Композиция для снижения коррозийности солевых кислородсодержащих растворов Советский патент 1993 года по МПК C23F11/08 

г|сл

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в аэрированных соленых растворах, содержащих сероврдородную кислоту в присутствии катализатора обескислороживания. Композиция содержит 5-25% водорастворимой соли металла, выбранного из группы, содержащей железо, никель, кобальт, медь и 10-30% оксиалкили- рованный жирный амин формулы: R (Ri-O)m-H где R - насыщенная или ненасыщенная Сю- Cie-алкильная цепь, Ri - Сг-С-з-алкильная группа, пит- целые ненулевые числа так, чтобы rv+m было от 7 до 15. Композиция может содержать водоспиртовой растворитель. 2 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к области уменьшения коррозийности. по отношению к железу, солевых кислородсодержащих растворов, путем продува природных газов, содержащих сероводородную кислоту в присутствии катализатора обескилорожива- ния. Оно относится а частности, к композиции, используемой а качестве катализатора обескислороживания.

Цель изобретения - разработка добавки, способной ограничить коррозию оборудования солевыми средами, содержащими растворенный кислород в присутствии значительного количества сероводорода.

Было установлено, что можно использовать этот механизм каталитического восстановления для уменьшения коррозийности кислородсодержащих солевых растворов, если продувать током газа, не содержащего кислорода, но напротив, содержащего сероводородную кислоту.

При такой методике можно получить значительный промышленный результат в случае, если при таком продуве не возникнет синергизм коррозийности от присутствия сероводородной кислоты в водном солевом растворе и от растворенного в нем кислорода. По Снейвли,каталитический эффект солей переходных металлов, позволяет избежать такой ситуации. Но в этом случае солевой раствор, содержащий сероводородную кислоту создает коррозийность за счет сероводорода, которая, хотя не так агрессивна, как кислородная коррозийность, тем не менее, находится на недопустимом уровне. Сочетание солей переходных металлов с классическими ингибиторами сероводородной коррозии (катионные производные с жирной цепочкой, в частности, соли жирных аминов, соли четвертичного аммония с жирной цепью), не приносит желаемого результата, т.к. такие соединеоэ

«п

ния обладают неприятным свойством блокировать катализ разложения H2S кислородом,

Можно значительно снизить коррозий- иость аэрированных солевых раствором по отношению к мерным металлам путем продувания через указанные аэрированные растворы газов, содержащих сероводород, если к ним добавить композиции, сочетающие соли металлов групп VII и Ib, ряд 4 периодической системы элементов, и некоторых оксиал килированных алкиламинов с жирной цепью,

Композиция а соответствии с изобретением состоит из водноспиртового раствора соли металла, взятого из группы никель, кобальт, медь, железо и оксиалкилиропанного жирного амина. Металлической солыо является водорастворимая соль, обычно сульфат или хлорид. Оксиалкилмрованным жирным амином обычно служит продукт оксиалкили- ровзнмя моноамина или полиамина (этил или пропил), причем амин имеет алифатическую цепь с 10-22 атомами углерода, предпочтительнооке и а л. к и л и р о в а и и е осуществляют окисью этилена, что приводит к хорошо растворимым в воде и в солевых растворахсоединениям, предпочтительным соединением изобретения является продукт конденсации аминов, у которых алкиг.ьнзя цепь содержит около 12 атомов углерода, с 7-15 молекулами окиси этилена. Растворителем является гомогенная водноспирчовэп смесь. Она выбирается для растворения одновременно соли металла и оксйалкмлированного амина. Предпочтительно, применяют смеси вода-этанол или лучше вода-зтиленгликоль, у которой высокая точка оосплаиенения и очень низкая точка замерзания, что позволяет их использовать при любых метеорологических условиях,

В композиции согласно изобретению весовое отношение между переходным металлом и сксиэлкилированным жирным амином п пределах от 5:30 до 25:30, содержание активных веществ (сумма переходного металла и оксиалкилировзнного жирного амина) в пределах от 15 до 55%, весовой содержание спиртового растворителя в пределах от 5 до 20%.

Эти композиции применяют в виде раствора в водной среде, в которой содержание HaS в пределах от 10 ч/млн до предела насыщения, т.е. около 1500 ч/млн, из расчета 20 ч/млн., этих композиций на 1 ч/млн растворенного кислорода, оставшегося после отдувки.

