Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в минерализованных водных средах, конкретно касается ингибиторных составов на основе органических соединений, которые могут быть использованы в нефтедобывающей промышленности для защиты от сероводородной коррозии трубопроводов систем поддержания пластового давления и подготовки нефти.
Известно применение в качестве ингибиторов коррозии состава на основе азотистых оснований с различными добавками, в том числе аминными, например, ингибитор "Д-4-1" [авт. св. N 1403668], органической основой которого является смесь пиридиновых оснований с обводненными полиэтиленполиаминами. Недостатками ингибитора являются присущий всем без исключения пиридиновым основаниям резкий, стойкий и, особенно в летнее время, неприятный запах, высокая токсичность, низкая стабильность при хранении, расслаивание на составляющие фазы, невысокая защитная эффективность.
Известно использование отходов и побочных продуктов химических производств, содержащих в своем составе вещества как органической, так и неорганической природы, или одновременно вещества как той, так и другой природы, с активными функциональными группами, подавляющими коррозию, например, ингибитор "ИКАНАЗ" (получается из отходов производства присадок к маслам) (И. С. Саакиян и др. "Повышение коррозионной стойкости нефтепромыслового оборудования". М. , Недра. 1988. С. 212.) Основными недостатками составов являются наличие балластных веществ и непостоянство состава и, как следствие, нестабильность при хранении и невысокая защитная эффективность.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ингибиторный состав на основе надсмольной воды коксохимического производства Карагандинского металлургического комбината, содержащий аммиак, фенол, роданиды, цианиды, в малых дозах пиридиновые основания, нафталин, включающий в качестве компонентов фосфаты аммония и натрия в концентрации 5-15 мас.% [Л.А. Цхе и др. "Защита металлов", 1994, т. 30, N 6, с. 654-656].
Недостатками прототипа являются большой расход (750-2000 мг/л), чувствительность к анионно-катионному составу агрессивной среды, непостоянство качественного и количественного состава надсмольной воды и трудности, связанные с транспортировкой и применением в холодное время года.
Техническая задача изобретения - повышение защитной эффективности, улучшение "технологических свойств, снижение расхода и расширение температурного диапазона применения ингибитора.
Сущность изобретения заключается в том, что состав для защиты металлов от коррозии в минерализованных сероводородсодержащих водных средах, включающий активную органическую основу согласно изобретению, в качестве активной органической основы он содержит: 10-15 мас.% (далее везде мас.%) смеси димеров α - метилстирола с п-кумилфенолом, взятых в соотношении 60:40, в которую введены дополнительно в качестве малорастворимого диспергатора - 2-6% оксиэтилированных алкилфенолов ОП-7 (ОП-10) или неонолов; в качестве смеси растворителей: 8-10% н-бутанола, 9-14% нефраса марки C4 150/200, 27-54% сольвента нефтяного сверхтяжелого и 14-36% оксаля. Причем в качестве смеси димеров α-метилстирола с паракумилфенолом берут получаемые согласно а.с. N 254894 ЧССР продукты, а именно: 40% - паракумилфенола (1) и 60%-ую смесь в соотношении (1:1) 2,4-дифенил-4-метил-2-пентена (2) и 2,4-дифенил-4-метил-1-пентена (3). Способ по а.с. N 254894 заключается в том, что полученную в производстве фенола и ацетона обесфеноленную (промытую 10%-ным раствором NaOH) фенольную смолу подвергают ректификации для отгонки ацетофенона (t кип. 79oC при 10 мм рт.ст). Полученный при этом кубовый остаток, содержащий соединения (1), (2), (3) в соотношении 4:3:3, используют для получения ингибитора коррозии.
Технологические составы оценивали: 1) по устойчивости его 0,5% дисперсии в минерализованной сероводородсодержащей воде во времени; 2) по устойчивости его к гидролизу; 3) по способности сохранять защитную эффективность после 30 циклов охлаждения до температуры - 30oC и нагревания до +20oC
Для установления устойчивости эмульсии в пробирку добавляли 10 мл модели пластовой воды, 0,05 г состава и интенсивно встряхивали до получения однородной эмульсии. Устойчивость эмульсии выявляли визуально по появлению границы раздела фаз. Гидролитическую устойчивость состава определяли измерением защитного эффекта после введения в него дистиллированной воды в количестве 3% (мас.) и выдерживания в течение месяца.
Эффективность действия состава оценивали величиной защитного эффекта (Z, %) в средах:
N 1 - модельной пластовой воде состава (CaSO4-2H2O - 1,4 г/л; CaCl2-2H2O - 23 г/л или 17,37 г/л безводного; NaCl - 144 г/л и MgCl2-6H2O - 22 г/л. Удельный вес 1,12 г/мл. Содержание H2S - 100 мг/л).
