ОСЛАБЛЕНИЕ ВНУТРЕННЕЙ КОРРОЗИИ В ТРУБОПРОВОДЕ ДЛЯ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ СЫРОЙ НЕФТИ Российский патент 2020 года по МПК C23F11/14 

Область техники, к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение относится к разработке высокотехнологической растворимой в масле и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии, предназначенной для ослабления внутренней коррозии в трубопроводах во время транспортирования сырой нефти. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения растворимой в масле и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии.

Уровень техники

Внутренняя коррозия представляет собой один из важнейших вопросов при транспортировании сырой нефти. Внутренняя коррозия представляет собой непрекращающуюся и дорогостоящую проблему для трубопроводов, обусловленную присутствием влаги. Поэтому ингибирование коррозии во время транспортирования нефтепродуктов становится неотъемлемой частью эксплуатации трубопровода. В сырой нефти обычно присутствует вода, и ее полное удаление является затруднительным. Коррозия обычно имеет место в тех местах, в которых вода выделяется из сырой нефти и вступает в контакт с металлической поверхностью трубопроводов. Вода исполняет функцию электролита и вызывает коррозию. Она также имеет тенденцию к стимулированию гидролиза других материалов, в частности, хлоридов, и, таким образом, формирует кислотную окружающую среду. Также, согласно наблюдениям, протечка нефти и включенной соленой воды на некоторых территориях становится явлением, представляющим собой общественную опасность.

На сегодняшний день техническое обслуживание трубопроводов в отраслях переработки нефтепродуктов и добычи сырой нефти становится очень дорогостоящим вследствие коррозии, которая повреждает стальные трубопроводы. Во избежание таких издержек общепринятой практикой становится применение противокоррозионного вещества для транспортирования жидких сырых и/или очищенных нефтепродуктов при использовании трубопроводов. Некоторые продукты, согласно литературным данным, представляют собой ингибитор коррозии. Данные ингибиторы коррозии имеют в своей основе амид, имидазолины или их олигомеры, пиридиниевую соль, тетрагидропиримидин, четвертичные аммониевые соединения. Большинство данных способов в результате приводят либо к получению сложной смеси из молекул, либо включают многостадийную реакцию для производства.

В патенте США № 2,640,029 описывается композиция ингибитора коррозии на основе тетрагидропиримидина, предназначенная для предотвращения коррозии металлов, в частности, железа, стали и сплавов на основе железа. Данная композиция, по-видимому, обладает свойствами, которые придают металлам стойкость к воздействию широкого спектра коррозионно-активных агентов, таких как рассолы, слабые неорганические кислоты, органические кислоты, СО₂, H₂S, O₂ и тому подобное.

В патенте США № 2,466,517 описывается композиция ингибитора коррозии, предназначенная для предотвращения коррозии металлов, а, в частности, железа, стали и сплавов на основе железа. Ингибитор коррозии используют для предотвращения коррозии труб или оборудования, которые находятся в контакте с коррозионно-активной нефтесодержащей средой, например, в нефтяных скважинах, производящих коррозионно-активные нефтяные или нефтерассольные смеси на нефтеперерабатывающих предприятиях. Ингибитор коррозии имеет в своей основе циклические амидины, а, в частности, замещенные имидазолины, у которых молекула имидазолина содержит, по меньшей мере, одну алифатическую или циклоалифатическую углеводородную группу, содержащую от 8 до 32 атомов углерода.

В публикации CN101280222B раскрывается растворимый в воде ингибитор коррозии, предназначенный для применения в технологической установке нефтеперерабатывающего предприятия. Ингибитор коррозии образован из 20-70 мас.% производных имидазолинов, 1-10 мас.% производных пиридина, 1-20 мас.% вспомогательного агента для ингибирования коррозии и 10-50 мас.% растворителя.

В публикации US6866797B1 раскрываются соединения на основе четвертичного аммония, которые, как это установлено, являются эффективными в качестве ингибиторов коррозии. Данные соединения четвертичного аммония могут быть использованы индивидуально или в комбинации с дополнительными компонентами. Например, совместно с соединениями четвертичного аммония могут быть использованы сложные эфиры фосфорной кислоты. Помимо этого, к композициям ингибитора коррозии также могут быть добавлены тиокарбонильные соединения. Данные ингибиторы коррозии являются эффективными в отношении коррозии черных металлов.

