Апр 04 2001

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ КОКСОХИМИИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ

Опубликовано в 14:44 в категории Утилизация отходов

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ КОКСОХИМИИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ

МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ В КИСЛОТНЫХ СРЕДАХ

И.В. Романенко, Т.Ф. Дорошенко, С.H. Лящук, Ю.Г. Скрыпник

Институт физико-органической химии

и углехимии им. Л.М. Литвиненко HАН Украины, г. Донецк

Известно, что наиболее важным классом органических ингибиторов кислотной коррозии являются азотсодержащие соединения: амины (ароматические, алифатические, циклические), четвертичные аммониевые соли, производные пиридина, хинолина, бензимидазола [1-5].

Большинство промышленных ингибиторов кислотной коррозии – продукты коксохимии. Разработаны ингибиторы коррозии на основе коксохимического производства, продуктов переработки каменноугольной смолы и сточных фенолсодержащих вод коксохимических заводов [6]. Технический ингибитор коррозии ЧМ представляет собой 100 %-ную коксохимическую хинолиновую фракцию [7], однако степень защиты металлов от коррозии этим ингибитором невысока: так, например, при 25° С и концентрации 1 г/л она составляет 65 % и значительно падает с повышением температуры среды (52.4 % при 60° С и 44.7 % при 90° С). Это ведет к значительной потере металла, особенно при использовании металлических изделий в кислых средах при повышенных температурах.

Спрос на кислотные ингибиторы металлов на основе азотистых оснований коксохимических производств постоянно растет, в то время как объем производства азотистых оснований остается прежним, а в настоящее время значительно сократился в связи с экономическим кризисом. Кроме того, наметились пути квалифицированного использования отходов производства коксохимии, при котором, из них выделяют индивидуальные азотистые основания, широко используемые для направленного синтеза ценных лекарственных препаратов и биологически активных веществ, поэтому разработка дешевых и эффективных ингибиторов коррозии металлов весьма актуальна.

Отмечено в ряде случаев, что смеси веществ, могут обладать более высокими ингибирующими характеристиками по сравнению с отдельно

взятыми их компонентами, благодаря явлению взаимного усиления их защитных свойств - синергизму [8]. Ранее обнаружено [7] возникновение синергетического эффекта при защите металлов от коррозии для азотсодержащих гетероциклических катионов в присутствии анионов. Естественно было предположить, что наличие при экстракции в хинолине или хинолиновой фракции экстрактов угля может привести к синергетическому действию благодаря образованию донорно-акцепторных комплексов из присутствующих в ингибирующем растворе в кислой среде анионов гуминовых кислот экстрактов угля и катионов хинолиния.

В настоящей работе описывается получение хинолиновых экстрактов путем растворения бурого или каменного угля в хинолине или хинолиновой фракции, не имеющей квалифицированного применения, (уголь: растворитель = 1:10) при нагревании (80° С) и перемешивании в течение 3 ч или при ультразвуковой обработке смеси без нагревания в течение 0.5ч и дальнейшем отделении целевого продукта от нерастворившегося угля центрифугированием или фильтрованием. Нужную концентрацию угольного раствора достигали отгонкой растворителя или разбавлением им. Испытания ингибирующей активности угольных экстрактов проводили на модельных образцах стали Ст 3 в 10 %-ной соляной или серной кислоте и стали 0.8 КП в 15 %-ной соляной кислоте. Скорость коррозионного разрушения определяли гравиметрическим методом на пяти параллельных образцах. Ингибирующую активность оценивали по величине степени защиты Z:

Z = {(Ko – K)/Ko}·100 %

Исследования показали (таблица), что все эти угольные растворы обладают более высокой степенью защиты по сравнению с ингибитором ЧМ. Так, при использовании угольных экстрактов удается повысить по сравнению с ЧМ защиту металлов от коррозии в 10 % HCl при 25° С с 65.3 до 83.5-90.9 %, а при повышенных температурах (60 и 90° С) с 52.4 и 44.7 % до 98.1-98.2 и 87.4-90.2 % соответственно. Степень защиты металла от коррозии также возрастает в 10 %-ной H2SO4, особенно при повышенных температурах.

