Способ получения ингибиторов коррозии на основе пентаэтиленгексаминов для нефтепромысловых, минерализованных и сероводородсодержащих сред 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 наводороживания, 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 (A.c. №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, К1 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 нитрилом акриловой кислоты при температуре 85°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 в течение 4-6 ч, затем при 255-260°С в течение 1,5-2,5 ч в мольном соотношении ПЭГА : кислоты = 1:2-2,1 с образованием бис-имидазолинов (1):

R=С₁₇Н₃₅, С₃Н₇.

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

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 5,56 г (0,1 моль) НАК при температуре 85°С в течение 4 ч в мольном соотношении соединение (2) : НАК = 1:1,05.

Получают 77,24 г (98,9%) N-цианил-бис-имидазолина (3).

Найдено, %: N 12,92. C₄₉H₉₅N₇. Вычислено, %: N 12,54.

Пример 2. По условиям примера 1 в реактор загружают 72,8 (0,1 моль) бис-имидазалина (2) и 11,13 г (0,21 моль) НАК в мольном соотношении бис-имидазалин (2) : НАК = 1:2,1. Смесь нагревают при температуре 85°С в течение 4 ч.

Получают 82,64 г (99,1%) N,N'-дицианэтил-бис-имидазолина (4).

Найдено, %: N13,80. C₅₂H₉₈N₈. Вычислено, %: N 13,42.

R²=H(2);

R¹=R²=(CH₂)₂CN (3);

Пример 3. 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 (5).

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

Полученное соединение (5) 33,6 (0,1 моль) взаимодействует с 10,6 г (0,2 моль) НАК при температуре 85°С в течение 4 ч в мольном соотношении соединение (5) : НАК = 1:2.

Получают 43,53 г (98,5%) бис-дицианэтилимидазолина (6).

Найдено, %: N 25,68. C₂₄H₄₂N₈. Вычислено, %: N 25,33.

Примеры 1-3 подтверждает высокий выход бис-имидазолинов - 97,2-99,1%, а также высокий показатель защитного эффекта - 97,1-99,4% 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, и может быть использовано для транспортировки нефти и газа. Способ получения ингибиторов коррозии для нефтепромысловых, минерализованных и сероводородсодержащих сред включает взаимодействие полиэтиленполиамина и карбоновой кислоты 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 нитрилом акриловой кислоты при температуре 85°С. Технический результат при использовании изобретения выражается в расширении сырьевой базы и ассортимента ингибиторов коррозии. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 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 нитрилом акриловой кислоты при температуре 85°С.

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