N 2 - реальной сточной воде из УПК "Ташкиново" НГДУ "Арланнефть" состава: общая минерализации - 167 г/л; Cl- - 102,854 г/л; SO4 - 0,0495 г/л; HCO3 - - 0,342 г/л; Ca2+ - 7,800 г/л; Mg2+ - 2,675 г/л; K+ + Na+ - 53,14 г/л. Содержание H2S - 8,0 мг/л).
N 3 - кислой среде состава 15% (мас.) соляной кислоты в дистиллированной воде.
N 4 - реальной сточной воде УПН "Ашит" НГДУ "Арланнефть" состава: (общая минерализация 245,3 г/л; Cl- - 151,059 г/л; SO4 2- - 0,535 г/л; HCO3 - - 0,1586 г/л; Ca2+ - 10,000 г/л; Mg2+ - 3,648 г/л; K+ + Na+ - 79,949 г/л; O2 - следы; H2S 3,9 мг/л; Fe - 4,52 мг/л.
Защитное действие состава оценивали методами:
1. Электрохимическими
- на потенциостате типа ПИ - 50-1 в электрохимической ячейке с хлорсеребряным электродом сравнения, платиновым вспомогательным электродом в цепи потенциостатируемого рабочего торцевого электрода из ст. 3 впрессованного во фторопластовый кожух. (При потенциалах на 0,45-0,50 В отрицательнее и на 0,3-0,35 В положительнее стационарного в средах N 1,2,4 и на 0,3-0,4 В отрицательнее и на 0,2-0,25 В положительнее в среде N 3). Защитный эффект (Z) состава рассчитывали по формуле:
где i0 и i - величины анодного или катодного токов в неингибированной и ингибированной средах соответственно:
- на измерителе скоростей коррозии типа Моникор -1М путем сравнения измеряемых величин коррозии в необработанной и обработанной составом агрессивных средах между двумя цилиндрической формы электродами из ст. 3;
2) гравиметрическим:
- в стандартной ячейке согласно ОСТ-39 - 39-099-79 в средах N 1, 2, 4. Степень защиты от коррозии (защитный эффект) определяли по формуле:
где m0 и m - скорости в неингибированной и ингибированной средах г/м2•ч. Стандартная ошибка при числе параллельных измерений n = 6 и коэффициенте Стьюдента t = 2,57 составляла ± 5-10%.
Ошибка эффективности защиты металлов от наводороживания проводилась по числу изгибов до излома образцов пружинной светлой проволоки диаметром 2,7 мм марки В-2 по ГОСТ 9389-75 после электрохимического наводороживания при поляризующей катодной плотности типа j = 0,02 ампер/см2 в среде N 3 (15% соляной кислоте) в электрохимической ячейке с платиновым анодом в течение 50 мин. Степень влияния наводороживания на усталостную прочность металла вычисляли по формуле:
где nb, n1 и n - количество изгибов проволочного образца до излома на воздухе и после экспонирования в электрохимической ячейке в ингибированном и неингибированном растворе соляной кислоты при постоянной амплитуде деформации.
Состав для защиты металлов от коррозии в минерализованных сероводородсодержащих водных средах готовят последовательным введением в смесь димеров α-метилстирола с п-кумилфенолом при интенсивном перемешивании всех остальных входящих в него компонентов.
Способ иллюстрируется следующим примером:
Пример: В мерный цилиндр объемом 100 мл загружают смесь димеров α-метилстирола с п-кумилфенолом 10 мас.%, взятых в соотношении (таблица 1) и при интенсивном перемешивании добавляют 2% ОП-7 (ОП-10) или неонола, продолжая перемешивание, через 5 мин добавляют 88% нефраса.
В таблицах 3-7 суммированы (примеры 1-24) технологические свойства, защитная эффективность, влияние циклов охлаждения-нагревания на устойчивость защитной эффективности и эффективности защиты от наводороживания состава по изобретению.
