СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ Российский патент 2008 года по МПК C23F11/14 C23F11/10 

Изобретение относится к области защиты газо- и нефтепромыслового оборудования и трубопроводов, работающих в сероводородсодержащих высокоминерализованных водных средах, от коррозии и наводораживания, а также транспортировки нефти и газа.

Известны способы получения ингибиторов коррозии на основе 2-алкилимидазолинов, получаемых из полиэтиленполиаминов (ПЭПА) и 2-метил-2-алкилгексановых кислот при 240-280°С [А.С. СССР №1363789, 1987 г.] и смеси 1-диметиламиноэтил- и (аминоэтил)-2-изоалкил-2-имидазолинов [А.С. СССР №1540329, 1989 г.].

Недостатком известных способов получения ингибиторов коррозии являются низкие коллоидно-химические свойства ингибиторов, расслаивание при транспортировке и хранении; высаливание при применении в высокоминерализованных сероводородсодержащих средах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам является ингибитор коррозии, представляющий собой смесь имидазолинов и амидов высших изомерных α-разветвленных монокарбоновых кислот (ВИК) и полиэтиленполиаминов (ПЭПА) с ароматическими углеводородами, поверхностно-активными веществами (ПАВ), спиртами [Пат. РФ 2135483, Бюл. №24, 1999 г.]. Недостатком известного способа является повышенная способность к пенообразованию, применение дорогостоящих ароматических углеводородов, недостаточно высокая эффективность ингибиторов коррозии на поздних и завершающих стадиях разработки нефти и газа.

Задача изобретения - разработка способа получения ингибитора коррозии, расширение сырьевой базы и ассортимента ингибиторов коррозии, упрощения технологии их получения, замена дорогостоящих ароматических углеводородов на более дешевое сырье.

Технический результат при использовании изобретения выражается в минимальной дозировке ингибитора коррозии и возможности использования отхода производства - госсиполовой смолы и более дешевых карбоновых кислот по сравнению с ВИК в различных соотношениях.

Вышеуказанный результат достигается способом получения ингибитора коррозии с использованием в качестве активной основы смеси имидазолинов и амидоаминов, полученных взаимодействием полиэтиленполиаминов и карбоновых кислот, с отгоном реакционной воды, смешением с растворителем и диспергатором, особенность которого заключается в том, что активную основу получают взаимодействием полиэтиленполиаминов с госсиполовой смолой при мольном соотношении 1,0:0,4-0,6, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы и олеиновой кислоты при мольном соотношении 1,0:0,15-0,25:0,5-0,7, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы, олеиновой кислоты и продукта окисления 2-этилгексеновой кислоты при мольном соотношении 1,0:0,1-0,3:0,3-0,4:0,2-0,3, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы и продукта окисления 2-этилгексеновой кислоты при мольном соотношении 1,0:0,15-0,3:0,5, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы и таллового масла при их мольном соотношении 1,0:0,24:0,76 при температуре 140-180°С в течение 5-6 часов, затем при 180-230°С в течение трех часов и выдержкой при температуре 230-245°С в течение 1-2 часов с последующим добавлением при температуре 100-120°С растворителя - кубового остатка ректификации продуктов гидроформилирования пропилена, кубового остатка производства бутиловых спиртов, растворителя Нефрас «Волгосинтез», или смеси кубового остатка ректификации продуктов гидроформилирования пропилена и кубового остатка производства бутиловых спиртов, или смеси кубового остатка производства бутиловых спиртов и Нефраса «Волгосинтез» и неонола при следующем соотношении компонентов, % (вес.):

Активная основа15Растворитель81-82Диспергатор3-4

Кроме того, смесь растворителей используют при следующем соотношении: кубовый остаток ректификации продуктов гидроформилирования пропилена и кубовый остаток производства бутиловых спиртов - 40:60% (вес.) или кубовый остаток производства бутиловых спиртов и растворитель Нефрас «Волгосинтез» - 70:30% (вес.).

