СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ СТАЛЕЙ В СОЛЯНОКИСЛЫХ СРЕДАХ Российский патент 1994 года по МПК C23F11/04 

Изобретение относится к области защиты сталей в солянокислых средах и может быть использовано в нефте- и газодобыче при солянокислотных обработках карбонатных пород. Применяя солянокислотную обработку скважин и получая положительный эффект в виде увеличения нефте- и газоотдачи, встретились и с отрицательными последствиями такой обработки, в частности с коррозией оборудования скважин. Именно поэтому при солянокислотной обработке скважин требуется применение веществ, замедляющих протекание коррозионных процессов, т.е. ингибиторов коррозии [1].

Известны ингибиторы коррозии сталей в соляной кислоте на основе отходов производства [2]. Общим недостатком применяемых в настоящее время ингибиторов является их невысокий защитный эффект при температурах свыше 80^оС в 15% -ной и 24%-ной НCl (там же, с.121). Например, при увеличении концентрации ингибитора ХОСП-Н от 10 до 30 г/л скорость коррозии стали Д в 12%-ной НCl при 100^оС снижается с 90,3 до 46,6 г/м² ˙ ч; при этом степень защиты достигает 98,3%.

Известно использование в качестве ингибитора коррозии кубовых остатков моноэтаноламиновой очистки газов от кислых примесей (КОМ), которые проявляют защитное действие в буровых растворах и нейтральных сероводородсодержащих средах (Григорьев В.П., Кузнецов В.В., Гонтмахер Н.М., Иващенко О.А. и др. Отработка способов комбинированной защиты сталей обсадных колонн и бурильного инструмента от сероводородной коррозии и наводороживания, сульфидного растрескивания в условиях, приближенных к АГКМ. Промежуточный отчет за 1986 г. по х/д N 2540. N ГР 0186.0087825, с.55). Однако в НСl эффективность КОМ как ингибитора близка к нулю (см. примеры 2, 3, 4 описания).

Известны ингибиторы, содержащие КОМ в качестве одного из компонентов для создания синергетических смесей, ингибирующих растворение сталей в кислых средах, например, ингибитор ИР-2 - смесь щавелевой кислоты с КОМ [3], ингибиторы ОР-2, ОР-2К, ОР-6 - смеси органических роданидов с КОМ (Мискиджьян С. П., Корсунская А.Л. Дуткевич Н.И. и др. - Коррозия и защита от коррозии в нефтегазовой промышленности: Реф.научн.-тех.сб. М.: ВНИИОЭНГ, 1978, с.10-12); ингибитор СП-1 - смесь КОМ с пеназолином в соотношении 4:1 [4].

Недостатком вышеуказанных ингибиторов, содержащих КОМ, является низкий защитный эффект: степень защиты при температуре до 80^оС не превышает 90-98% .

Известен ингибитор коррозии на основе масла ПОД (заявка N 4491006/02 (119504), представляющий собой продукт взаимодействия при нагревании масла ПОД или масла ПОД в сочетании с кубовыми остатками адиподинитрила (КОАДН) с газообразным аммиаком. Однако при изготовлении вышеуказанного ингибитора требуется использование специальной установки для пропускания аммиака. Кроме того, при низких концентрациях (менее 0,5 г/л) он является недостаточно эффективным в 15%-ной НСl при 80^оС.

Наиболее близким техническим решением является ингибитор на основе масла ПОД, содержащий КОАДН (авт. св. N 1440085 от 22.07.88). Недостатком данного ингибитора является использование высоких защитных концентраций (0,5 об. % и более) для достижения эффективной защиты сталей в НСl. Кроме того изготовление данного ингибитора должно включать очистку от смолообразных компонентов КОАДН, содержание которых достигает в нем, по данным анализа, 14%.

Целью изобретения является снижение защитной концентрации, что приводит к уменьшению расхода ингибитора и упрощению процесса его получения за счет исключения стадии очистки КОАДН от смолообразных веществ.

Цель достигается тем, что ингибитор на основе масла ПОД и добавки, в качестве добавки содержит КОМ при следующем соотношении компонентов, мас.%: масло ПОД 90-80 КОМ 10-20
Ингибитор удовлетворяет критерию существенного отличия, так как защитный эффект в соляной кислоте у КОМ отсутствует, а в сочетании с маслом ПОД (которое проявляет низкий защитный эффект в солянокислой среде - примеры 2, 3, 4 описания) образуется эффективный ингибитор для сталей, степень защиты которого превышает 99% при температурах выше 80^оС.

Способ получения ингибитора заключается в смешивании и нагревании при 80-130^оС двух жидких продуктов - отходов производства - масла ПОД и КОМ.

П р и м е р 1. Лабораторный способ получения ингибитора.

Используемое сырье:
I. Масло ПОД - отход производства цеха N Л-2 Северодонецкого ПО "Азот", ТУ 113-03-476-82.

II. Кубовый остаток моноэтаноламиновой очистки газов (КОМ) - отход производства цеха N 1-Б Северодонецкого ПО "Азот", ТУ 113-03-20-79-85.

