Способ получения бис-имидазолинов и их производных на основе пентапропиленгексаминов для коррозионной защиты нефтепромыслового оборудования и трубопроводов Российский патент 2021 года по МПК C23F11/14 

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

Известен способ получения ингибитора коррозии, получаемой аминированием бензолсульфохлорида водным раствором аммиака (пат.2096523 РФ, 1997 г.).

Недостатком известного ингибитора коррозии является невысокая степень защиты металла, плохая растворимость его в указанных выше средах, многостадийность его синтеза.

Известно применение для предотвращения коррозионного разрушения нефтепромыслового оборудования широкого ряда сложных по составу композиций - нефтехим-3, СНПХ-6301, СНПХ-6302, СНПХ-6011, СНПХ-6014, Викор, а также смесь аминопарафинов, получаемая аминированием продукта хлорирования хлором жидких парафинов С_10-26 с пределами выкипания 220 - 345°С (пат. РФ №2074170; Бюл. №6, 1997 г.).

Недостатком применения указанных ингибиторов коррозии является невысокая степень защиты металла от коррозии, плохая растворимость ингибитора в указанных выше средах.

Задача изобретения - разработка способа получения ингибиторов коррозии, обеспечивающих эффективную защиту металлов газонефтепромыслового оборудования, трубопроводов от коррозии.

Технический результат при использовании изобретения выражается в расширении сырьевой базы и ассортимента выпускаемой продукции, также результатом является удешевление целевого продукта.

Поставленная задача решается заявляемым способом получения ингибиторов коррозии для защиты газо- и нефтепромыслового оборудования и трубопроводов на основе полипропиленполиаминов и карбоновых кислот с отгоном реакционной воды и примесей. В качестве полипропиленполиаминов используют пентапропиленгексамин (ППГА) [(3,6,9,12,15-пентаметил)-1,4,7,10,13,15-гексамино-гексадекан], который взаимодействует с монокарбоновыми кислотами, в качестве которых используют стеариновую (ст.к.) или пальмитиновую (ПК) кислоты, сначала при температуре 165°С в течение 5,5-6 ч, затем при температуре 265°С в течение 2,5 ч в мольном соотношении ППГА и монокарбоновые кислоты равном 1:2 с последующим взаимодействием полученных бис-имидазолинов с нитрилом акриловой кислоты при температуре 85°С в мольном соотношении бис-имидазолина на основе пентапропиленгексамина : нитрила акриловой кислоты равном 1:2-2,05.

Вышеназванный результат получения ингибиторов коррозии, работающих в минерализованных и сероводородсодержащих средах, достигается особенностью, заключающейся в том, что ППГА взаимодействует со стеариновой (ст.к.) или пальмитиновой (ПК) кислотами сначала при температуре 165°С в течение 5,5-6 ч, затем при температуре 265°С в течение 2,5 ч в мольном соотношении ПППА : кислоты=1:2 с образованием бис-имидазолина (1).

R=С₁₇Н₃₅, С₁₅Н₃₁.

Полученный бис-имидазолин (1) взаимодействуют с нитрилом акриловой кислоты (НАК) при температуре 85°С в мольном соотношении бис-имидазолин (1) : НАК = 1:2-2,05.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. В реактор с перемешивающим устройством, термометром, холодильником и капельной воронкой загружают 30,2 г (0,1 моль) пентапропиленгексамина (ППГА) и 56,8 г (0,2 моль) стеариновой кислоты (Ст.к) в мольном соотношении ППГА : Ст.к. = 1:2. Реакционную смесь нагревают сначала при температуре 165°С в течение 6 ч, затем при температуре 265°С в течение 2,5 ч и непрерывно производят отгон реакционной воды и примесей, содержащихся в исходных продуктах.

Получают 78,52 г (98,4%) бис-имидазолина (2).

Найдено, %: N 10,11. C₅₁H₁₀₂N₅₂. Вычислено, %: N 10,52.

Полученное соединение (2) 79,8 г (0,1 моль) взаимодействует с 10,86 г (0,205 моль) НАК при температуре 85°С в мольном соотношении соединение (2) : НАК = 1:2 в течение 4,5 ч.