Госсиполовая смола представляет собой смесь, состоящую от 40 до 50% продуктов конденсации, полимеризации и от 50 до 60% жирных кислот и их производных. В качестве растворителей используют кубовые остатки ректификации продуктов гидроформилирования пропилена (КОРП) и кубовые остатки производства бутиловых спиртов (КОБС), ТУ 2421-101-05766575-2001, а также растворитель Нефрас "Волгосинтез" ТУ 2411-029-00151688-2002 с изм.№3.

«КОРП» - маслянистая жидкость от светло-розового до красного цвета, представляющая собой смесь простых и сложных эфиров, полуацеталей и ацеталей масляных альдегидов и бутиловых спиртов. Молекулярная масса - 265, плотность - 0,910-0,920 г/см², кислотное число - 115-130, гидроксильное число - 10-15.

Преимуществами предложенного способа являются:

- доступность реагентов;

- доступность и дешевизна применяемых растворителей;

- использование дешевой госсиполовой смолы при синтезе активной основы ингибиторов коррозии;

- однородность получаемых ингибиторов коррозии;

- высокие защитные свойства.

Способ поясняется следующими примерами.

Пример 1. В реактор, снабженный механической мешалкой, термометром, обратным холодильником, загружают 86 г (0,5 моля) ПЭПА (ср. мол. вес 172 г), 107,5 г (0,2 моля) госсиполовой смолы, перемешивают при 140-150°С в течение 6 часов с одновременным отгоном воды и легкокипящих компонентов под током азота, затем при 180-230°С в течение 3 часов и выдерживают в течение 1 часа при 230-245°С.

Выделено 12,5 мл Н₂О. Получено 154,5 г (95,8%) продукта - активная основа (АО), представляющего собой смесь имидазолина и амидоамина. Товарную форму (рецептуру) ингибиторов коррозии готовят следующим образом: смесь 15% вес. АО, 81% вес. (КОБС:КОРП=60:40), 4% вес. неонола перемешивают при 100-120°С в течение 1,5 ч. Защитные свойства полученных ингибиторов коррозии приведены в таблице.

Пример 2. В условиях примера 1 в реактор загружают 86 г (0,5 моля) ПЭПА, 43 г (0,08 моля) госсиполовой смолы и 83,2 г (0,25 моля) продукта окисления 2-этилгексеновой кислоты (окисленной массы), перемешивают при 150-160°С в течение 6 часов с одновременным отгоном воды и легкокипящих компонентов под током азота, затем при 180-230°С в течение 3 часов, выдерживают при 230-235°С в течение 1 часа (активная основа).

Получено 192,0 г (97,3%) продукта, представляющего собой смесь преимущественно имидазолинов и амидоаминов. Выделено 14,8 мл Н₂О. Смесь 15% вес. АО, 82% вес. смеси КОБС:КОРП=60:40 и 3% вес. неонола перемешивают при 110-120°С в течение 2 часов. Защитные свойства ингибиторов коррозии приведены в таблице.

Пример 3. В условиях примера 1 в реактор загружают 86 г (0,5 моля) ПЭПА, 43 г (0,08 моля) госсиполовой смолы и 70,5 г (0,25 моля) олеиновой кислоты, перемешивают при 150-160°С в течение 5 часов, затем при 180-220°С в течение 3 часов, выдерживают при 230°С в течение 1,5 ч.

Выделено 13 мл Н₂О. Получено 179 г (96%) продукта, представляющего смесь имидазолинов и амидоаминов.

ИК-спектр (ν, см^-1): 1628 (C=N), 1565 (NH) (амид).

Смесь 15% вес. АО, 81% вес. (КОБС:КОРП=60:40), 4% вес. неонола перемешивают при 120°С в течение 1 часа. Защитные свойства ингибитора приведены в таблице.

Пример 4. В условиях примера 1 в реактор загружают 86,0 г (0,5 моля) ПЭПА, 56,2 г (0,2 моля) олеиновой кислоты, 77,7 г (0,15 моля) госсиполовой смолы, 49,9 г (0,15 моля) продукта окисления 2-этилгексеновой кислоты (окисленной массы), перемешивают при 160-170°С в течение 6 часов, затем при температуре 180-230°С в течение 3 часов и выдерживают при 230-245°С в течение 2 часов. Получено 246,5 г (96,3%) продукта.

