ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ ДЛЯ ЗАЩИТЫ СТАЛЬНОГО СКВАЖИННОГО ОБОРУДОВАНИЯ И СИСТЕМ НЕФТЕСБОРА Российский патент 2000 года по МПК C23F11/14 

Изобретение относится к способу защиты от коррозии скважинного стального оборудования и систем нефтесбора. Оно может быть использовано для защиты от коррозии различных стальных агрегатов, аппаратов и трубопроводов, при воздействии агрессивных коррозионных высокоминерализированных двухфазных сред, в том числе и содержащих сероводород, с целью снижения аварийности выхода из строя скважинного оборудования и снижения количества порывов трубопроводов в системе нефтесбора и утилизации сточных вод
Известно, что наиболее эффективным способом защиты от коррозии стального оборудования, в том числе и в средах, содержащих сероводород, является применение ингибиторов коррозии (Л. И. Антропов, В.Ф. Панасенко в сб. "Итоги науки и техники", Серия "Коррозия и защита от коррозии". М., 1975 г.). Однако ряд ингибиторов, которые эффективно защищают сталь от общей коррозии в кислых средах, в сероводородных средах не являются достаточно эффективными, т. к. они не тормозят локальные виды коррозии и способствуют наводораживанию стали (Е. С. Иванов. "Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах". Справочник. - М. , Металлургия 1986 г.). Для защиты стального оборудования в двухфазных системах нефть - вода и особенно в присутствии сероводорода требуются специфичные ингибиторы, которые должны распределяться по фазам в воде и нефти таким образом, чтобы концентрация ингибитора в углеводородной фазе была ниже чем в водной.

Наиболее близким по технической сущности является композиционный ингибитор коррозии, содержащий продукт конденсации высокомолекулярных синтетических жирных кислот и азотсодержащего органического соединения, причем процесс конденсации проводят в три этапа, и ароматический углеводород (Пат. N2086701 от 01.06.94 г.).

Недостатком известного технического решения является низкий эффект последействия, т.е. недостаточно высокая эффективность ингибитора при периодическом вводе ингибитора в агрессивную среду.

Технический результат от использования заявленного ингибитора может быть выражен в повышении эффекта последействия, т.е. защитной эффективности ингибитора коррозии при его периодическом вводе в двухфазную высокоминерализованную среду, содержащую сероводород, т.е. в увеличении временного интервала при периодическом вводе ингибитора.

Указанный технический результат достигается тем, что в отличие от известного технического решения продукт конденсации получают взаимодействием смеси жирных кислоты таллового масла (ЖКТМ по ГОСТ 14845) и пекового концентрата (ТУ 13-0281 078-224) в соотношении 4 - 6% и 94 - 96% соответственно вместо синтетических жирных кислот (СЖК), а в качестве азотсодержащего органического соединения вместо полиэтиленполиамина (ПЭПА) используют этилендиамин (ЭДА по ТУ 6-02- 622).

Товарная форма ингибитора коррозии содержит следующие компоненты при соотношении (мас.%):
Пековый концентрат (пек по ТУ 13-0281 078-224) - 19,00 - 21,00
Смесь жирных кислот таллового масла (ЖКТМ по ГОСТ 14845) - 1,20 - 1,25
Этилендиамин (ЭДА по ТУ 6-02-622-86) - 3,60
Ацетон - 5,95
Ароматический сольвент - До 100
В заявленном техническом решении в качестве азотсодержащего органического соединения используется ЭДА с целью образования продукта конденсации с высокомолекулярными кислотами, содержащимися в смеси жирных кислот таллового масла и пековом концентрате.

Выбор пека обусловлен тем, что он представляет собой смесь высокомолекулярных соединений, которые на поверхности металла образуют фазовые адсорбционные пленки, обладающие высоким блокировочным эффектом. Повышение его содержания выше указанного соотношения приводит к повышению вязкости конечного продукта и, как следствие, повышению температуры замерзания, что нежелательно, а при уменьшении содержания пека в исходной смеси приводит к снижению эффекта последействия.

Ацетон необходим как для понижения вязкости продукта конденсации и улучшения диспергируемости в минерализованной воде, так и для образования продуктов конденсации с ЭДА. Уменьшение содержания ацетона, по сравнению с предлагаемым, приводит к ухудшению диспергируемости ингибитора в минерализованной воде, а повышение - к образованию диамидов, которые ограничено растворимы в ароматическом сольвенте.

Выбор в качестве добавки к пековому концентрату смеси жирных кислот таллового масла связано с необходимостью повышения кислотного числа исходной смеси, что приводит к увеличению в продукте конденсации доли имидозолинов и амидоаминов и, как следствие, к повышению защитной эффективности ингибитора. Увеличение количества смеси жирных кислот таллового масла свыше 6% в смеси с пековым концентратом приводит к повышению температуры замерзания предлагаемого ингибитора вследствие повышения концентрации воды, образующейся при конденсации и поэтому температура замерзания ингибитора становится более высокой.

Продукт представляет собой подвижную жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого цвета и характеризуется следующими физико-химическими параметрами:
Температура замерзания ингибитора - Не выше минус 45^oC
Плотность - 0,860-0,901 г/см²
Вязкость - Не ниже -2,5 мПа•с
Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Состав полученных образцов товарной формы заявленного ингибитора приведен в таблице 1.

В таблице 2 представлены физико-химические характеристики полученных образцов товарной формы образцов ингибитора коррозии и результаты его коррозионных испытаний.

Коррозионные испытания на определение эффекта последействия проводились в модели сточной воды Самотлорского нефтегазового месторождения (содержание солей, г/л: NaCl - 17; CaCl₂ - 0,64; MgCl₂ - 0,2; NaHCO₃ - 0,14; pH 6,4) следующим образом. Стальной образец из Ст. 3 прямоугольной формы, размером 50х20х2 мм для образования пленки ингибитора на поверхности погружали в ингибитор на 1 минуту, давали стечь избытку ингибитора с поверхности металла, а затем погружали его в коррозионную испытательную среду на 4 часа. Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 9.506-87 в специальных сосудах U-формы, в которых обеспечивали скорость движения жидкости 1 м/с.

Из представленных результатов видно, что полученный ингибитор по эффекту последействия превосходит известный, а также соответствует техническим требованиям (температура замерзания ниже минус 45^oC), предъявляемым к ингибиторам коррозии для защиты нефтегазодобывающего оборудования и систем нефтесбора.

Заявлен ингибитор коррозии для защиты стального скважинного оборудования и систем нефтесбора. Ингибитор представляет собой продукт конденсации смеси пекового концентрата 19-21 мас.% и смеси жирных кислот таллового масла 1,2-1,25 мас.%, этилендиамина 3,6 мас.% в ароматическом сольвенте до 100% и ацетоне 5,95 мас.%. Технический результат предложенного ингибитора коррозии выражен в повышении эффекта последействия. 2 табл.

Ингибитор коррозии для защиты нефтепромыслового оборудования в двухфазных сероводородсодержащих средах, содержащий продукт конденсации смеси синтетических жирных кислот и азотсодержащего органического соединения в ароматическом сольвенте, отличающийся тем, что в качестве смеси синтетических жирных кислот он содержит смесь пекового концентрата и смесь жирных кислот таллового масла, а в качестве азотсодержащего органического соединения - этилендиамин и дополнительно ацетон при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Пековый концентрат - 19,0 - 21,0
Смесь жирных кислот таллового масла - 1,2 - 1,25
Этилендиамин - 3,6
Ацетон - 5,95
Ароматический сольвент - До 100,