В публикации US3623979A описываются растворимые в нефти и диспергируемые в рассоле ингибиторы коррозии на основе амида, предназначенные для непрерывного или прерывистого нанесения жидкостных покрытий из данных ингибиторов на металлы, в частности, черные металлы, находящиеся в контакте с малосернистыми и высокосернистыми нефтесодержащими скважинными флюидами. Амид представляет собой продукт конденсации между полимерной кислотой и 1-аминоалкил-2-алкил-2-имидазолином.

Коррозия, которая имеет место в системах первичной добычи и нагнетания воды, является довольно сложной. Оценка ингибиторов коррозии для такой области применения должна включать исследование таких переменных, как: композиция воды, нефтей и газов; технологический процесс и производительность добычи; соотношение между водой и нефтью; смачивающая способность нефти; рН флюидов; температуры; количество сероводорода, углекислого газа, кислорода и других присутствующих газов; формирование защитных покрытий, таких как парафиновое из нефти или кальцийкарбонатное из воды; и композиция ингибитора и технологический процесс нанесения. В целях уменьшения материально-производственных запасов, уменьшения стоимости за счет сокращения большого объема закупок и получения максимальной эффективности обработки требуется наличие определенного класса ингибиторов коррозии и их композиций, которые обеспечивают получение защиты для металлов в широком спектре коррозионно-активных окружающих сред.

Как это следует из предшествующего уровня техники, ранее исследователи разработали несколько продуктов на основе комбинаций из различных классов химических реагентов. Однако большинство данных коммерческих ингибиторов коррозии не обеспечивает получения полной защиты от коррозии при низкой концентрации. Поэтому также желательным является обнаружение высокотехнологического затратоэффективного продукта, предназначенного для применения в качестве ингибитора коррозии.

Сущность изобретения

В соответствии с этим, в настоящем изобретении предлагается уникальная комбинация из различных количеств разнообразных химических реагентов в целях получения высокотехнологической растворимой в масле и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии.

В настоящем изобретении предлагается растворимая в масле и диспергируемая в воде композиция ингибитора коррозии, предназначенная для ослабления внутренней коррозии в трубопроводе для транспортирования сырой нефти, и композиция ингибитора коррозии содержит димерную жирную кислоту (ДЖК); длинно-цепочечный алкиламин; сложноэфирное производное алкилированного фенола; органическую кислоту или смесь из кислот и растворитель. Настоящее изобретение, кроме того, относится к растворимой в масле и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии, содержащей димерную жирную кислоту (ДЖК) в количестве в диапазоне от 40 до 80 мас.%; длинно-цепочечный алкиламин в количестве в диапазоне от 1 до 10 мас.%; сложноэфирное производное алкилированного фенола в количестве в диапазоне от 0,01 до 7 мас.%; органическую кислоту или смесь из кислот в количестве в диапазоне от 5 до 10 мас.% и растворитель в количестве в диапазоне от 10 до 40 мас.%.

Настоящее изобретение, кроме того, относится к способу получения растворимой в масле и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии, при этом способ включает:

(а) растворение димерной жирной кислоты в растворителе для получения смеси (i);

(b) покапельное добавление алкиламина к смеси (i), полученной на стадии (а), для получения смеси (ii) и перемешивание смеси (ii) при температуре в диапазоне 40°С-60°С;

(с) добавление сложноэфирного производного алкилированного фенола к смеси (ii), полученной на стадии (b), для получения смеси (iii);

(d) добавление органической кислоты или смеси из кислот к смеси (iii), полученной на стадии (с), для получения смеси (iv); и

(е) перемешивание смеси (iv), полученной на стадии (d), при температуре окружающей среды для получения композиции ингибитора коррозии.

В одном признаке настоящего изобретения предлагается способ ослабления внутренней коррозии в трубопроводе, обусловленной воздействием нефтепродукта, при этом упомянутый способ включает добавление растворимой в нефти и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии, которая соответствует раскрытию изобретения в настоящем изобретении, к хранимому или транспортируемому нефтепродукту.