Анализ данных, приведенных в описаниях и таблицах 1-7, показывает, что предлагаемые составы (см. пример N 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15) представляют собой легкоподвижную жидкость от светло-желтоватого до светло-коричневого цвета. Составы не расслаиваются при длительном хранении в интервале температур -40 до +40oC. По сравнению с прототипом обладают:
- лучшей защитной эффективностью при меньших расходах (в 30-80 раз);
- способностью обеспечить защиту от общей коррозии на уровне 89-99,8% в широком диапазоне изменения содержания сероводорода (от 8 до 100 мг/л) в высокоминерализованных средах (до 245 г/л);
- высокой эффективностью защиты от наводороживания;
- введение ингибиторных композиций в ряде случаев, например N 11, 12 и 15, не только защищает от наводороживания, но и улучшает на 5-10% показатели усталостной прочности стали;
- способностью сохранять свои высокие защитные и технологические свойства при попадании в ингибиторную композицию воды. А также после значительных (30) циклов охлаждения-нагревания;
- хорошей диспергируемостью в минерализованных сероводородсодержащих средах;
- высокой коагуляционной устойчивостью; отсутствием вредного воздействия на окружающую среду в процессе приготовления состава вследствие безотходности технологии;
- низким расходом (25-75 мг/л);
- широким температурным диапазоном применения (+60)- (-60)oC.
Предлагаемое изобретение может быть использовано для защиты от сероводородной коррозии трубопроводов систем поддержания пластового давления и подготовки нефти на нефтепромыслах.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ И НАВОДОРАЖИВАНИЯ МЕТАЛЛОВ | 1997 |
|
RU2135483C1 |
ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ | 2002 |
|
RU2224823C1 |
СОСТАВ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ | 1998 |
|
RU2147627C1 |
СОСТАВ ДЛЯ ИНГИБИРОВАНИЯ КОРРОЗИИ В СЕРОВОДОРОД- И КИСЛОРОДСОДЕРЖАЩИХ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СРЕДАХ | 1997 |
|
RU2122046C1 |
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ | 2000 |
|
RU2162116C1 |
ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ В МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ СРЕДАХ, СОДЕРЖАЩИХ СЕРОВОДОРОД И УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ | 2013 |
|
RU2530193C1 |
ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ В СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ | 2008 |
|
RU2405861C2 |
ИНГИБИТОР СЕРОВОДОРОДНОЙ И УГЛЕКИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ В МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОДНЫХ СРЕДАХ | 2015 |
|
RU2579848C1 |
ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ В СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ СРЕДАХ | 1993 |
|
RU2061091C1 |
ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ | 1997 |
|
RU2135640C1 |
Изобретение относится к защите металлов от коррозии в минерализованных водных средах, конкретно касается ингибиторных составов на основе органических соединений, которые могут быть использованы в нефтедобывающей промышленности для защиты от сероводородной коррозии трубопроводов систем поддержания пластового давления и подготовки нефти. Состав содержит: 10-15% смеси димеров α-метилстирола с п-кумилфенолом, взятых в соотношении 60:40; 2-6% оксиэтилированных алкилфенолов ОП-7 (ОП-10) или неонолов; 8-10% н-бутанола; 9-14% нефраса марки 150/200; 27-54% сольвента нефтяного сверхтяжелого и 14-36% флотореагента-оксаля. Техническая задача изобретения - повышение защитной эффективности, улучшение технологических свойств, снижение расхода и расширение температурного диапазона применения ингибитора. 7 табл.
Состав для защиты металлов от коррозии в минерализованных сероводородсодержащих водных средах, включающий активную органическую основу, отличающийся тем, что он содержит в качестве активной органической основы смесь димеров α-метилстирола с п-кумилфенолом, взятых в соотношении 60 : 40, и дополнительно малорастворимый диспергатор - оксиэтилированные алкилфенолы ОП-7 (ОП-10) или неонолы и смесь растворителей н-бутанола, нефраса марки С4 150/200, сольвента нефтяного сверхтяжелого и флотореагента-оксаль при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Смесь димеров α-метилстирола с п-кумилфенолом - 10 - 15
Оксиэтилированные алкилфенолы ОП-7 (ОП-10) или неонолы - 2 - 6
Н-бутанол - 8 - 10
Нефрас марки С4 150/200 - 9 - 14
Сольвент нефтяной сверхтяжелый - 27 - 54
Флотореагент-оксаль - 14 - 36
ЦХЕ Л.А | |||
и др | |||
Защита металлов, 1994, т | |||
Способ обработки медных солей нафтеновых кислот | 1923 |
|
SU30A1 |
Складная пожарная (штурмовая) лестница | 1923 |
|
SU654A1 |
СААКИЯН И.С | |||
и др | |||
Повышение коррозионной стойкости нефтяного промыслового оборудования.- М.: Недра, 1988, с | |||
Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов | 1917 |
|
SU2A1 |
ИНГИБИТОР В СЕРОВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ СРЕДАХ | 1994 |
|
RU2083720C1 |
ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ ДЛЯ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОДНЫХ СРЕД | 1994 |
|
RU2082825C1 |
Авторы
Даты
2001-11-27—Публикация
1999-06-01—Подача