ИК-спектр (ν, см^-1): 1632 (C=N) (имидазолин), 1570, 1645 (NH) (амид).

Продукты реакции представляют собой смесь имидазолинов, амидов кислот. Смесь 15% вес. АО, 81% вес. (КОБС 80% + КОРП 20%), 4% вес. неонола перемешивают при 100-110°С в течение 1,5 часов. Защитные свойства ингибиторов коррозии приведены в таблице.

Пример 5. В условиях примера 1 в реактор загружают 172 г (1,0 моля) ПЭПА, 197,4 г (0,7 моля) олеиновой кислоты и 93,3 г (0,18 моля) госсиполовой смолы, перемешивают при 160-180°С в течение 6 часов, при температуре 180-220°С в течение 3 часов, выдерживают при 240-245°С в течение 2 часов.

Выделено 28 мл Н₂О. Получено 422,5 г (97,2%) продукта.

ИК-спектр (ν, см^-1): 1638 (C=N), 1565, 1640 (NH) (амиды).

Смесь 16% вес. АО, 80% вес. (КОБС:Нефрас "Волгосинтез"=70:30), 4% вес. неонола перемешивают при 100-105°С в течение 1,5 часов. Защитные свойства ингибиторов приведены в таблице.

Пример 6. В условиях примера 1 в реактор загружают 86,0 г (0,5 моля) ПЭПА, 157 г (0,38 моля) таллового масла и 67,3 г (0,12 моля) госсиполовой смолы, смесь перемешивают при 140-180°С в течение 6 часов, при температуре 180-220°С в течение 3 часов, выдерживают при 230-240°С в течение 2 часов.

Выделено 29 мл Н₂О. Получено 272 г (96,8%) продукта.

ИК-спектр (ν, см^-1): 1636 (C=N) (имидазолин), 1565, 1640 (NH) (амиды).

Смесь 15% вес. АО, 81% вес. (КОБС:КОРП=60:40), 4% вес. неонола перемешивают при 100-105°С в течение 2 часов. Результаты экспериментов приведены в таблице.

Пример 7. В реактор, снабженный механической мешалкой, термометром, обратным холодильником, загружают 86 г (0,5 моля) ПЭПА (ср. мол. вес 172 г), 161,25 г (0,3 моля) госсиполовой смолы, перемешивают при 140-150°С в течение 6 часов с одновременным отгоном воды и легкокипящих компонентов под током азота, затем при 180-230°С в течение 3 часов и выдерживают в течение 1 часа при 230-245°С.

Выделено 18 мл Н₂О. Получено 220,5 г (96,2%) продукта - активная основа (АО), представляющего собой смесь имидазолина и амидоамина. Товарную форму (рецептуру) ингибиторов коррозии готовят следующим образом: смесь 15% вес. АО, 81% вес. КОБС, 4% вес. неонола перемешивают при 100-120°С в течение 1,5 часов. Защитные свойства полученных ингибиторов коррозии приведены в таблице.

Пример 8. В условиях примера 1 в реактор загружают 86 г (0,5 моля) ПЭПА, 43 г (0,08 моля) госсиполовой смолы и 83,2 г (0,25 моля) продукта окисления 2-этилгексеновой кислоты (окисленной массы), перемешивают при 150-160°С в течение 6 часов с одновременным отгоном воды и легкокипящих компонентов под током азота, затем при 180-230°С в течение 3 часов, выдерживают при 230-235°С в течение 1 часа (активная основа).

Получено 192,0 г (97,3%) продукта, представляющего собой смесь преимущественно имидазолинов и амидоаминов. Выделено 14,8 мл Н₂О. Смесь 15% вес. АО, 82% вес. КОРП и 3% вес. неонола перемешивают при 110-120°С в течение 2 часов. Защитные свойства ингибиторов коррозии приведены в таблице.