Растворимая в нефти и диспергируемая в воде композиция ингибитора коррозии, раскрытая в настоящем изобретении, содержит составляющие компоненты, которые облегчают формирование слоя из химических реагентов, ингибирующих коррозию на поверхности металла, и эффективно предотвращают коррозию поверхности металла. Кроме того, будучи диспергируемым в воде, ингибитор коррозии облегчает ослабление внутренней коррозии в трубопроводах во время транспортирования нефтепродуктов.

Задачи настоящего изобретения:

Основная цель настоящего изобретения представляет собой создание высокотехнологической растворимой в нефти и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии.

Еще одна цель настоящего изобретения представляет собой предложение способа производства композиции ингибитора коррозии, который является очень простым и легким для масштабирования.

Другая цель настоящего изобретения представляет собой создание разработанной композиции ингибитора коррозии, которая является высокоэффективной для устранения внутренней коррозии во время транспортирования сырой нефти через трубопровод, поскольку она также является диспергируемой в воде.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение относится к растворимой в нефти и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии, предназначенной для ослабления внутренней коррозии в трубопроводах во время транспортирования сырой нефти, обусловленной присутствием воды в сырой нефти. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения растворимой в нефти и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии и впоследствии способу защиты внутренней поверхности металла трубопровода от коррозии, обусловленной присутствием нефтепродукта, при использовании композиции ингибитора коррозии, раскрытой в настоящем документе.

В соответствии с основным признаком в настоящем изобретении предлагается растворимая в нефти и диспергируемая в воде композиция ингибитора коррозии, содержащая:

(а) димерную жирную кислоту (ДЖК);

(b) длинно-цепочечный алкиламин;

(c) сложноэфирное производное алкилированного фенола;

(d) органическую кислоту или смесь из кислот; и

(e) растворитель.

В одном варианте осуществления в настоящем изобретении предлагается растворимая в нефти и диспергируемая в воде композиция ингибитора коррозии, по существу состоящая из:

(а) димерной жирной кислоты (ДЖК);

(b) длинно-цепочечного алкиламина;

(c) сложноэфирного производного алкилированного фенола;

(d) органической кислоты или смеси из кислот; и

(e) растворителя.

В одном предпочтительном варианте осуществления в настоящем изобретении предлагается растворимая в нефти и диспергируемая в воде композиция ингибитора коррозии, состоящая из:

(а) димерной жирной кислоты (ДЖК);

(b) длинно-цепочечного алкиламина;

(c) сложноэфирного производного алкилированного фенола;

(d) органической кислоты или смеси из кислот; и

(e) растворителя.

В одном дополнительном варианте осуществления в настоящем изобретении предлагается растворимая в нефти и диспергируемая в воде композиция ингибитора коррозии, содержащая:

(а) 40-80 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК);

(b) 1-10 мас.% длинно-цепочечного алкиламина;

(c) 0,01-7 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола;

(d) 5-10 мас.% органической кислоты или смеси из кислот; и

(e) 10-40 мас.% органических разбавителей.

В еще одном варианте осуществления в настоящем изобретении предлагается растворимая в нефти и диспергируемая в воде композиция ингибитора коррозии, по существу состоящая из:

(а) 40-80 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК);

(b) 1-10 мас.% длинно-цепочечного алкиламина;

(c) 0,01-7 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола;

(d) 5-10 мас.% органической кислоты или смеси из кислот; и

(e) 10-40 мас.% органических разбавителей.

В одном предпочтительном варианте осуществления в настоящем изобретении предлагается растворимая в нефти и диспергируемая в воде композиция ингибитора коррозии, состоящая из:

(а) 40-80 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК);

(b) 1-10 мас.% длинно-цепочечного алкиламина;

(c) 0,01-7 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола;

(d) 5-10 мас.% органической кислоты или смеси из кислот; и

(e) 10-40 мас.% органических разбавителей.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения димерная жирная кислота содержит алкильную цепь из атомов углерода в количестве в диапазоне от 30 до 50.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения длинно-цепочечный алкиламин содержит атомы углерода в количестве в диапазоне от 12 до 18.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения органическая кислота содержит атомы углерода в количестве в диапазоне от 2 до 18.