Было также показано [9], что гуминовые вещества, выделенные из бурого угля щелочной экстракцией и введенные в промышленный ингибитор коррозии металлов ЧМ, значительно увеличивают ингибирующую активность при низких концентрациях ингибитора и при повышенных температурах. Степень защиты металлов с помощью таких ингибиторов превосходит антикоррозионную характеристику отдельно взятых компонентов.

Таблица. Ингибирующая активность угольных растворов в кислых средах.

Экстракт из угля

(ингибитор)

Концентрация ингибитора,

г/л

Степень защиты, %

25° С

60° С

90° С

10% HCl

Газового в

хинолине

Бурого в

хинолине

Газового в хино-линовой фракции

Бурого в хиноно-вой фракции

Хинолиновая фракция ЧМ

0.3

1.0

1.3

0.3

1.0

1.3

0.3

1.0

1.3

0.3

1.0

1.3

0.5

54.7

71.4

72.5

54.5

82.1

86.3

64.9

83.5

91.5

69.5

90.9

92.5

54.2

64.3

89.0

92.3

67.3

89.7

92.6

75.3

98.1

98.4

78.6

98.2

99.0

40.6

61.0

77.6

80.5

58.6

67.5

72.7

67.5

87.4

90.5

72.0

90.2

94.5

31.8

10% H2SO4

Газового в хино-

лине

Газового в хино-

линовой фракции

Бурого в хиноно-

вой фракции

Хинолиновая

фракция ЧМ

0.5

1.0

1.5

1.0

0.5

1.0

0.5

0.8

1.0

73.5

89.4

73.5

89.4

76.2

91.5

62.3

87.8

90.6

68.4

79.0

68.4

89.0

66.4

91.4

54.2

61.4

69.7

66.3

84.2

66.3

84.2

62.6

88.8

20.0

31.4

40.4

Показана [10] принципиальная возможность использования продуктов экстракции бурых и каменных углей в хинолиновых фракциях, полученных из отходов коксохимии, в качестве эффективных ингибиторов коррозии в кислых средах. Введение в известные промышленные ингибиторы коррозии небольших добавок экстрактов угля значительно увеличивает ингибирующую активность при низких концентрациях ингибитора и повышенных температурах. Степень защиты металлов с помощью таких ингибиторов превосходит антикоррозионные характеристики их отдельно взятых компонентов и составляет 80-90 %.

Литература

1. Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. Л.: Химия, 1968. - 264с.

2. Стирилпиридиниевые и стирилхинолиниевые соли как ингибиторы коррозии стали / Л.С. Савин, В.Ф. Волошин, И.В. Куркурина и др. // Вопросы химии и химической технологии. - 1978. - Вып. 52. - С.17-19.

3. Романенко И.В., Клюев Н.А., Шейнкман А.К. Четвертичные соли 2,3- и 6,6-бихинолилов // Вопросы химии и химической технологии. - 1979. - Вып. 57. - С.78-80.

4. Романенко И.В., Баранов С.Н. Синтез и исследование ингибиторов коррозии на основе коксохимического хинолина: Сб. Физико-химические свойства угля. – Киев: Наук.думка, 1992. – С.74-79.

5. Бихинолины как ингибирующие соединения / И.В. Романенко, В.Ф.Волошин, Л.А. Мазалевская и др. // Защита металлов. – 1989, № 6. - С.996- -998.

6. Розенфельд И.Л. Ингибиторы коррозии. М.: Химия, 1977 - 352с.

7. Федоров Ю.В., Чен И.Г. Ингибиторы кислотной коррозии. Киев: Наук. думка, 1965. - 185с.

8. Ледовских В.М. // Защита металлов. - 1983, N1. - С.84-91.

9. Самойленко Г.В., Романенко И.В. // Биологические науки. –1991, №10. - С.113-118.

10. Использование продуктов экстракции угля для защиты металлов от коррозии / Г.В. Самойленко, И.В. Романенко, В.И. Бессарабов и др. // Химия твердого топлива. – 1996, № 2. - С.85-92.

Нет пока ответов

Комментарии закрыты.