СОСТАВ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ Российский патент 2000 года по МПК C23F11/14 

Изобретение относится к ингибиторам коррозии, которые используются в нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к составам, используемым в качестве ингибиторов коррозии в минерализованных средах, содержащих кислые примеси - сероводород, хлористый водород, углекислый газ, меркаптаны. Коррозию в этих средах замедляют, вводят в них ингибиторы, содержащие в качестве активного составляющего специальные вещества. Так, известно использование состава, содержащего соли моно- и дифосфорнокислых эфиров C₁₀-C₂₀ и воду [Авт. свид. СССР N 797266, кл. C 23 F 11/08, 1982], натриевые соли метилэндиковой или эндиковой кислот [Авт. свид. СССР N 1665029, кл. E 21 B 43/22, 1991].

Большой класс ингибиторов для борьбы с коррозией в нефте- и газодобывающей промышленности составляют ингибиторы на основе аминов. Так, используется ингибитор, включающий производное алкиламмония - хлоргидрат аминопарафинов, известный под маркой АНП-2 [Авт. свид. СССР 625315, кл. E 21 B 43/00, оп. 1979].

Известен состав ингибитора коррозии в сероводородсодержащих средах [Патент РФ 2061091, кл. C 23 F 11/00, оп. 27.05.96, Бюл. N 15], содержащий производное аминопарафинов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит неионогенное поверхностно-активное вещество и растворитель, а в качестве производного аминопарафинов - продукт взаимодействия 1 моль жирной кислоты с числом углеродных атомов C_10-20 и 0,1 - 1,0 моль аминопарафина с числом углеродных атомов C_8-20 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
продукт взаимодействия 1 моль жирной кислоты с числом углеродных атомов C_10-20 и 0,1 - 1,0 моль аминопарафина с числом:
углеродных атомов C_8-20 - 10 - 50
неиногенное поверхностно-активное вещество - 10 - 30
растворитель - остальное
В качестве жирной кислоты используют жирные талловые кислоты с числом углродных атомов C₁₈ или синтетические жирные кислоты фракций C_10-13, C_10-16, C_17-20 или олеиновую кислоту.

Аминопарафины с числом углеродных атомов C_8-20 представляют собой фракции первичных аминов C_8-18, C_10-12, C_10-13, C_12-15, C_10-16, C_12-18, C_17-20 нормального или изостроения.

В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества могут быть использованы моноалкилфенол на основе α-олефинов оксиэтилированный - неонол α-12 или α-14 и моноалкилфенол на основе тримеров пропилена - неонол АФ_9-12, АФ_9-10 или ОП-10, или моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля на основе высших жирных спиртов, например, синтанол АЛМ-10. Защитный эффект при дозировке 50 мг/л составляет 87 - 94%.

Наиболее близким аналогом является состав ингибитора коррозии, разработанный для газопроводов [Патент РФ 2023754, кл. C 23 F 11/00, заяв. 15.07.91, оп. 30.11.94, Бюл. N 22]. Этот состав содержит продукт взаимодействия карбоновых кислот C₁-C₄ и полиэтиленполиаминов, поверхностно-активные вещества, растворитель и воду. Продукт взаимодействия карбоновых кислот и полиэтиленполиаминов (ПЭПА) обрабатывают алкилбензолсульфокислотами и дополнительно вводят такие поверхностно-активные вещества, как сульфоэтоксилаты и алкилсульфаты натрия. Кроме того, этот состав содержит высшие жирные спирты, карбамид, бутанол и воду, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
продукт взаимодействия карбоновых кислот C₁-C₄ и полиэтиленполиаминов - 1 - 8
сульфоэтоксилаты натрия - 10 - 40
алкилсульфаты натрия - 10 - 40
высшие жирные спирты - 1 - 8
карбамид - 5 - 35
бутанол - 2 - 10
вода - остальное
При применении этого ингибитора достигается защитный эффект до 90%.

