Способ получения бис-имидазолинов и их производных на основе тетраэтиленпентаминов 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 сероводородсодержащих высокоминерализованных водных средах, от коррозии и наводораживания, а также при транспортировке нефти и газа.

Известен ингибитор коррозии, применяемый в

сероводородсодержащих средах, который содержит продукт взаимодействия 1 моль жирной кислоты с числом углеродных атомов С₁₀-С₂₀ и (0,1-1) моль аминопарафина с числом углеродных атомов С₈-С₂₀ при следующим соотношением компонентов, мас. %:

продукт взаимодействия 1 моль жирной кислоты с числом углеродных атомов С₁₀-С₂₀ и (0,1-1) моль аминопарафина с числом углеродных атомов С₈-С₂₀ - 10-50;

неионогенное поверхностно-активное вещество - 10-30;

растворитель - остальное (A.c. №2061091, C23F 11/00,1996).

Недостатком применения известного ингибитора коррозии является относительно невысокий защитный эффект (87-94%) при дозировке 50 мг/л. Другим недостатком является применение ядовитого вещества - метанола, последний имеет низкую температуру кипения и применяется в количестве 80 мг на 10 г активной основы и по описанию невозможно установить условия взаимодействия жирной кислоты и аминопарафина.

Известен ингибитор сероводородной коррозии, состоящий из смеси хлоргидратов аминопарафинов (А.с. №652316, Е21В 43/00,1979). Недостатком известного ингибитора является невысокий эффект при дозировке до 100 мг/л.

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

Технический результат при использовании изобретения выражается в расширении сырьевой базы и ассортимента ингибиторов коррозии. Также результатом изобретения является удешевление конечного продукта.

Поставленная задача решается заявляемым способом получения ингибиторов коррозии для защиты газо- и нефтепромыслового оборудования и трубопроводов на основе полиэтиленполиаминов и карбоновых кислот, с отгоном реакционной воды и примесей. В качестве полиэтиленполиаминов используют тетраэтиленпентамин (ТЭПА), который взаимодействует с монокарбоновыми кислотами, в качестве которых используют 2-этилгексановую (Эгексан.к.) или олеиновую (Ол.к.) кислоты, сначала при температуре 145-155°С в течение 4,5-5,5 ч, затем при 255°С в течение 2 ч в мольном соотношении ТЭПА: монокарбоновые кислоты равном 1:2 с последующим взаимодействием полученных бис-имидазолинов с бензилхлоридом при температуре 90°С.

Вышеназванный результат получения ингибиторов коррозии, работающих в минерализованных и сероводородсодержащих средах, достигается особенностью, заключающейся в том, что ТЭПА взаимодействует с 2-этилгексановой (Эгексан.к.) или олеиновой (Ол.к.) кислотами сначала при температуре 145-155°С в течение 4,5-5,5 ч, затем при 255°С в течение 2 ч в мольном соотношении ТЭПА : кислоты=1:2 с образованием бис-имидазолинов (1):

R=С₇Н₁₅, С₁₇Н₃₃.

Полученные бис-имидазолины (1) взаимодействуют с бензилхлоридом (БХ) при температуре 90°С в мольном соотношении бис-имидазолин (1) : БХ=1:1 в течение 4-4,5 ч.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. В реактор с перемешивающим устройством, термометром, холодильником и капельной воронкой загружают 18,9 г (0,1 моль) тетраэтиленпентамина (ТЭПА) и 28,8 г (0,2 моль) 2-этилгексановой кислоты (Эгексан.к.) в мольном соотношении ТЭПА : Эгексан.к.=1:2. Реакционную смесь нагревают сначала при температуре 145°С в течение 4,5 ч, затем при температуре 255°С в течение 2 ч и непрерывно производят отгон реакционной воды и примесей, содержащихся в исходных продуктах.

Получают 39,04 г (96,4%) бис-имидазолина (2).