Получают 88,86 г (98,3%) N₁N¹-дицианэтил-бис-имидазолин (3).

Найдено, %: N 12,76. C₅₇H₁₀₈N₈. Вычислено, %: N 12,38.

Пример 2. По условиям примера 1 в реактор загружают 30,2 г (0,1 моль) ППГА и 51,2 г (0,2 моль) пальмитиновой кислоты (ПК) в мольном соотношении ППГА : ПК = 1:2. Реакционную смесь нагревают сначала при температуре 165°С в течение 5,5 ч, затем при температуре 265°С в течение 2,5 ч и непрерывно производят отгон реакционной воды и примесей, содержащихся в исходных продуктах.

Получают 73,68 г (99,3%) бис-имидазолина (4).

Найдено, %: N 10,95. C₄₇H₉₄N₆. Вычислено, %: N 11,32.

Полученное соединение (4) 74,2 г (0,1 моль) взаимодействует с 10,86 г (0,205 моль) НАК температуре 85°С в течение 4,5 ч в мольном соотношении соединение (4) : НАК = 1:2,05.

Получают 83,61 г (98,6%) бис-цианэтил-имидазолина (5).

Найдено, %: N 13,59. C₅₃H₁₀₀N₈. Вычислено, % : N 13,20.

Примеры 1-2 подтверждают высокий выход бис-имидазолинов - 98,3 - 99,3%, а также высокий показатель защитного эффекта - 97,3-99,3% при условии выдерживания заявленных параметров процесса получения.

При условии отклонения заявленных параметров процесса получения бис-имидазолинов и их производных, нагревание смеси соединения (4) и НАК при температуре 60°С в течение 5 ч в мольном соотношении соединение (4) : НАК равном 1:2 демонстрирует снижение выхода продукта, а также понижение защитного эффекта.

Изобретение относится к области защиты газо- и нефтепромыслового оборудования и трубопроводов, работающих в высокоминерализованных сероводородсодержащих водных средах, от коррозии и может быть использовано для транспортировки нефти и газа. Способ включает взаимодействие полипропиленполиаминов и карбоновых кислот с отгоном реакционной воды и примесей, при этом в качестве полипропиленполиамина используют пентапропиленгексамин [(3,6,9,12,15-пентаметил)-1,4,7,10,13,15-гексамино-гексадекан], который взаимодействует с монокарбоновой кислотой сначала при температуре 165°С в течение 5,5-6,0 ч, затем при температуре 265°С в течение 2,5 ч в мольном соотношении пентапропиленгексамин и монокарбоновая кислота, равном 1:2, с последующим взаимодействием полученного бис-имидазолина с нитрилом акриловой кислоты при температуре 85°С в мольном соотношении бис-имидазолин на основе пентапропиленгексамина:нитрилакриловая кислота, равном 1:2-2,05. В качестве монокарбоновой кислоты используют стеариновую или пальмитиновую кислоту. Технический результат: расширение сырьевой базы и ассортимента выпускаемой продукции. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

1. Способ получения ингибиторов коррозии для нефтепромысловых, минерализованных и сероводородсодержащих сред на основе полипропиленполиаминов и карбоновых кислот с отгоном реакционной воды и примесей, отличающийся тем, что в качестве полипропиленполиамина используют пентапропиленгексамин [(3,6,9,12,15-пентаметил)-1,4,7,10,13,15-гексамино-гексадекан], который взаимодействует с монокарбоновой кислотой сначала при температуре 165°С в течение 5,5-6 ч, затем при температуре 265°С в течение 2,5 ч в мольном соотношении пентапропиленгексамин и монокарбоновая кислота, равном 1:2, с последующим взаимодействием полученного бис-имидазолина с нитрилом акриловой кислоты при температуре 85°С в мольном соотношении бис-имидазолин на основе пентапропиленгексамина:нитрилакриловая кислота, равном 1:2-2,05.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве монокарбоновой кислоты используют стеариновую или пальмитиновую кислоту.