Дослідження впливу озону, вихідних і кінцевих продуктів на корозійно–електрохімічну поведінку конструкційних матеріалів в процесах озонних синтезів піридинів–N–оксидів і піридинкарбонових кислот в нейтральних, оцтово– та сульфатнокислих середовищах.
Аннотация к работе
Враховуючи високу окислювальну активність озону, слід очікувати, що в реакційних системах озон повинен суттєво впливати на корозійні процеси як у кислих, так і нейтральних середовищах. У роботі ці задачі вирішувались на прикладі комплексного дослідження корозійної та електрохімічної поведінки широкого кола конструкційних матеріалів у процесах окислення гомологів піридину до відповідних N-оксидів та піридинкарбонових кислот (кисневмісних похідних піридину) в оцтовокислих, нейтральних та сульфатнокислих середовищах. Дисертаційна робота є складовою наукового напрямку кафедри технології органічних речовин та палива Сєвєродонецького технологічного інституту Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля, виконувалася відповідно до держбюджетної теми ДН-24-02 “Розробка методів окислення органічних сполук озоном та дослідження впливу озону на корозійну і електрохімічну поведінку металів у кислих середовищах (1999-2004 р.р., державний реєстраційний номер 0102U002217) і ДН-17-05 “Теорія і рецептури синтезів кисневмісних сполук та вибір корозійно тривких конструкційних матеріалів” (2005-2007 р.р., державний реєстраційний номер 0105U000256). Згідно з метою були поставлені такі завдання: · вивчити закономірності впливу озону, температури, вихідних та цільових продуктів озонних синтезів кисневмісних похідних піридину і реальних реакційних мас на корозійні та електрохімічні характеристики конструкційних матеріалів у 5 %-ній оцтовій кислоті, фосфатному РН 7 буферному розчині та в 70 %-ній сульфатній кислоті; На Рубіжанському заводі органічного синтезу в дослідно-промислових умовах визначені корозійноі характеристики й інтегральні швидкості корозії алюмінію АД0, сталей Ст.3, 09Г2С і 08Х17Т в реакційних масах синтезу 4-метилпіридин-N-оксиду та дипіколінової кислоти і рекомендовано процес проводити в реакторах зі сталі 08Х17Т; за результатами досліджень корозійних характеристик в реакційній масі синтезу нікотинової кислоти в 70 %-ній сульфатній кислоті для виготовлення основного реактора рекомендовано сплав 06ХН28МДТ; результати досліджень корозійної та електрохімічної поведінки конструкційних матеріалів та масометричного визначення швидкості їх корозії передані Державному науково-дослідному та проектному інституту хімічних технологій “Хімтехнологія” для проектування виробництв піридин-N-оксидів та дипіколінової кислоти.У першому розділі розглянуто: сучасні дані про будову та хімічні властивості озону, зокрема його реакції з металами та іонами металів змінної валентності; дані про існуючі й перспективні методи синтезів кисневмісних похідних піридину; фізико-хімічні властивості водних розчинів сульфатної та оцтової кислот (фонових середовищ синтезів); літературні дані про корозійну поведінку чистих металів і сталей у кислотних системах, впливу на них кисню, озону та піридинів, як інгібіторів корозії. У третьому розділі розглянуто основні закономірності корозійно-електрохімічної поведінки металів та сталей в реакційних системах N-оксидування гомологів піридину озоном. У звязку з цим для розробки рекомендацій щодо конструкційних матеріалів реакторів озонних синтезів піридин-N-оксидів нами були проведені дослідження впливу на їх корозійну й електрохімічну поведінку як окремих реагентів, так реакційних мас в цілому. 1, свідчать про поляризуючий вплив озону на анодний процес, який відчутно проявляється на алюмінії та сталі 08Х17Т, але швидкість корозії сталей Ст.3 і 09Г2С у присутності озону збільшується в декілька разів, що пояснюється утворенням розчинних n-d комплексів феруму з піридинами. N-оксиди піридинів у розчині, що озонуется, прискорюють корозію всіх матеріалів у порівнянні з їх корозією в озонованій оцтовій кислоті.На широкому колі конструкційних матеріалів вперше встановлені загальні якісні та кількісні закономірності впливу озону на їх корозійні характеристики в оцтовокислих і нейтральних середовищах, зокрема на густину анодних струмів, потенціали і швидкості корозії, а саме: · показано, що при озонуванні анодні струми і швидкості корозії алюмінію, хромистих і хромнікелевих сталей зменшуються, що зяснюється їх здатністю до пасивації за рахунок утворення оксидного шару за участю озону, а вуглецевих та низьколегованих сталей - збільшуються внаслідок посилення озоно-кисневої корозії; · знайдено, що значення потенціалів корозії матеріалів при озонуванні у всіх досліджених системах збільшується, що пояснюється великою окислювальною здібністю озону; ці дані є додатковим внеском у розвиток уявлень про озон як ефективний деполяризатор катодного процесу. Показано, що в нейтральних та оцтовокислих розчинах піридини зменшують потенціали корозії досліджених матеріалів і проявляють інгібуючу дію, що зясовується їх основними властивостями; виявлено симбатний звязок між інгібуючими властивостями і значеннями електронної густини на атомах нітрогену піридинів; вперше показано, що піридин-N-оксиди збільшують швидкості корозії досліджених матеріалів, що обумовлено значним внеском в корозійні процеси реакцій окисленн