Пример 9. В условиях примера 1 в реактор загружают 86 г (0,5 моля) ПЭПА, 197,4 г (0,7 моля) олеиновой кислоты и 93,3 г (0,18 моля) госсиполовой смолы, перемешивают при 160-180°С в течение 6 часов, при температуре 180-220°С в течение 3 часов, выдерживают при 240-245°С в течение 2 часов.

Выделено 28 мл Н₂О. Получено 422,5 г (97,2%) продукта.

ИК-спектр (ν, см^-1): 1638 (C=N), 1565, 1640 (NH) (амиды).

Смесь 16% вес. АО, 80% вес. Нефрас "Волгосинтез", 4% вес. неонола перемешивают при 100-105°С в течение 1,5 часов. Защитные свойства ингибиторов приведены в таблице.

Пример 10. В условиях примера 3 в реактор загружают 86 г (0,5 моля) ПЭПА, 70,5 г (0,25 моля) олеиновой кислоты, 43 г (0,08 моля) госсиполовой смолы, перемешивают при 120-130°С в течение 8 часов, выдерживают при 200-210°С в течение 2 часов.

Выделено 11 мл Н₂O. Получено 160 г (81%) продукта, 7% свободных аминов, количество непрореагировавшихся олеиновой кислоты и госсиполовой смолы не установлено.

Смесь 15% вес. АО, 80% вес. (КОБС:КОРП=90:10), 5% вес. неонола перемешивают при 90-100°С в течение 1 часа. Результаты экспериментов приведены в таблице.

Пример 11. В условиях примера 2 в реактор загружают 86 г (0,5 моля) ПЭПА, 43 г (0,08 моля) госсиполовой смолы и 83,2 г (0,25 моля) продукта окисления 2-этилгексеновой кислоты (окисленной массы), перемешивают при 160-200°С в течение 4 часов, выдерживают при 250°С в течение 1 часа.

Получено 166 г (83%) продукта. Выделено 12 мл Н₂О, 5,6% свободных аминов, количество свободных кислот не установлено.

Смесь 15% вес. АО, 83% вес. (КОБС:Нефрас "Волгосинтез"=80:20), 2%вес.неонола перемешивают при 80-90°С в течение 1 часа. Результаты экспериментов приведены в таблице.

Примеры 1-9 при условии выдерживания заявляемых параметров процесса получения ингибитора коррозии подтверждают высокий выход активной основы при минимальном (15%) ее количестве, эффективность применяемых доступных и дешевых растворителей и высокие защитные свойства.

Примеры 10-11 при условии отклонения от заявляемых параметров процесса получения ингибитора коррозии подтверждают, что выход падает, снижаются защитные свойства, присутствуют свободные амины и т.д.

ТаблицаРезультаты испытаний ингибиторов коррозии на защитные свойства№ п/пСостав ингибитораДозировка, мг/лЗащитный эффект, %1.15% вес. активной основы (АО) по примеру 1,3097,4 81% вес. (КОБС:КОРП=60:40), 4% вес. неонола  2.15% вес. активной основы (АО) по примеру 2,3098,1 82% вес. (КОБС:КОРП=60:40), 3% вес. неонола  3.15% вес. активной основы (АО) по примеру 3,3098,4 81% вес. (КОБС:КОРП=60:40), 4% вес. неонола  4.15% вес. активной основы (АО) по примеру 4,3099,3 81% вес. (КОБС:КОРП=80:20), 4% вес. неонола  5.16% вес. активной основы (АО) по примеру 5,3098,0 80% вес. (КОБС:Нефрас "Волгосинтез"=70:30),   4% вес. неонола  6.15% вес. активной основы (АО) по примеру 6,3098,6 81% вес. (КОБС:КОРП=60:40), 4% вес. неонола  7.15% вес. активной основы (АО) по примеру 1,3097,4 81% вес. КОБС, 4% вес. неонола  8.15% вес. активной основы (АО) по примеру 2,3098,1 82% вес. (КОБС:КОРП=60:40), 3% вес. неонола  9.16% вес. активной основы (АО) по примеру 5,3098,0 80% вес. (КОБС:Нефрас "Волгосинтез"=70:30),   4% вес. неонола  10.15% вес. активной основы (АО) по примеру 7,5086,2 80% вес. (КОБС:КОРП=90:10), 5% вес. неонола  11.15% вес. активной основы (АО) по примеру 8,3085,3 83% вес. (КОБС:Нефрас "Волгосинтез"=80:20),   2% вес. неонола  