Содержание в этом составе термически неустойчивых соединений, таких, как карбамид (до 35%), сульфоэтоксилаты и алкилсульфаты натрия (в сумме до 80%), ограничивает применение такого состава и не позволяет применять его при переработке сопутствующих газов, где необходимо использование термически стабильных веществ, не разлагающихся при высокой (до 350^oC) температуре. Кроме того, из-за содержания в нем воды этот состав не будет сохранять своих свойств при низких температурах, например, при применении в условиях Крайнего Севера.

Установлено также, что для использования в минерализованных средах наиболее эффективны ингибиторы, на основе кислот, содержащих более высокомолекулярные алкильные радикалы, например C₁₀-C₂₀.

Высокий защитный эффект ингибиторов обусловлен способностью состава образовывать устойчивые эмульсии в водно-минерализованных средах. Кроме того, к ингибиторам, используемым в нефтедобыче и газопереработке, предъявляются требования по морозо- и термостойкости, т.к. необходимо, чтобы они не теряли гомогенности при низких температурах и не осмолялись при высоких температурах.

Задачей, стоящей перед разработчиками предлагаемого изобретения, была разработка состава ингибитора коррозии, способного образовывать устойчивые эмульсии в водно-минерализованных средах, характеризующегося низкой температурой замерзания, обеспечивающего высокий защитный эффект в сероводородсодержащих средах. Кроме того, такие ингибиторы должны не терять эффективности и оставаться гомогенными при низкой температуре окружающей среды (до -65^oC), и быть стойкими (не разлагающимися) при высоких температурах (до + 350^oC и выше).

Сущность предлагаемого технического решения состоит в следующем:
- в отличие от известных составов, в качестве основного (действующего) компонента предлагаемого ингибитора коррозии по изобретению используют продукт взаимодействия (конденсации) жирных кислот C₁₀-C₂₀ и ПЭПА. Этот компонент может быть дополнен введением определенного количества высших насыщенных алкиламинов C₁₀-C₁₆ и вторалкилпервичных аминов C₁₀-C₂₀ (высших насыщенных аминов с аминогруппой у вторичного атома углерода).

Для придания ингибитору способности образовывать устойчивые эмульсии в водно-минерализованных средах наряду с ПАВ в его состав вводят до 15% керосина, например, марки ТС-1, Т-1 и т.п.

В качестве ПАВ применяются поверхностно-активные вещества неионогенного характера, например, оксиэтилированные алкилфенолы, моноалкилированные эфиры полиэтиленгликоля ОП-10 и т.п. - в количестве до 10%.

В состав ингибитора вводятся также углеводородные растворители - толуол, сольвенты, нефрасы, спирты или спиртово-углеводородные смеси.

В качестве исходных кислот для конденсации с ПЭПА используют высшие насыщенные (лауриновая, стеариновая и т.п.) или ненасыщенные кислоты (олеиновая, пальмитиновая), либо их смеси, либо кислоты, полученные из природного сырья (продукты переработки лесохимической, маслобойной, мясной промышленности), или из синтетического сырья (синтетические жирные кислоты фракций C₁₀-C₁₆, C₁₆-C₂₀ и т.п.). В качестве полиэтиленполиаминов используют как индивидуальные продукты - диэтилентетрамин (ДЭТА), триэтилентетрамин (ТЭТА), так и смеси полиэтиленполиаминов (ПЭПА).

В зависимости от назначения ингибитора состав может содержать до 20% высших аминов C₁₀-C₂₀ как с прямой, так и с разветвленной углеродной цепью. Такая добавка, кроме перечисленных выше свойств ингибитора, придает ему высокую термическую устойчивость при высоких (до 350^oC) температурах и гомогенность состава при низких (до -65^oC) температурах. Благодаря этому состав по изобретению может использоваться как при переработке, так и при транспортировке нефтяного и природного сжиженных газов, связанной с компримированием и нагревом до температуры 250 - 350^oC, так и при добыче и транспортировке нефти в условиях Западной Сибири и Крайнего Севера. Таким образом, состав ингибитора содержит, мас.%:
продукт взаимодействия карбоновой кислоты C₁₀-C₂₀ и ПЭПА - 10 - 30
неионогенное поверхностно-активное вещество - 1 - 10
керосин - 5 - 15
растворитель - остальное
Состав готовят следующим образом:
в реактор, снабженный мешалкой, загружают кислоту и ПЭПА в соотношении 1:1 - 2:1 (мольн.), нагревают до 150 - 250^oC и перемешивают в течение 6 - 12 часов, отгоняя реакционную воду.

