ИНГИБИТОР СЕРОВОДОРОДНОЙ КОРРОЗИИ Российский патент 1995 года по МПК C23F11/10 

Изобретение относится к материалам, снижающим коррозию металлического оборудования, и может быть использовано в нефтяной промышленности при защите металла, контактирующего с минерализованными сероводородсодержащими средами (сточные воды нефтепромыслов, обводненная нефть, нефтепродукты), а также при защите трубных сталей от сульфидного коррозионного растрескивания (СКР) под напряжением и повышения коррозионно-усталостной (КУ) прочности, происходящие из-за общей коррозии с водородной деполяризацией при действии статических, динамических и циклических нагрузок и прямого наводороживания в транспортируемой коррозионно-агрессивной среде.

Наиболее близким к предлагаемому ингибитору является коллектор АНП-2, используемый в качестве ингибитора коррозии для защиты металлов в минерализованных сероводородсодержащих средах [1] АНП-2 представляет собой хлоргидраты аминопарафинов общей формулы:
[CH₃(CH₂)_m-CH(CH₂)_n-CH₃]NH₂^. HCl, где m+n 9-15
Хлоргидраты аминопарафинов (ХГАП) получают нитрованием жидких нефтяных парафинов С₁₂-С₁₈ азотной кислотой с последующим каталитическим восстановлением нитропродукта до вторалкилпервичных аминов и выделением их соляной кислотой в виде хлоргидратов. Однако данный ингибитор имеет ряд недостатков:
высокая температура застывания (+4^оС), что исключает применение ингибитора в зимнее время в условиях нефтепромыслов;
низкий защитный эффект при малых концентрациях, так при дозировке 100 мг/л защитный эффект составляет всего 80%
В качестве ингибитора коррозионно-механического разрушения это соединение не применялось.

Целью изобретения является повышение защитного эффекта против сероводородной коррозии, коррозионно-механического разрушения (КМР) и коррозионной усталости (КУ) и снижение температуры застывания ингибитора.

В результате создан ингибитор сероводородной коррозии состава, мас.

Хлоргидраты аминопарафинов 11,7-49,1; Вода 2,7-13,3; Метанол 40,0-85,0. При этом процентное соотношение ХГАП:вода должно быть от 3,5 до 4,5.

Этот ингибитор обладает защитным эффектом от сероводородной коррозии при дозировке 50 мг/л на уровне 95-99% защитным эффектом против КМР и КУ при дозировке 0,1 г/л соответственно 95-97% и 39-41% Температура застывания ингибитора ниже минус 55^оС, что обеспечивает бесперебойное применение его в любое время года в условиях эксплуатации нефтяных месторождений в зонах с низкими зимними температурами.

В патентной и научно-исследовательской литературе отсутствуют сведения об использовании в качестве компонентов в ингибиторах КМР веществ, содержащихся в предлагаемой композиции. Новое назначение и новое свойство указывают на соответствие заявленного решения критерия "Существенные отличия".

Свойства ингибитора коррозии на основе хлоргидратов аминопарафинов при различном соотношении компонентов приведены в таблице.

Отсутствие одного из компонентов в предлагаемом ингибиторе (примеры 19,20) и запредельные значения по составу (примеры 11-18) резко снижает защитный эффект против КМР, сероводородной коррозии или КУ. Необходимо также строго соблюдать процентное соотношение между ХГАП и водой, равное от 3,5 до 4,5, в пределах предлагаемого состава. Только в этом случае наблюдается резкое повышение ингибирующего эффекта в сероводородсодержащих средах до 95-99% при дозировке ингибитора 50 мг/л и резкое понижение температуры застывания до минус 60-80^оС (примеры 2-10 и фиг.1,2). Запредельные значения по любому из компонентов и нарушение процентного соотношения ХГАП:вода или резко снижают защитный эффект, или повышают температуру застывания (примеры 11-20 и фиг.1,2). Использование вместо метанола других низших спиртов или органических растворителей не дает такого эффекта. Так композиции, содержащие вместо метанола изопропиловый спирт или бензин легкой фракции, не обладают температурой застывания ниже минус 35^оС или расслаиваются с понижением температуры, не дают существенного повышения защитных свойств и не работают в качестве ингибиторов КМР. Замена в композиции ХГАП на другие соединения класса аминов, используемые в качестве компонентов в ингибиторах коррозии, не имеет результатов или из-за низкого защитного эффекта получаемых композиций или из-за ограниченной растворимости веществ в воде и метаноле.

Таким образом предлагаемый ингибитор является устойчивой 3-х компонентной системой с новым комплексом физико-химических характеристик, обладает защитным эффектом от КМР при дозировке 0,1 г/л на уровне 95-97% защитным эффектом против сероводородной коррозии при дозировке 50 мг/л на уровне 95-99% Температура застывания заявленного ингибитора минус 60-80^оС.

Экономический эффект не поддается точному расчету и зависит от масштаба применения.

На фиг.1 графически показана зависимость застывания ингибитора коррозии от процентного соотношения ХГАП:вода и содержания метанола. Содержание метанола в ингибиторе коррозии, 1-0; 2-20; 3-30; 4-40; 5-85; на фиг.2 зависимость защитного эффекта ингибитора коррозии от содержания метанола и процентного соотношения ХГАП:вода. Соотношение ХГАП:вода, 1 4; 2 3; 3 5.

Защитный эффект от коррозионно-механического разрушения трубных сталей определяли по РД 39-0147103-324-88 "Методика определения степени защиты сталей ингибиторами от коррозионно-механического разрушения в сероводородсодержащих минерализованных средах. Защитный эффект от сероводородной коррозии в статических условиях определяли по РД 39-3-519-81 "Испытания ингибиторов коррозии в двухфазных сероводородсодержащих средах". Температуру застывания определяли по ГОСТ 20287-74 "Нефтепродукты. Методы определения температуры застывания". Воду определяли по ГОСТ 14870-77 "Продукты химические. Методы определения воды" (методом Фишера).

Использование: при снижении коррозии металлического оборудования. Сущность: ингибитор сероводородной коррозии содержит при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлоргидраты аминопарафинов 11,7 - 49,1, вода 2,7 - 13,3, метанол 40 - 85. 2 ил., 1 табл.

ИНГИБИТОР СЕРОВОДОРОДНОЙ КОРРОЗИИ, содержащий хлоргидраты аминопарафинов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит воду и метанол при следующем соотношении компонентов, мас.

Хлоргидраты аминопарафинов 11,7 49,1
Вода 2,7 13,3
Метанол 40,0 85,0
при этом процентное отношение хлоргидраты аминопарафинов к воде составляет 3,5 4,5.