Писаненко Д.А., Авилов В.О., Климко Ю.Е.

Национальный технический университет Украины

« Киевский политехнический институт»

Влияние высших ацетиленовых спиртов на защитные свойства ингибитора кислотной коррозии КИ-1.

dpisanenko@mail.ru

Одним из наиболее распространенных в промышленности адсорбционных ингибиторов кислотной коррозии металлов является ингибитор КИ-1[1,2]. С целью повышения его эффективности проводятся многочисленные исследования по изучения влияния различных добавок на защитные свойства этого ингибитора. Установлено, что добавка небольших количеств ацетиленовых спиртов усиливает антикоррозионное действие ингибитора при повышенных температурах, Например, в присутствии гексинола скорость коррозии при 120^оС в 15%-ной HCl снижается в 5 раз [3].

На основе смеси аминов и ацетиленовых спиртов разработана ингибирующая композиция для растворов соляной, серной и фосфорной кислот [4]. В присутствии 0,1-0,5% этой композиции скорость коррозии стали Ст.10 в разбавленной соляной кислоте при 100^оС снижается в 350-450 раз. Для защиты оборудования при кислотной обработке глубоких скважин рекомендуется использовать 4-х компонентную смесь, в состав которой входят четвертичные аммониевые соединения и ацетиленовые спирты [5]. Она обеспечивает степень защиты стали в 14%-ной HCl при 100^оС не ниже 99%.

Исходя из вышеизложенного, представляется актуальным более полное изучение влияния ацетиленовых спиртов различного строения на защитные свойства ингибитора КИ-1. С этой целью в настоящей работе использовали препаративную форму ингибитора, в которую вводили добавки таких спиртов в количестве 1% и антикоррозионные свойства ингибиторов, модифицированных таким образом, оценивали по их влиянию на коррозию стали Ст.3 в растворах соляной и серной кислот, определяя скорость коррозии К и коэффициент торможения γ.

Коррозионные испытания проводили массометрическим методом в 20%-ном растворе HCl при 60^оС и 20%-ном растворе H₂SO₄ при 80^оС. Продолжительность испытаний составляла 0,24ч, образцы стали имели рабочую поверхность 7,2∙10^-4 м², для ингибирования применяли 5 г∙л^-1 подготовленных препаративных форм ингибиторов КИ-1(1-9) с добавками 1% ацетиленовых спиртов. Для сравнения влияния ингибиторов на коррозию в указанных условиях в качестве стандарта применяли препаративную форму промышленного ингибитора КИ-1 (п.10) без добавки спиртов. Результаты исследований приведены в таблице.

Таблица

Влияние модифицированных ингибиторов КИ-1 (1-9) на коррозию стали Ст.3 в 20%-ных растворах HCl и H₂SO₄

Модифицированные ингибиторы КИ-1	Химические формулы добавок	20% HCl,60^oC		20% H2SO4, 80^оC
		К, г∙ м^-2∙ч^-1	γ	К,г^-1 ∙м^-2∙ ч^-1	γ
1		0,71	611,3	4,78	124,3
2		0,79	549,4	0,71	836,6
3		1,12	387,5	14,76	40,2
4		1,73	250,9	12,87	46,2
5		1,30	233,1	1,52	294,1
6		1,43	212,0	1,52	183,4
7		1,28	236,1	2,22	201,6
8		1,52	199,3	1,28	349,6
9		1,50	155,0	1,35	320,0
10	КИ-1 без добавок	1,20	252,6	3,40	99,3

Как видно из таблицы, наиболее эффективными добавками к ингибитору КИ-1 в 20%-ной HCl являются ацетиленовые спирты с концевой тройной связью: пропаргиловый спирт (п.1) и 1-ундецинол-11 (п.2). Они повышают степень защиты от коррозии с 99,3% (γ = 252,6) для промышленного ингибитора КИ-1 до 99,8% (γ=611,3). В 20%-ной H₂SO₄ наиболее высокие защитные свойства в составе ингибиторов проявили добавки 1-ундецинола-11(п.2) и ди (1-ундецинола-11)(п.5). Сравнение антикоррозионных свойств ингибиторов, модифицированных этими добавками, показывает, что увеличение размеров молекулы ацетиленового спирта в их составе и появление второй тройной связи в структуре добавляемого ацетиленового спирта приводит к снижению защитных свойств ингибитора почти в 2 раза. Вероятно, это связано как со стерическими препятствиями донорно-акцепторному взаимодействию электронной плотности тройной связи с поверхностью корродирующего металла, так и возможной полимеризацией спиртов.

Для повышения способности ацетиленовых спиртов адсорбироваться на поверхности металла в структуре 1-ундецинола-11 был дополнительно создан катион-активный центр в виде четвертичного аммонийного катиона. Для этого кватернизацией пиридина соответствующими 1-ундецинил-11-галогенидами в CCl₄ были получены четвертичные аммонийные соли (п.8 и п.9), 1% добавок которых к препаративной форме ингибитора КИ-1 использовали для создания модифицированных ингибиторов. Однако, коррозионные испытания (табл.) показали, что заметного повышения защитных свойств этих ингибиторов не происходит, что можно объяснить экранированием тройной связи пиридиновым кольцом и снижением ее способности адсорбироваться на поверхности металла.

Таким образом, проведенные исследования показывают, что защитные свойства промышленного ингибитора кислотной коррозии КИ-1при повышенных температурах могут быть усилены путем введения добавок ацетиленовых спиртов в его препаративную форму.

Литература:

1. Иванов Е.С. Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах. М.: Металлургия, 1986,174с.

2. Антропов Л.И., Макушин Е.М., Панасенко В.Ф. Ингибиторы коррозии металлов.Киев: Техніка, 1981, 183с.

3. Мирзаева З.Ф., Курбанов Ф.К.// Журн.прикл.химии.-1984, т.57, вып.11, с.2626-2628.

4. Авт.св. СССР 190167.Способ торможения коррозии черных металлов в растворах кислот. Балезин С.А., Аронсон Ю.П., Беленький С.М. Опубл. 1967.

5. Pat.US 3632524. Rosin-amine and acetylenic alcohol corrosion inhibiting compositions.Marycko T.M., Shore S.M.- Опубл.1972.