Химия и химические технологии/6.Органическая химия

ЛяхинаЮ.Б. , д.т.н. Лиакумович А.Г.

ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет»,Россия

РАЗРАБОТКА ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ НА ОСНОВЕ ДИЭТИЛЕНТРИАМИНА И ХЛОРИСТОГО АЛЛИЛА

Актуальность выбранной темы исследования заключается в том, что в настоящее время, ингибирование коррозии является – одним из наиболее экономически эффективных средств защиты металлов. Применение ингибиторов позволяет существенно повысить надежность и долговечность оборудования, не изменяя технологии процесса. Исследование механизма ингибирующего действия, позволяет расширить ассортимент ингибирующих добавок, найти среди них наиболее эффективные , технологичные в производстве и применении.

Целью данной работы является проведение синтеза эффективного азотсодержащего препарата на основе диэтилентриамина и аллилгалогенида (хлористого аллила), который расширит ассортимент реагентов, применяемых на нефтепромыслах; выбор наилучших условий синтеза реагента.

Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:

1.Подобрать оптимальные условия проведения синтезов :

2.Исследовать полученную аммонийную соль в качестве реагентов для ингибирования коррозии.

Проблемы повышения нефтеотдачи, а также эффективные методы борьбы с сероводородной коррозией - одна из важных задач нефтепромыслового комплекса. Это обусловлено тем, что нефть является передовой по содержанию в ней сернистых соединений, а как следствие повышение популяции там сульфат восстанавливающих бактерий (СВБ) (содержатся в воде которая используется при нефтеоткачке ), которые в свою очередь и вызывают сероводородную коррозию.

Особенно страдает от коррозии оборудование старых месторождений, в которых с целью увеличения добычи нефти в пласт закачивают высокоминерализованную, а иногда и морскую воду, а также применяют кислотную обработку. Закачивание такой воды в пласт создает благоприятные условия для протекания микробиологических процессов, способствующих жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий и появлению в системе сероводорода. Коррозия, вызываемая жизнедеятельностью сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) наиболее опасна, т.к. эти бактерии широко распространены в природе — в почве, водах, глубинных шахтах.

В данной работе мы проводим исследования по разработке ингибирующего препарата на основе диэтилентриамина (ДЭТА ) и хлористого аллила (ХА), при взаимодействии которых, получаем конечный продукт- аммонийную соль. По проведенным исследованиям установлено, что подобный препарат является ингибитором коррозии.

В качестве исходных продуктов были взяты следующие реагенты:

Хлористый аллил

H₂C=CH-CH₂

Cl

Диэтилентриамин

NH₂-CH₂-CH₂-NH- CH₂-CH₂- NH₂

Характеристика исходных соединений

Название соединения	M, г/см^3	Внешний вид	dn^20 кг/м^3	Tк^*,°С	Растворимость
Диэтилентриамин NH2(CH2)2NH(CH2)2NH2	103	Бесцветная жидкость,с аминным запахом	0,9542	205-207	Хорошо растворяется в воде,этаноле.
Хлористый аллил Cl-CH2-CH=CH2	76,5	Бесцветная жидкость,с резким запахом	0,938	45,1	В воде не растворим

Синтез проводили при атмосферном давлении в интервале температур от 10-40 ˚С, мольном соотношении амин : аллил галогенид от 1: 1 до 1: 3. Продолжительность реакции от 1 до 4 часов. Для проведения синтезов использовался растворитель – обессоленная вода.

Основное направление алкенилирования ДЭТА можно представить в виде реакции :

NH₂-CH₂-CH₂-NH-CH₂-CH₂-NH₂ + Cl-R → [ NH₂-(CH₂)₂-NH-(CH₂)₂-NH₂ ]Cl

R

Где R , -CH₂-CH=CH₂

Влияние условий проведения реакции в водной среде на выход аммонийной соли представлено на Рис.1 и 2. Из них видно, что наибольший выход продуктов реакции достигается при температуре 40 ˚С и продолжительности реакции от 1 до 4 часов. Оптимальное мольное соотношение диэтилентриамина (ДЭТА) с хлористым аллилом (ХА) 1: 3,что представлено на Рис.3

Рис.2.1. Влияние температуры реакции на выход алкениламмонийной соли на основе ДЭТА и ХА

1)ДЭТА:ХА=1:1;

2)ДЭТА:ХА=1:2;

3)ДЭТА:ХА=1:3.

Рис.2.2.Влияние продолжительности реакции на выход алкениламмонийной соли на основе ДЭТА и ХА

1)ДЭТА:ХА=1:1;

2)ДЭТА:ХА=1:2;

3)ДЭТА:ХА=1:3.

Рис.2.3. Влияние мольного соотношения на выход алкениламмонийной соли на основе ДЭТА и ХА

1) ДЭТА : АХ= (A1=1; A2=1,05; A3=1,1; A4=1,2)

2) ДЭТА : АХ= (А1=2; А2=2,05; А3=2,1; А4=2,2)

3) ДЭТА : АХ= (А1=3; А2=3,05; А3=3,1; А4=3,2)

Все синтезированные соли испытаны в качестве ингибиторов коррозии.

№	Четвертичные аммонийные соли	Степень защиты от коррозии %	Скорость коррозии К,г/м^2ч
0	Промышленный реагент «ИНХП-12.01»	91	0,0005
1	[ NH2-CH2-CH2-NH-CH2-CH2-NH2]Cl CH2-CH=CH2	79,0	0,005
2	[ NH2-(CH2)2-NH-(CH2)2-NH2-CH 2-CH=CH2]Cl2 CH2-CH=CH2	89,0	0,0004
3	[CH2=CH-CH2- NH2-(CH2)2-NH-(CH2)2-NH2-CH 2-CH=CH2]Cl3 CH2-CH=CH2	85,0	0,0005

Проанализируем Результаты испытаний Активности аммонийной соли в ингибировании коррозии металлов:

Для сравнения в качестве промышленного ингибитора представлены данные по степени ингибирования коррозии ингибитором «ИНХП-12.01». Данные таблицы показывают, что реагенты проявляют степень защиты от 79 до 89 %,при концентрации реагента 100 мг/л.

Проблема ингибирующей способности во все времена была актуальной, она остается таковой и по сей день. Поскольку, применение ингибиторов позволяет существенно повысить надежность и долговечность оборудования.