В еще одном другом варианте осуществления настоящего изобретения органическую кислоту выбирают из группы, состоящей из уксусной кислоты, олеиновой кислоты, миристиновой кислоты, жирных кислот или их комбинаций.

В одном варианте осуществления настоящего изобретения растворитель представляет собой растворитель, обогащенный по ароматическим соединениям.

В одном предпочтительном варианте осуществления растворитель представляет собой ароматический растворитель или алифатический растворитель или нефтяной растворитель, выбираемые из группы, состоящей из ксилола, толуола, алкилированного бензола, изопропанола, 2-этил-1-гексанола, бутанола, пентанола, кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций или их комбинаций.

Разработанная композиция состоит из кислотно-аминового комплекса в качестве агента, ингибирующего коррозию, и смеси из органических кислот в качестве диспергирующего агента. В разработанной рецептуре ингибитора коррозии смесь из органических кислот способствует хорошему диспергированию в водной фазе эмульсии «нефть-вода». После этого высокий уровень полярной природы композиции ингибитора коррозии формирует комплекс на поверхности металла трубопровода. Сложные эфиры алкилированного фенола способствуют лучшему пленкообразованию. Данные три синергетических фактора уменьшают смачивание водой внутренней поверхности трубопроводов, уменьшая, тем самым, внутреннюю коррозию трубопровода.

Один дополнительный признак настоящего изобретения предлагает способ получения растворимой в масле и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии, при этом способ включает:

(а) растворение димерной жирной кислоты в растворителе для получения смеси (i);

(b) покапельное добавление алкиламина к смеси (i), полученной на стадии (а), для получения смеси (ii) и перемешивание смеси (ii) при температуре в диапазоне 40°С-60°С;

(с) добавление сложноэфирного производного алкилированного фенола к смеси (ii), полученной на стадии (b), для получения смеси (iii);

(d) добавление органической кислоты или смеси из кислот к смеси (iii), полученной на стадии (с), для получения смеси (iv); и

(е) перемешивание смеси (iv), полученной на стадии (d), при температуре окружающей среды для получения композиции ингибитора коррозии.

В одном варианте осуществления температура окружающей среды находится в диапазоне 20°-30°С.

В одном варианте осуществления димер жирной кислоты в способе получения композиции ингибитора коррозии содержит алкильную цепь из атомов углерода в количестве в диапазоне от 30 до 50.

В еще одном варианте осуществления алкиламин в способе получения композиции ингибитора коррозии представляет собой длинно-цепочечный алкиламин, содержащий атомы углерода в количестве в диапазоне от 10 до 18.

В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения органическую кислоту в способе получения композиции ингибитора коррозии выбирают из группы, состоящей из уксусной кислоты, олеиновой кислоты, миристиновой кислоты, жирных кислот или их комбинаций.

В еще одном другом варианте осуществления растворитель в способе получения композиции ингибитора коррозии представляет собой ароматический растворитель или алифатический растворитель или нефтяной растворитель, выбираемый из группы, состоящей из ксилола, толуола, алкилированного бензола, изопропанола, 2-этил-1-гексанола, бутанола, пентанола, кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций или их комбинаций.

Более подробно признак перемешивания смеси (ii) в способе получения композиции ингибитора коррозии проводят в течение периода времени в диапазоне от 1 до 2 часов, в то время как перемешивание смеси (iv) проводят в течении периода времени в диапазоне от 0,5 до 1 часа.

В еще одном признаке настоящего изобретения предлагается способ ослабления внутренней коррозии в трубопроводе для транспортирования сырой нефти, при этом способ включает добавление растворимой в масле и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии настоящего изобретения к хранимой или транспортируемой сырой нефти.

В соответствии с дополнительными вариантами осуществления настоящее изобретение охватывает одностадийную реакцию для производства композиции ингибитора коррозии из димерной жирной кислоты, длинно-цепочечного алкиламина, смеси жирной кислоты в присутствии встречающегося в природе алкилированного фенола в подходящем для использования растворителе. Таким образом, получают различные комбинации композиции ингибитора коррозии и на основании международно-признанного метода испытания NACE 1D182, обычно обозначаемого термином «испытание с вращающимся колесом», оценивают эксплуатационные характеристики соответствующих композиций, предназначенных для ослабления внутренней коррозии в трубопроводе для транспортирования сырой нефти.