Найдено, %: N 16,94. C₂₄H₄₇N₅.Вычислено, %: N 17,28.

Полученное соединение (2) 40,5 (0,1 моль) взаимодействует с 12,65 г (0,1 моль) бензилхлорида (БХ) при температуре 90°С в течение 4 ч в мольном соотношении соединение (2) : БХ=1:1.

Получают 51,30 г (95,9%) N-бензил-бис-(имидазолин)хлорида (3).

Найдено, %: N 12,74. C₃₁H₅₄N₆Cl. Вычислено, %: N 13,17.

Пример 2. В условиях примера 1 в реактор загружают 18,9 г (0,1 моль) ТЭПА и 56,4 г (0,2 моль) олеиновой кислоты (Ол.к.) в мольном соотношении ТЭПА : Ол.к.=1:2. Реакционную смесь нагревают сначала при температуре 155°С в течение 5,5 ч, затем при температуре 255°С в течение 2 ч и непрерывно производят отгон реакционной воды и примесей, содержащихся в исходных продуктах.

Получают 66,94 г (98,3%) бис-имидазолина (4).

Найдено, %: N 9,56. C₄₆H₈₃N₅. Вычислено, %: N 9,92.

Полученное соединение (4) 68,1 (0,1 моль) взаимодействует с 12,65 г (0,1 моль) БХ при температуре 90°С в течение 4,5 ч в мольном соотношении бис-имидазолин (4) : БХ=1:1.

Получают 78,0 г (96,6%) N-бензил-бис(имидазолин)хлорида (5).

Найдено, %: N 9,06. C₅₁H₉₀N₅Cl. Вычислено, %: N 9,49.

где R=Н (4), (НС1)СН₂Н₅С₆ (5)

Примеры 1-2 подтверждают высокий выход бис-имидазолинов - 95,9-98,3%, а также высокий показатель защитного эффекта - 96,9-99,2% при условии выдерживания заявленных параметров процесса получения.

При условии отклонения заявленных параметров процесса получения бис-имидазолинов и их производных, нагревание реакционной смеси тетраэтиленпентамина и этилгексановой кислоты при температуре 125°С в течение 1,5 ч демонстрирует снижение выхода продукта, а также понижение защитного эффекта.

Изобретение относится к области защиты газо- и нефтепромыслового оборудования и трубопроводов, работающих в сероводородсодержащих высокоминерализованных водных средах, от коррозии и наводораживания, а также при транспортировке нефти и газа. Способ включает взаимодействие полиэтиленполиамина и карбоновой кислоты с отгоном реакционной воды и примесей, при этом в качестве полиэтиленполиамина используют тетраэтиленпентамин, который взаимодействует с монокарбоновой кислотой, в качестве которой используют 2-этилгексановую или олеиновую кислоту, сначала при температуре 145-155°С в течение 4,0-5,5 ч, затем при 255°С в течение 2 ч в мольном соотношении тетраэтиленпентамин : монокарбоновая кислота, равном 1:2, с последующим взаимодействием полученного бис-имидазолина с бензилхлоридом при температуре 90°С. Технический результат: расширение сырьевой базы и ассортимента ингибиторов коррозии. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

1. Способ получения ингибиторов коррозии для нефтепромысловых, минерализованных и сероводородсодержащих сред на основе полиэтиленполиаминов и карбоновых кислот с отгоном реакционной воды и примесей, отличающийся тем, что в качестве полиэтиленполиамина используют тетраэтиленпентамин, который взаимодействует с монокарбоновой кислотой сначала при температуре 145-155°С в течение 4,0-5,5 ч, затем при 255°С в течение 2 ч в мольном соотношении тетраэтиленпентамин : монокарбоновая кислота, равном 1:2, с последующим взаимодействием полученного бис-имидазолина с бензилхлоридом при температуре 90°С.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве монокарбоновой кислоты используют 2-этилгексановую или олеиновую кислоту.