Изобретение относится к способу получения ингибиторов коррозии и может быть использовано для защиты газо- и нефтедобывающего оборудования, работающих в высокоминерализованных сероводородсодержащих средах от коррозии. Получают ингибитор коррозии с использованием в качестве активной основы смеси имидазолинов и амидоаминов, полученных взаимодействием полиэтиленполиаминов и карбоновых кислот, с отгоном реакционной воды, смешением с растворителем и диспергатором. Активную основу получают взаимодействием полиэтиленполиаминов с госсиполовой смолой при мольном соотношении 1,0:0,4-0,6, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы и олеиновой кислоты при мольном соотношении 1,0:0,15-0,25:0,5-0,7, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы, олеиновой кислоты и продукта окисления 2-этилгексеновой кислоты при мольном соотношении 1,0:0,1-0,3:0,3-0,4:0,2-0,3, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы и продукта окисления 2-этилгексеновой кислоты при мольном соотношении 1,0: 0,15-0,3:0,5, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы и таллового масла при их мольном соотношении 1,0:0,24:0,76 при температуре 140-180°С в течение 5-6 часов, затем при 180-230°С в течение трех часов. Выдерживают при температуре 230-245°С в течение 1-2 часов с последующим добавлением при температуре 100-120°С растворителя - кубового остатка ректификации продуктов гидроформилирования пропилена, или кубового остатка производства бутиловых спиртов, или растворителя Нефрас «Волгосинтез», или смеси кубового остатка ректификации продуктов гидроформилирования пропилена и кубового остатка производства бутиловых спиртов, или смеси кубового остатка производства бутиловых спиртов и Нефраса «Волгосинтез» и неонола. Технический результат состоит в том, что способ позволяет получать ингибиторы коррозии с высоким выходом, уменьшить себестоимость выпускаемой продукции за счет использования доступных и дешевых растворителей, и в применении минимальной (30 мл/л) дозировки ингибитора. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения ингибитора коррозии с использованием в качестве активной основы смеси имидазолинов и амидоаминов, полученных взаимодействием полиэтиленполиаминов и карбоновых кислот, с отгоном реакционной воды, смешением с растворителем и диспергатором, отличающийся тем, что активную основу получают взаимодействием полиэтиленполиаминов с госсиполовой смолой при мольном соотношении 1,0:0,4-0,6, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы и олеиновой кислоты при мольном соотношении 1,0:0,15-0,25:0,5-0,7, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы, олеиновой кислоты и продукта окисления 2-этилгексеновой кислоты при мольном соотношении 1,0:0,1-0,3:0,3-0,4:0,2-0,3, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы и продукта окисления 2-этилгексеновой кислоты при мольном соотношении 1,0: 0,15-0,3:0,5, или полиэтиленполиаминов, госсиполовой смолы и таллового масла при их мольном соотношении 1,0:0,24:0,76 при температуре 140-180°С в течение 5-6 ч, затем при 180-230°С в течение трех часов и выдержкой при температуре 230-245°С в течение 1-2 ч, с последующим добавлением при температуре 100-120°С растворителя - кубового остатка ректификации продуктов гидроформилирования пропилена или кубового остатка производства бутиловых спиртов, или растворителя Нефрас «Волгосинтез», или смеси кубового остатка ректификации продуктов гидроформилирования пропилена и кубового остатка производства бутиловых спиртов, или смеси кубового остатка производства бутиловых спиртов и Нефраса «Волгосинтез» и неонола при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Активная основа15Растворитель81-82Неонол3-4