Ингибитор коррозии настоящего изобретения используют путем периодического дозирования в трубопроводы для транспортирования сырой нефти шельфовых месторождений. Ингибитору коррозии на протяжении фиксированной продолжительности времени дают возможность находиться в контакте с поверхностью трубопровода, которая должна быть защищена от коррозии. На протяжении данного периода на поверхности формируется пленка ингибитора, и она защищает поверхность во время прохождения сырой нефти.

Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает следующие далее технические преимущества:

• новая композиция, в высшей степени хорошо подходящая для использования при производстве лучшей пленки для защиты от коррозии;

• одностадийная реакция, легкая для масштабирования;

• продукт может быть использован как таковой без проведения дополнительной переработки;

• разработанная композиция является высокоэффективной композицией ингибитора коррозии;

• эксплуатационные характеристики продукта лучше, чем характеристики коммерческих продуктов.

Следующие далее примеры приводятся для целей дополнительного иллюстрирования изобретения и не накладывают ограничений на объем настоящего изобретения. Все уровни процентного содержания и части получают при расчете на массу, если только не будет указываться на другое.

Типичная методика реакции:

В одном типичном способе реакции 46,40 мас.% димерной жирной кислоты растворяли в 36,40 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций и к смеси покапельно добавляли 7,60 мас.% лауриламина. После полного добавления амина смесь перемешивали при 50°С на протяжении одного часа. После этого к смеси добавляли 0,50 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола с последующим добавлением 9,10 мас.% смеси органической кислоты. Реакционную смесь перемешивали на протяжении еще получаса при комнатной температуре и она была готова для использования.

Полученная смесь содержит 63,60 % активного содержимого.

Пример 1: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 60 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК) и (b) 40 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций при комнатной температуре. Полученная смесь содержит 60 % активного содержимого.

Пример 2: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 70 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 1 мас.% лауриламина, (с) 29 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций при комнатной температуре.

Пример 3: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 51 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 9 мас.% лауриламина, (с) 40 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций при комнатной температуре.

Пример 4: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 51,05 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 8,40 мас.% лауриламина, (с) 0,54 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола, (d) 40,01 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций при комнатной температуре.

Пример 5: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 69,23 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 0,7 мас.% лауриламина, (с) 0,07 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола, (d) 30 мас.% ксилола при комнатной температуре.

Пример 6: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 27,2 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 9,65 мас.% диэтилентриамина, (с) 1,45 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола, (d) 15,6 мас.% С₂ органической кислоты, (е) 21,75 мас.% ксилола, (f) 18,8 мас.% изопропанола, (g) 2,45 мас.% 2-этил-1-гексанола, (h) 3,1 мас.% дистиллированной воды при комнатной температуре.

Пример 7: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 46,40 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 7,60 мас.% лауриламина, (с) 0,50 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола, (d) 9,10 мас.% С₂ органической кислоты, (е) 36,40 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций при комнатной температуре.

Пример 8: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 46,40 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 7,60 мас.% лауриламина, (с) 0,50 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола, (d) 9,10 мас.% С₁₈ органической кислоты, (е) 36,40 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций при комнатной температуре.

Пример 9: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 46,40 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 7,60 мас.% лауриламина, (с) 0,50 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола, (d) 9,10 мас.% С₁₄ органической кислоты, (е) 36,40 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций при комнатной температуре.

Пример 10: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 46,40 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 7,60 мас.% лауриламина, (с) 0,50 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола, (d) 9,10 мас.% смеси жирной кислоты, (е) 36,40 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций при комнатной температуре.

Пример 11: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 46,40 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 7,60 мас.% олеиламина, (с) 0,50 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола, (d) 9,10 мас.% смеси жирной кислоты, (е) 36,40 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций при комнатной температуре.

Пример 12: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 46,40 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 7,60 мас.% лауриламина, (с) 0,50 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола, (d) 3,50 мас.% смеси жирной кислоты, (е) 42,00 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций при комнатной температуре.

