ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ И НЕФТЕГАЗОПРОВОДОВ Российский патент 2011 года по МПК C23F11/14 

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано в нефтяной промышленности для предотвращения коррозии оборудования и трубопроводов, эксплуатируемых в агрессивных средах, содержащих углекислый газ и сероводород.

Известен ингибитор кислотной коррозии в нефтепромысловых средах, содержащий масло ПОД или его смесь со спиртовой фракцией производства капролактама (СФПК), а также моноэтаноламин или азотсодержащие отходы производства аммиака или капролактама (патент РФ №2023052, МПК C23F 11/04). Данный ингибитор имеет достаточно высокую плотность, что препятствует его широкому использованию в различных условиях эксплуатации нефтепромыслового оборудования и нефтегазотрубопроводов.

Известен ингибитор коррозии, предназначенный для использования в нефтедобывающей промышленности при защите от коррозии нефтепромыслового оборудования (патент РФ №2224823, МПК C23F 11/14). В состав этого ингибитора входят, мас.%: первичные амины или их смесь 1-4, метанол 22-25, моноэтаноламин 5-9, смесь неонолов 15-25, высшие ароматические углеводороды - остальное. Указанный ингибитор не нашел широкого применения в нефтяной промышленности, т.к. не оказывает ингибирующего действия в агрессивных средах, содержащих сероводород и диоксид углерода в количестве более 100 мг/л.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является ингибитор коррозии по патенту РФ №2147627, МПК C23F 11/14, в состав которого входят следующие компоненты, мас.%: продукт взаимодействия карбоновых кислот и полиэтиленполиаминов 10-30, неиногенное поверхностно-активное вещество(НПАВ) 1-10, керосин 5-15, растворитель - остальное. При этом в качестве растворителя используют метанол, толуол, сольвент, нефрас или их смеси, а в качестве НПАВ - оксиэтилированные алкилфенолы, моноалкилированные эфиры полиэтиленгликоля (ОП-10 и т.п.). Наличие в составе указанной композиции 5-15 мас.% керосина значительно снижает коэффициент распределения ингибитора в водной фазе, что существенно ухудшает его действие, особенно при ламинарном режиме в нефтесборных коллекторах.

Задачей настоящего изобретения является расширение арсенала эффективных технологичных и экономически доступных средств борьбы с коррозией черных металлов в системах добычи и транспорта нефти и газа.

Поставленная задача решается за счет того, что в состав ингибитора коррозии нефтепромыслового оборудования и нефтегазопроводов, включающий активную часть на основе карбоновых кислот, метанол, НПАВ, в отличие от прототипа дополнительно введены СФПК и масло ПОД. Активная часть ингибитора получена синтезом высокомолекулярных и среднемолекулярных карбоновых кислот с триэтилентетраамином (ТЭТА), а в качестве НПАВ он содержит смесь неонолов при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

активная часть 10,0-30,0 СФПК 10,0-40,0 метанол 10,0-40,0 смесь неонолов 1,0-4,0 масло ПОД остальное.

Кроме того, для защиты от бактериальной коррозии предложенный ингибитор может дополнительно содержать в качестве бактерицидной добавки алкилбензилдиметиламмоний хлорид в количестве до 15 мас.%.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленной композиции, заключается в повышении защитных свойств ингибитора и обеспечении его растворимости как в воде, так и в газовом конденсате. Полученный продукт не содержит высокомолекулярные соединения, благодаря чему достигается регулярная структура соединений, обеспечивающая формирование более плотного адсорбционного слоя и повышение эффективности защитного действия. Входящие в состав масла ПОД кетоны, эфиры и дианон, а также циклогексанон, содержащийся в СФПК, взаимодействуя с полученной активной частью ингибитора значительно усиливают ингибирующее действие предложенного реагента. При этом наличие в составе СФПК амилового спирта, растворяющегося в воде и частично в углеводородах, обеспечивает улучшение распределения ингибитора между водной и углеводородной частями агрессивной среды. Смесь неонолов, представляющих собой оксиэтилированные и оксипропилированные спирты, попадая в нефть путем диффузии из водных растворов, подавляет аномалии ее вязкости, а кроме того, улучшает образование пленки на поверхности оборудования и препятствует наводораживанию металла.

Заявляемый ингибитор готовят следующим образом. Активная часть ингибитора была получена путем конденсации ТЭТА с высокомолекулярными и среднемолекулярными карбоновыми кислотами. Смесь кислот С₁₀-С₂₀ и С₆-С₈, взятых в соотношении 2:1, в реакторе с мешалкой нагревали с ТЭТА до 100°С, выдерживали до полной отгонки воды с получением смеси алифатических аминов, затем температуру поднимали до 150°С, выдерживали до полной отгонки воды с получением амидов и аминоамидов и затем температуру поднимали до 240-250°С, выдерживали до полной отгонки воды с получением имидазолинов. Содержание последних определяли по содержанию третичного азота. В зависимости от технологического регламента и температуры активная часть может содержать до 10-15% смеси алифатических аминов, до 20% амидов и амидоаминов и остальное - имидазолины. В составе композиции использовали СФПК - растворитель, изготовленный из отхода производства капролактама - спиртовой фракции процесса ректификации продуктов окисления циклогексана, например, по ТУ 24330-017-00205311-99; масло ПОД - кислородсодержащий отход производства капролактама, представляющий собой остаток ректификации продуктов окисления циклогексана и дегидрирования циклогексанола (ТУ 113-03-476-86, ТУ 2433-016-00205311-99); смесь неонолов АФ_1-12 и АФ_9-12 (2-5:5-8) по ТУ 2483-077-05766801-98 и метанол по ГОСТ 2222-95 Метанол технический.

