 см-1, Vas(CH2) 2853 см-1, p(C-C) 1464-1627 см-1, у^Н)
763,783 см-1, 5(СВД 1441 см-1, 5(СЩ 1385 см-1; 1H ЯMR-спектри (8, м.у.) 1.40 (8, 6Н, -(СН3)2), 2.74 (m, 4H, ^СН2 CH2-N).
Таблица 2.
Сравнение ИК-спектров 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана
№ Функциональные группы Значение опытов Значение программы DFT
1 Vs(CN) 2220 2351
2 Vs(NH) 2988 2933
3 Vas(CHз) 2942 2939
4 Vas(CH2) 2853 2933
5 Р(С-С) 1464-1627 1485-1526
6 у(Ш) 763,783 751,756
7 6(СШ) 1441 1418
8 6(СЩ 1385 1397
Для детального изучения и получения данных нами было изучено распределение электронных плотностей в молекуле по атомам 2,7-диметил-2,7-
дицианид-3,6-диазаоктана. Эта работа осуществлена по методу молекулярным электростатическим потенциалом в интервале от -1.004 эВ до +1.004 эВ.
Рисунок 3. МЭП поверхность 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана
Из данных рисунок видно, что самые высокие электронные плотности наблюдаются в зеленых и красных участках в молекуле 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана. Эти участки относятся к вакантным электронам функциональных групп №С и NH в молекуле, и по химическим свойствам они создают реакционный центр электрофильной заряженной частице. Эти участки в реакциях нуклео-фильного замещения отталкивают отрицательно заряженные частицы. Кроме того, в сильнокислых средах молекула заряжается положительно, и за счет положительно заряженных групп NC и NH возникает электростатическая адсорбция на поверхности железа. Кроме того, на рисунке 3 имеется черные пятно, и это место является электрона дефицитные
место молекуле. Целью лабораторных исследований является всестороннее изучение свойств ингибитора коррозии 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-
диазаоктана (МАД-20). Ингибирующие свойства 2, 7 - диметил-2,7-дицианид-3, 6 - диазаоктана исследо -вались гравиметрическим методом при комнатной температуре на образцах из пластинчатой стали Ст235 высотой 100 мм, шириной 15 мм и толщиной 20 мм в разных концентрациях. Агрессивной средой служила 15 %-ная Н2804. Полученные результаты исследования обобщены в виде таблицы 3.
В таблице 3 приведены сведения о скорости коррозионного процесса и степени защиты ингибитора МАД-20.
№ 5 (86)
A UNI
/ш. те)
UNIVERSUM:
технические науки
май, 2021 г.
Таблица 3.
Эффективность ингибитора МАД-20 в растворе 15 %-ной H2SO4 при температуре 20 °C
Шифр ингибитора Количество ингибитора, мг/л Время, час 15 %-ная H2SO4
K. 2 г / м с Z%
МАД-20 100 24 1,81 93,56
48 0,87 95,73
96 0,95 96,80
250 24 0,85 95,22
48 0,91 96,24
96 0,92 96,95
500 24 0,45 98,34
48 0,36 98,58
96 0,39 98,60
Из результатов, приведенных в таблице, видно, что изучаемый ингибитор МАД-20 с добавлением 100 мг/л в 15 %-ной серной кислоты в течение 96 часов проявляет высокие ингибирующие свойства (93,56-96,8 %). Защитный эффект ингибитора МАД-20 при концентрации 250 мг/л в течение 96 часов составляет 96,95 % и при концентрации 500 мг/л
равен 98,60 %. Это указывает на то, что эффективность ингибитора при температуре 20 °С увеличивается параллельно с увеличением концентрации. Таким образом, данная статья направлена на раскрытие нового типа ингибитора и изучение его антикоррозионных способностей в молекуле 2,7-диметил-2,7-дицианид-3,6-диазаоктана в агрессивных средах.
Список литературы:
1. Рахмонкулов М.Т., Салохиддинов Ф.А. Получение антикоррозионных материалов на основе местного сырья для нефтетранспортирующих трубопроводов // Молодой ученый. - 2016. - № 13 (117). - С. 207-210.
2. Технология переработки тяжелых нефтей и нефтяных остатков путем применения криолиза / И.Э. Абдирахимов, А.Т. Курбанов, Ф.Э. Буронов, А.Х. Самадов // Аллея науки. - 2019. - № 3 (12). - С. 310-314.
3. Corrosion of carbon steel pipes and tanks by concentrated sulfuric acid: a review / Z. Panossian, N.L.d. Almeida, R.M.F.d. Sousa, G.d.S. Pimenta [et al.] // Corros. Sci. - 2012. - № 58. - P. 1-11.
4. Experimental evaluation of quinolinium and isoquinolinium derivatives as corrosion inhibitors of mild steel in 0.5 M H2SO4 solution / S.M. Elhadi, M. Bilel, B. Abdelmalek, C. Aissa // Prot. Met. Phys. Chem. Surf. - 2016. - № 52. -P. 731-736.
5. Osman M.M., Shalaby M.N. Some ethoxylated fatty acids as corrosion inhibitors for low carbon steel in formation water // Mater. Chem. Phys. - 2003. - № 77. - P. 261-269.
6. Rakhmatova G.B., Kurbanov M.J., Xidirova Z.U. Studius of the anticorrozive properties of sulfur containing bicy-clica aminoketones // Joornal of Critical Reviews. - 2020. - Vol 7., Isue 3. - P. 63-68.
7. Study of inspactive properties against corrosion of a-aminocetones and their products / G.B. Rakhmatova, M.J. Kurbanov, N.B. Turabayeva, G.K. Tursunova // Austrian Journal of Technical and Natural Sciences. - 2020. -№ 5-6. - P. 54-59.