Пример 13: Композицию ингибитора коррозии получали в результате смешивания (а) 46,40 мас.% димерной жирной кислоты (ДЖК), (b) 7,60 мас.% лауриламина, (с) 0,50 мас.% сложноэфирного производного алкилированного фенола, (d) 12,00 мас.% смеси жирной кислоты, (е) 33,50 мас.% кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций при комнатной температуре.

Изучение эксплуатационных характеристик по ингибированию коррозии

Для оценки эксплуатационных характеристик композиций ингибиторов коррозии, описанных в примерах 1-13, используют международно признанный метод испытания NACE 1D182 для оценки эксплуатационных характеристик ингибитора коррозии, предназначенного для трубопровода для транспортирования сырой нефти. Данное испытание широко известно под наименованием «испытание с вращающимся колесом». Подробности относительно условий и пробных образцов для испытаний представляются ниже.

Условия испытаний:

Среда для испытаний: среда для испытаний состоит из 10 мас.% сырой нефти и 90 мас.% рассольного раствора. Рассольный раствор получают в результате растворения раствора хлорида натрия (NaCl) при 3,2 мас.% в дистиллированной воде, продутой углекислым газом (СО₂).

ii. Раствор для погружения: 85 % нефти-сырца + 5 % рассола + 10 % ингибитора коррозии (подвергаемый испытанию стальной пробный образец погружали в раствор на протяжении 10 секунд).

iii. Температура испытания: испытание проводили при (50 ± 2)°С.

iv. Давление: атмосферное.

v. Продолжительность испытания: 72 часа.

Пробный образец для испытания:

i. Металлические пробные образцы должны быть образованы из стали API 5L X при размерах, приблизительно составляющих 30 мм × 25 мм × 3-4 мм.

ii. Качество обработки поверхности должно быть достигнуто при использовании дробленого наждака 300 при отсутствии изъязвлений и царапин.

Испытание с вращающимся колесом:

Среду для испытаний получают и размещают в контейнере для испытаний. Металлические пробные образцы погружают в полученный раствор для погружения на 10 секунд. После этого внутри контейнера располагают пробные образцы путем подвешивания при использовании крышки с держателем таким образом, чтобы пробный образец был бы полностью погружен в среду для испытаний. В дополнение к этому, металлический пробный образец должен быть расположен в среде для холостых испытаний (при отсутствии ингибитора коррозии (ИК)) для оценки степени коррозии без проведения обработки при использовании ингибитора ИК. Испытание с колесом в отношении обеих сред для испытаний проводят двукратно при температуре 50 ± 2°С и атмосферном давлении со скоростью вращения 16-20 об./мин на протяжении 72 часов. После завершения испытания пробные образцы извлекают из контейнера и очищают в соответствии с методом испытаний ASTM G1. Раствор, имеющий обозначение С.3.1, (раствор Кларка) получают в результате смешивания оксида сурьмы (20 г) и хлорида двухвалентного олова (50 г) в хлористо-водородной кислоте (1000 мл). Каждый пробный образец очищают в результате погружения в раствор Кларка на период времени в 5 минут.

Эффективность ингибитора для ингибитора ИК рассчитывают так, как это продемонстрировано в уравнении 1:

% защиты = (потеря массы_{(без проведения обработки при использовании ИК)} – потеря массы_{(после проведения обработки при использовании ИК)})/потеря массы_{(без проведения обработки при использовании ИК)}

Для успешного прохождения испытания с вращающимся колесом как минимум 80 % подвергнутых воздействию пробных образцов не должны иметь изъязвлений и царапин после визуального осмотра при минимальной эффективной концентрации композиции ингибитора коррозии.

Оценку эксплуатационных характеристик разработанной композиции ингибитора коррозии проводили при использовании метода испытания с вращающимся колесом в сырой нефти из различных источников в целях обнаружения наилучшей композиции ИК. Результаты по испытанию с колесом представляются ниже в таблице 1.