Полученную смесь охлаждают при перемешивании до температуры окружающей среды, добавляют от 5 до 15 мас.% керосина и до 10 мас.% неонола. Затем растворяют эту смесь в органических растворителях (до 100 мас.%), например, в метаноле и/или углеводородных растворителях - толуоле, солвенте, нефрасе и т.п., или спиртово-углеводородных смесях.

Примеры:
Составы ингибиторов коррозии по данному изобретению и их свойства приведены в таблице.

Продукт А, используемый в примерах 1 - 3, получен при взаимодействии синтетических жирных кислот C₁₀-C₁₆ со смесью ТЭТА и ДЭТА.

Примеры 4 - 6 - продукт Б. В качестве жирной кислоты используют жирные талловые кислоты C₁₂-C₂₀, второй исходный продукт - смесь ПЭПА, ТЭТА и ДЭТА.

Примеры 7 и 8 - продукт А с добавлением высших алифатических аминов фракции C₁₀-C₁₆.

Примеры 9 и 10 - продукт А и Б с добавлением высших аминов разветвленного строения (вторалкилпервичных аминов или АМП).

Примеры 11 - 16 - продукт В и Г. В качестве жирной кислоты используют жирные таловые кислоты или синтетические жирные кислоты с числом углеродных атомов C₁₀-C₁₆ и C₁₂-C₂₀ с ПЭПА, ТЭТА и ДЭТА.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, а именно к составам ингибиторов коррозии, применяемым для предотвращения коррозии трубопроводов и оборудования, эксплуатируемых в кислых и сероводородсодержащих средах. В состав ингибитора в качестве активного составляющего входят продукты взаимодействия карбоновых кислот и полиэтиленполиаминов, поверхностно-активное вещество и растворитель. В качестве карбоновых кислот используют предельные и непредельные карбоновые кислоты С₁₀-C₂₀ и дополнительно в состав вводят керосин при следующем соотношении компонентов, мас.%: продукт взаимодействия карбоновой кислоты С₁₀-C₂₀ и ПЭПА 10-30, неионогенное поверхностно-активное вещество 1-10, керосин 5-15, растворитель - остальное. В зависимости от назначения ингибитора состав может содержать дополнительно до 20% высших аминов С₁₀-C₁₈ как с прямой, так и с разветвленной углеродной цепью. Такая добавка, кроме перечисленных выше свойств ингибитора, придает ему высокую термическую устойчивость при высоких (до 350°С) и низких (до -65°С) температурах. Благодаря этому состав по изобретению может использоваться как при переработке и транспортировке нефтяного и природного газа при температуре до 250-300°С, так и при добыче и транспортировке нефти в условиях Западной Сибири и Крайнего Севера. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Состав ингибитора коррозии для защиты в кислых и сероводородсодержащих средах, содержащий продукт взаимодействия карбоновых кислот и полиэтиленполиаминов, поверхностно-активное вещество и растворитель, отличающийся тем, что в качестве карбоновых кислот используют предельные и непредельные карбоновые кислоты С₁₀ - С₂₀ и дополнительно в состав вводят керосин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Продукт взаимодействия карбоновой кислоты С₁₀ - С₂₀ и ПЭПА - 10 - 30
Неионогенное поверхностно-активное вещество - 1 - 10
Керосин - 5 - 15
Растворитель - Остальное
2. Состав ингибитора по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит до 20 мас.% первичных алкиламинов С₁₀ - С₂₀.