Способ получения бис-имидазолинов и их производных на основе пентаэтиленгексаминов 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, и может быть использовано для транспортировки 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 (А.с. №2061091, K6 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.

Недостатком известных способов получения ингибиторов коррозии является низкие коллоиднохимические свойства ингибиторов, расслаивание при транспортировке и хранении, высаливание при применении в высокоминерализованных сероводородсодержащих средах.

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 пентаэтиленгексамин (ПЭГА), который взаимодействуют с монокарбоновыми кислотами, в качестве которых используют стеариновую (Ст.к.) или изомасляную (ИМК) кислоты, сначала при температуре 145-155°С в течение 4-6 ч, затем при 255-260°С в течение 1,5-2,5 ч в мольном соотношении ПЭГА : монокарбоновые кислоты, равном 1:2-2,1 с последующим взаимодействием полученных бис-имидазолинов с N,N'-диметил-3,5-дитретбутил-4-оксибензиламином (основание Манниха) при температуре 116-120°С.

Вышеназванный результат получения ингибиторов коррозии, работающих в минерализованных и сероводородсодержащих средах, достигается особенностью, заключающейся в том, что ПЭГА взаимодействует со стеариновой (Ст.к.) или изомасляной (ИМК) кислотами сначала при температуре 145-155°С, затем при 255-260°С в течение 1,5-2,5 ч в мольном соотношении ПЭПА : кислоты = 1:2-2,1 с образованием бис-имидазолинов (1):

R=С₁₇Н₃₅, С₃Н₇.

Полученные бис-имидазолины (1) взаимодействуют с основанием манниха (ОМ) при температуре 116-120°С в мольном соотношении бис-имидазолин (1) : ОМ = 1:1.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

Пример 1. По условиям примера 1 в реактор загружают 23,2 (0,1 моль) пентаэтиленгексамина (ПЭГА) и 56,8 г (0,2 моль) стеариновой кислоты (Ст.к.) в мольном соотношении ПЭГА : Ст.к. = 1:2. Реакционную смесь нагревают сначала при температуре 155°С в течение 6 ч, затем при 260°С в течение 2,5 ч и непрерывно производят отгон реакционной воды и примесей, содержащихся в исходных продуктах.

Получают 70,76 г (97,2%) бис-имидазолина (2).

Найдено, %: N 11,92. C₄₆H₉₂N₆. Вычислено, %: N 11,53.

Полученное соединение (2) 72,8 (0,1 моль) взаимодействует с 26,3 г (0,1 моль) N,N'-диметил-3,5-дитретбутил-4-оксибензиламина (основание Манниха (ОМ)) в мольном соотношении соединение (2) : ОМ = 1:1 при температуре 120°С до полного выделения реакционного диметиламина (ДМА).

Получают 93,27 г (98,6%) N'-3,5-дитретбутил-4-окси-бензил-бис-имидазолина (3).

Найдено, %: N8, 48. C₆₁H₁₁₅N₆O. Вычислено, %: N 8,88.

Пример 2. По условиям примера 1 в реактор загружают 23,2 (0,1 моль) ПЭГА и 184,8 г (0,21 моль) изомасляной кислоты (ИМК) в мольном соотношении ПЭГА: ИМК = 1:2,1. Реакционную смесь нагревают сначала при температуре 145°С в течение 4 ч, затем при 255°С в течение 1,5 ч и непрерывно производят отгон реакционной воды и примесей, содержащихся в исходных продуктах.

Получают 39,94 г (97,9%) бис-имидазолина (4).

Найдено, %: N 24,60. C₁₈H₃₆N₆. Вычислено, %: N 25,00.

Полученное соединение (4) 33,6 (0,1 моль) взаимодействует с 26,3 г (0,1 моль) ОМ при температуре 116°С в мольном соотношении соединение (4): ОМ = 1:1 до полного выделения реакционного диметиламина (ДМА).

Получают 52,06 г (98,9%) N-3,5-дитретбутил-4-оксибензил-бис-имидазолина (5).

Найдено, %: N 15,13. C₃₃H₄₄N₆O. Вычислено, %: N 15,55.

Примеры 1, 2 подтверждают высокий выход бис-имидазолинов - 97,2-98,9%, а также высокий показатель защитного эффекта - 97,1-99,1% при условии выдерживания заявленных параметров процесса получения.

При условии отклонения заявленных параметров процесса получения бис-имидазолинов и их производных, первоначальное нагревание реакционной смеси пентаэтиленгексамина и стеариновой кислоты при температуре 180°С в течение 3 ч, и последующее - при температуре 220°С в течение 2 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 транспортировки нефти и газа. Способ включает взаимодействие полиэтиленполиаминов и карбоновых кислот с отгоном реакционной воды и примесей, при этом в качестве полиэтиленполиамина используют пентаэтиленгексамин, который взаимодействует с монокарбоновой кислотой сначала при температуре 145-155°С в течение 4-6 ч, затем при 255-260°С в течение 1,5-2,5 ч в мольном соотношении пентаэтиленгексамин : монокарбоновая кислота, равном 1:2-2,1, с последующим взаимодействием полученного бис-имидазолина с N,N'-диметил-3,5-дитретбутил-4-оксибензиламином - основание Манниха при температуре 116-120°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 пентаэтиленгексамин, который взаимодействует с монокарбоновой кислотой сначала при температуре 145-155°С в течение 4-6 ч, затем при 255-260°С в течение 1,5-2,5 ч в мольном соотношении пентаэтиленгексамин : монокарбоновая кислота, равном 1:2-2,1, с последующим взаимодействием полученного бис-имидазолина с N,N'-диметил-3,5-дитретбутил-4-оксибензиламином - основание Манниха при температуре 116-120°С.

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