Таблица 1: Эксплуатационные характеристики композиций ингибиторов коррозии на основании испытания с вращающимся колесом

№ образца Композиция ингибитора коррозии % защиты от коррозии 1 Пример 1 20 2 Пример 2 40 3 Пример 3 60 4 Пример 4 75 5 Пример 5 50 6 Пример 6 83 7 Пример 7 75 8 Пример 8 75 9 Пример 9 81 10 Пример 10 > 90 11 Пример 11 > 90 12 Пример 12 75 13 Пример 13 80 14 Эталонная сырая нефть 0

Как это демонстрируют результаты в таблице 1, в соответствии с методом испытания с вращающимся колесом при наличии в шельфовой партии композиции ингибитора коррозии настоящего изобретения она показывает значительную защиту от коррозии по сравнению с эталонной сырой нефтью, не содержащей ингибитор коррозии. Сама по себе димерная жирная кислота в примере 1, метод испытания с колесом успешно не прошла. Но добавление к димерной жирной кислоте лауриламина демонстрирует улучшение результатов по ингибированию коррозии, как это продемонстрировано в примере 2. При увеличении концентрации амина наблюдают увеличенный процент защиты от коррозии, как это продемонстрировано в примере 3. Для дополнительного улучшения эксплуатационных характеристик к смеси композиции из примера 4 добавляли встречающийся в природе алкилированный фенол. В целях достижения дополнительного улучшения эксплуатационных характеристик по защите от коррозии к смеси композиции добавляли органические кислоты (уксусную кислоту, олеиновую кислоту, миристиновую кислоту и смесь из жирных кислот), как это продемонстрировано в примерах 7, 8, 9 и 10. Значительное улучшение эксплуатационных характеристик наблюдали в примерах 9 и 10 после добавления к композиции из примера 4 смеси из жирных кислот и миристиновой кислоты. В примере 11 улучшенную защиту от коррозии продемонстрировал также и олеиламин. Процент защиты от коррозии значительно уменьшался при уменьшении количества смеси жирной кислоты до 3,5 % в примере 12 и увеличении его до 12,0 % в примере 13.

Оптимизированную композицию рецептуры (пример 10) критически оценивали по ее физико-химическим свойствам подобно тому, как в случае испытания на термостойкость, стабильности свойств при хранении, исследования диспергируемости в воде и тому подобного.

Испытание на термостойкость: Разработанная композиция ингибитора коррозии, как это было установлено, является термостойкой при 60 ± 2°С. Результаты спектроскопии ИК-ПФ для подвергнутой испытанию композиции ингибитора коррозии сопоставляли с соответствующими результатами для свежей композиции ингибитора коррозии. Сопоставление результатов спектроскопии ИК-ПФ подтверждает согласованность обоих спектроскопических результатов друг с другом. Отсутствуют какие-либо химические изменения, обнаруживаемые в композиции ингибитора коррозии даже после нагревания композиции при 60 ± 2°С на протяжении пяти дней.

Стабильность свойств при хранении: ингибитор коррозии хранили на протяжении периода времени, составляющего как минимум 12 месяцев, в стеклянном контейнере в климатических условиях окружающей среды. Ингибитор коррозии не продемонстрировал выпадения в осадок, расслаивания или других свидетельств макроскопических разделения или ухудшения качества по истечении 12 часов.

Исследование диспергируемости: Исследование диспергируемости в воде проводили для разработанной рецептуры по отношению к коммерческому продукту в 3,2 %-ном рассольном растворе. Как это демонстрируют результаты исследования диспергируемости, разработанная композиция ингибитора коррозии является диспергируемой в 3,2 %-ном рассольном растворе вплоть до уровня содержания в диапазоне 2000-2500 ч./млн. Высокая диспергируемость разработанной композиции приводит к получению ее эффективных эксплуатационных характеристик по ингибированию коррозии.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для ослабления внутренней коррозии в трубопроводах для сырой нефти во время хранения и транспортирования сырой нефти. Композиция ингибитора коррозии содержит димерную жирную кислоту (ДЖК); длинноцепочечный алкиламин; сложноэфирное производное алкилированного фенола; органическую кислоту или смесь из кислот и растворитель. Способ получения растворимой в масле и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии включает: (а) растворение димерной жирной кислоты в растворителе для получения смеси (i); (b) покапельное добавление алкиламина к смеси (i), полученной на стадии (а), для получения смеси (ii) и перемешивание смеси (ii) при температуре в диапазоне 40-60°С; (с) добавление сложноэфирного производного алкилированного фенола к смеси, полученной на стадии (b), для получения смеси (iii); (d) добавление органической кислоты или смеси из кислот к смеси (iii), полученной на стадии (с), для получения смеси (iv) и (е) перемешивание смеси (iv), полученной на стадии (d), при комнатной температуре для получения композиции ингибитора коррозии. Технический результат: получение высокотехнологической растворимой в масле и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии, предназначенной для ослабления внутренней коррозии в трубопроводах для сырой нефти. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 пр.