В трехгорлой колбе на 300 мл, снабженной обратным холодильником, мешалкой и термометром, смешивали следующие количества масла ПОД и КОМ, г: опыт 1 : масла ПОД 10; КОМ 90; опыт 2 : то же 70; то же 30; опыт 3 : -"- 80; -"- 20; опыт 4 : -"- 90; -"- 10; опыт 5 : -"- 95; -"- 5
В каждом опыте смесь нагревали при фиксированной температуре 120^оС и перемешивали в течение 3 ч. Полученный в каждом опыте ингибитор переливали в приемник. Выход продукта составлял, %: опыт 1 98, опыт 2 99, опыт 3 100, опыт 4 98, опыт 5 99.

Ингибиторы могут быть получены и при других температурах от 80 до 130^оС, время эксперимента подбирали на основании данных табл. 1.

П р и м е р 2. Защита стали Ст3 в 15%-ной HCl при различных концентрациях ингибитора и температуре 80^оС.

В табл. 2 приведены данные по защитному эффекту предлагаемого ингибитора при коррозии Ст3 в 15%-ной НСl при температуре 80^оС. Для опытов использовали образцы размером 20 х 5 мм, изготовленные из ламельной ленты толщиной 100 мкм. Перед опытом образцы обезжиривали в ацетоне и выдерживали в эксикаторе в течение суток для стабилизации поверхности над Р₂O₅. Время испытаний составляло 60 мин. Скорость коррозии j (г/м².ч), коэффициент торможения К и степень защиты z (%) определяли по общепринятым формулам.

Из приведенных данных видно, что предлагаемый ингибитор в заявляемых соотношениях масла ПОД и КОМ от 80/20 до 90/10 обеспечивает по сравнению с прототипом более высокую защиту при всех исследованных концентрациях. Так, по коэффициенту торможения скорости коррозии ингибитор лучше прототипа на 300 и 433% для соотношений 80/20 и 90/10, соответственно (концентрация 10,0 г/л).

П р и м е р 3. Защита стали Ст3 в 15%-ной НСl при температуре кипения раствора (98-100^оС).

Испытания проводили на образцах из стали Ст3 площадью примерно 25 см². Образцы зачищали на наждачном круге, полировали на резиновом абразивном круге и обезжиривали ацетоном, после чего высушивали на воздухе. При испытаниях образцы помещали на дно колбы объемом 300 мл, заполненной 15%-ной НСl с добавлением к ней ингибитором. Колбы устанавливали в кипящую водяную баню и снабжали обратными холодильниками. Время коррозионных испытаний составляло 2 ч.

Результаты приведены в табл. 3.

Из приведенных примеров видно, что предлагаемый ингибитор в заявляемых соотношениях масла ПОД и КОМ от 80/20 и 90/10 обеспечивает по сравнению с прототипом более высокую защиту на 122 и 81%, соответственно, считая по коэффициенту торможения скорости коррозии.

П р и м е р 4. Защита стали С-75 в 24%-ной НСl при температуре кипения раствора (98-100^оС).

Испытания проводили на образцах из стали С-75, широко используемой для обустройства газовых и нефтяных скважин. Методика испытаний аналогична приведенной в примере 3. Результаты испытаний представлены в табл. 4. Время испытаний составило 6 ч, концентрация ингибиторов варьировалась от 5,0 до 20,0 г/л.

Из приведенных примеров видно, что предлагаемый ингибитор в заявляемых соотношениях масла ПОД и КОМ от 80/20 и 90/10 обеспечивает по сравнению с прототипом более высокую защиту на 366 и 189%, соответственно, считая по коэффициенту торможения скорости коррозии (при концентрации ингибитора 20,0 г/л).

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый ингибитор по коэффициенту торможения скорости коррозии эффективнее на стали Ст3 на 300-433% в 15% -ной НСl при 80^оС, на 81-122% в 15%-ной НСl при 100^оС; на стали С-75 на 189-366% в 24% -ной НСl при 100^оС. При этом концентрация предлагаемого ингибитора в соляной кислоте как минимум в 2-3 раза ниже, чем у прототипа.

Изобретение относится к области защиты сталей в солянокислых средах и может быть использовано в нефте- и газодобыче при солянокислотных обработках карбонатных пород. Сущность изобретения: способ включает смешение масла ПОД и КОМ в соотношении 80 - 90 к 10 - 20 при температуре 80 - 130°С в течение 3 - 12 ч. 4 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ СТАЛЕЙ В СОЛЯНОКИСЛЫХ СРЕДАХ, включающий смешение кубовых остатков моноэтаноламиновой очистки газов от кислых примесей (КОМ) и органическое вещество, отличающийся тем, что,с целью повышения ингибирующего эффекта, снижения расхода ингибитора и упрощения его изготовления, в качестве органического вещества берут масло ПОД при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Масло ПОД 80 - 90
КОМ 10 - 20
при нагревании при 80 - 130^oС в течение 3 - 12 ч.