ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ В СРЕДАХ, СОДЕРЖАЩИХ СЕРОВОДОРОД И УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ Российский патент 2008 года по МПК C23F11/167 

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, с помощью ингибиторов и может быть использовано при добыче, подготовке, транспортировке и переработке нефти.

Известен состав для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии, включающий амины, жирные кислоты, поверхностно-активные вещества и их производные, растворитель (Методические рекомендации по защите от коррозии нефтепромыслового оборудования. Уфа. 1979).

Недостатками данного ингибитора является неспособность препятствовать сульфидному охрупчиванию, а также плохая диспергируемость в высокоминерализованных средах.

Известен ингибитор коррозии в сероводородсодержащих средах, содержащий хлоргидрат аминопарафинов (авт. свидетельство №652315, кл. Е21В 43/00, 1979).

Однако известный ингибитор недостаточно эффективен при дозировке 100 мг/л.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является ингибитор коррозии в сероводородсодержащих средах, включающий продукт взаимодействия жирной кислоты с числом углеродных атомов С₁₀-С₂₀ и аминопарафина с числом углеродных атомов C₈-С₂₀ при их мольном соотношении 1:(0,1÷1) соответственно, в количестве - 10-50 мас.%, неионогенно-поверхностно активное вещество- 10-30 мас.% и растворитель - остальное. (Патент РФ №2061091, С23F 11/00, 1996). Недостатками известного ингибитора является недостаточно высокий эффект при дозировке 50 мг/л и относительно высокая стоимость.

В основу настоящего изобретения положена задача создания эффективного ингибитора коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ с температурой застывания от -20°С до -50°С.

Поставленная задача решается так, что ингибитор коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, содержащий жирную кислоту, азотсодержащее соединение, неионогенное поверхностно-активное вещество и растворитель, в качестве азотсодержащего соединения содержит оксиэтилированные алкил - (или фенол) метилфосфит N-метилалкиламмония, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жирная кислота8-20НПАВ7-16азотсодержащее соединение, описанное выше7-21растворительостальное

В качестве жирной кислоты с числом углеродных атомов С₈-С₂₀ могут быть использованы, например, этилгексановая кислота, олеиновая кислота по ГОСТ 7580-91, ТУ 10-04-02-62-91.

В качестве НПАВ могут быть использованы, например, оксиэтилированные моноалкилфенолы: неонол АФ₉-6, неонол АФ₉-12 по ТУ 3850769-300-93; или моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля (синтанол АЛМ-10) по ТУ 6-14-864-88.

В качестве растворителя могут быть использованы, например, алифатические спирты: метиловый, этиловый, изопропиловый (ИПС), бутиловый (БС) и/или ароматические углеводороды: этилбензольная фракция по ТУ 38-30225-81, нефрас Ар 120/200, Ар 150/330 по ТУ 38101809-80; сольвент или их смеси.

Оксиэтилированные алкил- (или фенол) метилфосфиты представляют собой оксиэтилированные изононилфенолметилфосфиты или метилфосфиты оксиэтилированных жирных спиртов, которые получают известным способом (Э.Е.Нифантьев. Химия фосфорорганических соединений. М.: Московского университета, 1971, с.71; Усп. Химии. 1978, 47, №9, с.1565) взаимодействия при смешении оксиэтилированного алкилфенола или оксиэтилированного жирного спирта с диметилфосфитом при нагревании реакционной смеси до температуры 100-150°C с удалением метанола (продукта реакции) продувкой инертным газом.

В качестве оксиэтилированного алкил- (или фенол) метилфосфита N-метилалкиламмония берут: 1) гексаоксиэтилированный изононилфенолметилфосфит N-метилалкиламмония, который является продуктом взаимодействия (ПВ-1) оксиэтилированного изононилфенолметилфосфита формулы А, где n=6,

и алкиламина формулы

и получают его при их мольном соотношении 1:1 в течение 5-ти часов при температуре 80°С.

Выход основного вещества контролируют по аминному числу в мг HCl/г. При достижении постоянного значения аминного числа синтез прекращают. Выход продукта составляет 96%. Продукт представляет собой однородную вязкую жидкость с температурой застывания минус 1-3°С; 2) гексаоксиэтилированный октилметилфосфит N-метиламмония, который является продуктом взаимодействия (ПВ-2) оксиэтилированого октилметилфосфита формулы Б:

воды и алкиламина C₁₂H₂₅NH₂ и получают их при мольном соотношении компонентов 1:1,5:1 соответственно, причем компоненты вводят последовательно, а процесс ведут при перемешивании в течение 1-го часа при температуре 80°С. Контроль за процессом осуществляют по аминному числу в мг HCl/г. При достижении постоянного значения аминного числа синтез прекращают. Выход составляет 100%. Продукт представляет собой однородную вязкую жидкость с температурой застывания минус 1°С.

Приводим конкретные примеры приготовления заявленного ингибитора и методы испытания его эффективности.