1. Растворимая в масле и диспергируемая в воде композиция ингибитора коррозии, содержащая:

(а) димерную жирную кислоту (ДЖК);

(b) длинноцепочечный алкиламин;

(c) сложноэфирное производное алкилированного фенола;

(d) органическую кислоту или смесь из кислот; и

(e) растворитель.

2. Композиция по п. 1, в которой димерная жирная кислота (ДЖК) присутствует в количестве в диапазоне от 40 до 80 мас.%.

3. Композиция по п. 1, в которой длинноцепочечный алкиламин присутствует в количестве в диапазоне от 1 до 10 мас.%.

4. Композиция по п. 1, в которой сложноэфирное производное алкилированного фенола присутствует в количестве в диапазоне от 0,01 до 7 мас.%.

5. Композиция по п. 1, в которой органическая кислота или смесь кислот присутствует в количестве в диапазоне от 5 до 10 мас.%.

6. Композиция по п. 1, в которой растворитель присутствует в количестве в диапазоне от 10 до 40 мас.%.

7. Композиция по п. 1, в которой димерная жирная кислота (ДЖК) содержит алкильную цепь из атомов углерода в количестве в диапазоне от 30 до 50.

8. Композиция по п. 1, в которой длинноцепочечный алкиламин содержит атомы углерода в количестве в диапазоне от 12 до 18.

9. Композиция по п. 1, в которой органическая жирная кислота содержит атомы углерода в количестве в диапазоне от 2 до 18.

10. Композиция по п. 1, в которой органическую кислоту выбирают из группы, состоящей из уксусной кислоты, олеиновой кислоты, миристиновой кислоты, жирных кислот или их комбинаций.

11. Композиция по п. 1, в которой растворитель выбирают из группы, состоящей из ксилола, толуола, алкилированного бензола, изопропанола, 2-этил-1-гексанола, бутанола, пентанола, кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций или их комбинаций.

12. Способ получения растворимой в масле и диспергируемой в воде композиции ингибитора коррозии по п. 1, при этом способ включает:

(а) растворение димерной жирной кислоты в растворителе для получения смеси (i);

(b) покапельное добавление алкиламина к смеси (i), полученной на стадии (а), для получения смеси (ii) и перемешивание смеси (ii) при температуре в диапазоне 40-60°С;

(с) добавление сложноэфирного производного алкилированного фенола к смеси, полученной на стадии (b), для получения смеси (iii);

(d) добавление органической кислоты или смеси из кислот к смеси (iii), полученной на стадии (с), для получения смеси (iv); и

(е) перемешивание смеси (iv), полученной на стадии (d), при комнатной температуре для получения композиции ингибитора коррозии.

13. Способ по п. 12, в котором димерная жирная кислота (ДЖК) содержит алкильную цепь из атомов углерода в количестве в диапазоне от 30 до 50.

14. Способ по п. 12, в котором растворитель представляет собой ароматический растворитель, или алифатический растворитель, или нефтяной растворитель, выбранный из группы, состоящей из ксилола, толуола, алкилированного бензола, изопропанола, 2-этил-1-гексанола, бутанола, пентанола, кубового остатка из колонны повторной перегонки в установке для отгона легких фракций или их комбинаций.

15. Способ по п. 12, в котором алкиламин представляет собой длинноцепочечный алкиламин, содержащий атомы углерода в количестве в диапазоне от 10 до 18.

16. Способ по п. 12, в котором органическую кислоту выбирают из группы, состоящей из уксусной кислоты, олеиновой кислоты, миристиновой кислоты, жирных кислот или их комбинаций.

17. Способ по п. 12, в котором перемешивание на стадии (b) проводят в течение периода времени в диапазоне от 1 до 2 часов, а перемешивание на стадии (е) проводят в течение периода времени в диапазоне от 0,5 до 1 часа.