Предложенную композицию получают путем непрерывного нагревания при постоянном перемешивании активной части и добавления к ней масла ПОД, СФПК, метанола и неонолов.

Указанный технический результат подтверждается данными проведенных экспериментов, отраженными в таблицах 1, 2. Испытания защитных свойств предложенного ингибитора проводились в соответствии с ГОСТ 9.506-87 (Ингибиторы коррозии металлов в водно-нефтяных средах. Методы определения защитной способности) на металлических образцах из стали 20 в течение 8 часов при комнатной температуре. Концентрация ингибитора составляла 50 мг/л. Испытания проводились в среде NАСЕ (стандарт NACE Standart TMО177-2005), барботируемой диоксидом углерода или сероводородом, а также в пластовой воде Кулешовского месторождения ОАО «Самаранефтегаз» (общая минерализация - 250 г/л, H₂S=180 мг/л, CO₂=84 мг/л, pH=7,1) и среде нефтесборного коллектора (50% обводненности, H₂S=250 мг/л). Исследование эффективности действия на сульфатвосстанавливающие бактерии(СВБ) ингибитора-прототипа и предлагаемого ингибитора (при содержании в его составе алкилбензилдиметиламмоний хлорида 10 мас.%) проводили в вышеуказанных пластовых водах (таблица 2).

Таким образом, как видно из приведенных данных, заявленная совокупность качественных и количественных характеристик композиции обеспечивает синергетический эффект, возможность достижения которого не вытекает из уровня техники.

Таблица 1 №
п/п Состав, масса, % Защитный эффект, % Среда Активная часть СФПК Метанол Смесь неанолов АФ_1-12 + АФ_9-12 Масло ПОД NACE + CO₂ NACE + H₂S Пластовая вода Нефте- сборный коллектор 1.1 10 10 10 1   89 91 90 91 1.2 20 10 10 1   92 93 90 91 1.3 30 10 10 1   92 93 91 92 2.1 10 10 10 2 О 90 91 89 90 2.2 ?0 10 10 2   90 92 91 90 2.3 30 10 10 2 С 91 93 92 91 3.1 10 10 10 4   89 90 91 90 3.2 20 10 10 4 Т 90 92 91 91 3.3 30 10 10 4   93 93 93 92 4.1 10 20 20 1 А 94 92 95 94 4.2 20 20 20 1   96 94 97 96 4.3 30 20 20 1 Л 98 96 98 96 5.1 10 30 10 1   96 94 94 95 5.2 20 30 10 1 Ь 97 96 95 96 5.3 30 30 10 1   99 98 97 97 6.1 10 40 10 1 Н 97 96 94 95 6.2 20 40 10 1   98 97 96 96 6.3 30 40 10 1 О 99 98 98 98 7.1 10 10 40 1   89 90 90 89 7.2 20 10 40 1 Е 90 91 91 91 7.3 30 10 40 1   90 91 93 92 8 30 - 68 2 - 37 29 32 28 9 30 40 28 2 - 55 49 48 51 10 30 - 20 2 48 55 42 37 40

Таблица 2 № п/п Концентрация ингибитора мг/л Количество клеток СВБ Планктонная форма Адгезионная форма Прототип 100 10¹-10² 10⁵-10⁶ Изобретение 50 Не обнаружено 10²-10³

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в нефтяной промышленности для предотвращения коррозии оборудования и трубопроводов, эксплуатируемых в агрессивных средах, содержащих углекислый газ и сероводород. Ингибитор включает активную часть на основе карбоновых кислот, метанол, неиногенное поверхностно-активное вещество НПАВ, при этом он дополнительно содержит спиртовую фракцию производства капролактама СФПК и масло ПОД, активная часть получена синтезом высокомолекулярных и среднемолекулярных карбоновых кислот с триэтилентетраамином, а в качестве НПАВ он содержит смесь неонолов при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: активная часть 10,0-30,0, СФПК 10,0-40,0, метанол 10,0-40,0, смесь неонолов 1,0-4,0, масло ПОД - остальное. Технический результат: изобретение позволяет расширить арсенал эффективных технологичных и экономически доступных средств борьбы с коррозией черных металлов в системах добычи и транспорта нефти и газа. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Ингибитор коррозии нефтепромыслового оборудования и нефтегазопроводов, включающий активную часть на основе карбоновых кислот, метанол, неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ), отличающийся тем, что он дополнительно содержит спиртовую фракцию производства капролактама (СФПК) и масло ПОД, активная часть получена синтезом высокомолекулярных и среднемолекулярных карбоновых кислот с триэтилентетраамином, а в качестве НПАВ он содержит смесь неонолов при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
активная часть 10,0-30,0 СФПК 10,0-40,0 метанол 10,0-40,0 смесь неонолов 1,0-4,0 масло ПОД остальное

2. Ингибитор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алкилбензилдиметиламмоний хлорид в количестве до 15 мас.%.