Пример 1 (по прототипу). К 12 г жирных кислот фракции C₅-C₉ последовательно добавляют 30 г сольвента и 30 г метилового спирта и при перемешивании добавляют 21 г (ПВ-1). Происходит саморазогрев реакционной массы с образованием продукта взаимодействия. Затем к смеси добавляют 7 г неонола АФ9-6 и перемешивают до получения однородной массы.

Пример 2 (по заявленному). К 40 г сольвента добавляют 20 г изопропилового спирта и при перемешивании последовательно добавляют 20 г СЖК фракции C₅-С₉, 12 г неонола АФ₉-12 и 8 г (ПВ-2). Смесь перемешивают до получения однородной массы.

Примеры 3-14 осуществляют аналогично примеру 2, изменяя компоненты и их количество.

Получаемый ингибитор коррозии представляет собой прозрачную жидкость от желтого до коричневого цвета с температурой застывания от -20°С до -50°С.

Защитный эффект определяют гравиметрическим методом в циркуляционных ячейках в ингибированном (с добавлением реагента) стандартном сероводородсодержащем растворе по ГОСТ 9506-87, а также электрохимическим методом в растворе, содержащем сероводород и углекислый газ. В качестве агрессивной среды при гравиметрическом методе испытаний используют модель пластовой воды с плотностью 1,12 г/л при концентрации сероводорода 100 мг/л, при электрохимическом методе испытаний используют модель пластовой воды с плотностью 1,12 г/л, насыщенную CO₂ до 1000 мг/л, а также модель пластовой воды с плотностью 1,12 г/л, насыщенную CO₂ до 1000 мг/л, и содержанием сероводорода 50 мг/л. Продолжительность испытаний 6 ч.

Данные по примерам 1-14 и защитный эффект приведены в таблице.

Из представленных данных следует, что предлагаемый ингибитор коррозии высокоэффективен, технологичен и может быть использован в условиях низких температур при дозировке 30 мг/л.

Таблица Компоненты ингибитора коррозии, мас.%Защитный эффект, % при дозировке 30 мг/лN/N н/пжирная кислота, фракцийНПАВоксиэтилированный
алкил- (или фенол) метилфосфит N-метилалкиламмонияРастворительспиртароматический углеводородМПВ+CO₂МПВ+CO₂+H₂SМПВ+H₂S1234567891СЖК С5-С9
12неонол АФ₉-6
7(ПВ-1)21метанол 30сольвент 309494932СЖК С5-С9
20неонол АФ₉-12
12(ПВ-2) 8ИПС 20сольвент 409090913СЖК С10-С16
8неонол АФ₉-6 10(ПВ-1)12метанол 60сольвент 109192924СЖК С10-С16
14неонол АФ₉-12
12(ПВ-2) 9метанол 35нефрас Ар120/200
309192925Олеин. к-та (С18) 10неонол АФ₉-12
16(ПВ-1) 14метанол 40сольвент 209293926Олеин к-та (С18) 15неонол АФ₉-6 15(ПВ-2)10метанол 10сольвент 509090917СЖКС10-С16
17неонол АФ₉-6 11(ПВ-1) 7этанол 15сольвент 509091908Олеин к-та (С18) 12неонол АФ₉-6 12(ПВ-2) 16метанол 40нефрас Ар150/330
209193929Олеин к-та (С18) 14неонол АФ₉-12
8(ПВ-1) 18метанол 60сольвент94939310Олеин к-та (С18) 14Синтанол АЛМ-10 12(ПВ-2) 12метанол 35сольвент 2590919011СЖК С5-С9
14неонол АФ₉-6 12(ПВ-1) 9БС 20сольвент 3593929212СЖК С10-С16 19неонол АФ₉-12
11(ПВ-2) 20метанол 25сольвент 2592919113СЖК С10-С16
20неонол АФ₉-12
16(ПВ-1) 21метанол 20нефрас Ар120/200
2394939514Олеин к-та (С18) 8неонол АФ₉-6 7(ПВ-2) 7ИПС 40нефрас Ар150/330
38909090

Изобретение может быть использовано при добыче, подготовке, транспортировке и переработке нефти. Ингибитор содержит, мас.%: жирную кислоту 8-20, оксиэтилированные алкил- или фенол-метилфосфиты N-метилалкиламмония 7-21, неионогенное поверхностно-активное вещество 7-16, растворитель остальное. Технический результат: создание эффективного ингибитора коррозии с температурой застывания от -20°С до -50°С. 1 табл.

Ингибитор коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, включающий жирную кислоту, азотсодержащее соединение, неионогенное поверхностно-активное вещество и растворитель, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего соединения он содержит оксиэтилированные алкил- или фенолметилфосфиты N-метилалкиламмония при следующем соотношении компонентов, мас.%:

жирная кислота8-20оксиэтилированные алкил- или фенолметилфосфиты N-метилалкиламмония7-21неионогенное поверхностно-активное вещество7-16растворительостальное