Применение композиций в соответст- вии с изобретением особенно предпочтительно для закачивания о шельфовые газовые или нефтяные скважины, где в избытке имеется для закачки морская вода, содержащая кислород и кислые углеводородные га- зы, используемые для отдувкы. Способ в соответствии с изобретением, естественно, не ограничивается шельфовыми установками, Его можно также применять для закачивания в углеводородные месторождения на земле солевых растворов из месторождения, когда в процессе их извлечения происходит насыщение кислородом.

Примеры.

В следующих примерах, иллюстрирую- щих изобретение:

коррозии подвергались образцы железосодержащих сплавов из стали типа N80,

применялась синтетическая морская. вода по стандарту 1141, проводились измерения и контроль:

содержания сероводородной кислоты иодометрическим методом анализа,

содержания растворенного кислорода киелородомером,

мгновенная скорость коррозии измерялась классическим потенциодинзмическим методом (метод прямых Тзфеля).

Пример 1.

Весовой состав добавки А1 а соответст- вии с изобретением:

Сульфат никеля5

Noramox СД1130

.96%-я серная кислота2

Зтиленгликоль10

Антиоспениватель0,2

Вода52,8

iN oramox СД11 является оксиэтилеки- рованным амином, который продается фирмой Секэ С.А. Он состоит из первичного

жирного амина с цепью копры, оксиэтили

рованного из расчета 11 молекул окиси этилена на молекулу амина.

К морской воде с 7 ч/млн кислорода, в которую сводят путем барботирования се- роводорода переменное количество сероводородной кислоты, добавляют 140 ч/млн. добавки указан кого выше состава (20 ч/млн, на 1 ч/мл и. О.}, следят за изменением содержания кислорода во времени. Предвзрительно проверяют, что присутствие сероводородной кислоты не оказывает влияния на характеристику кислородомера.

Результаты приведены а табл.1. Видно, что как только содержание N28 достигает 20 ч/млн,, добавка вызывает почти полное исчезновение растворенного кислорода в течение нескольких минут,

Пример 2 (сравнительный).

Этот опыт проводят при тех же условиях, что и в примере 1, но добавку А1 заменяют добавкой А2 следующего состава: Сульфат никеля5

Соль четвертичного аммония 30 96%-ная серная кислота2

Этиленгликоль10

Антивспениватель0.2

Вода52,8

В этой формуле применялась четвертичная соль аммония Noramlum ДА 80 фирмы Сека С.А., которая является раствором хлорида копра-диметил-бензил-аммония.

Из результатов, приведенных в табл.2 следует, что происходит блокирование солью четвертичного аммония реакции деструкции кислорода, а при катализе при помощи добавки в соответствии с изобретением реакция продолжалась до полного исчезновения кислорода. Было зарегистрировано такое же блокирование, когда вместо соли четвертичного алкилам- мония использовали амфотерное производное, например, копра-аминопропионат натрия или хлорид карбоксиметил копра- диметиламмония.

Пример 3. Используют добавку примера 1 из расчета 150 ч/млн. Проводят различную обработку морской воды, первоначально содержащей кислород в количестве 7,5 ч/млн Оа (близком к насыщению) и измеряют мгновенную скорость коррозии стали N80, погруженной в эту среду. Измерения проводят через 10 мин после обработки морской водой.

Результаты приведены в табл. 3, где видно очень значительное уменьшение коррозии при использовании способа в соответствии с настоящим изобретением.

Пример 4 (сравнительный). Сравнивают результаты, полученные с ингибитором А1 в соответствии с изобретением, с составом А4 по известной технологии: Сульфат никеля5

96%-ная серная кислота 2 Этиленгликоль10

Антивспениватель0.2

Вода82,8

В обоих случаях солевой раствор в виде морской воды по стандарту ASTM сначала аэрируют, затем частично деаэрируют азотом в присутствии 100 ч/млн HaS. Эти солевые растворы содержат соответственно 40 ч/млн добавки А1 в соответствии с изобретением и 40 ч/млн добавки А4 по известной технологии. В обоих случаях констатируют быстрое исчезновение кислорода, но обработанная добавкой А4 среда остается кор- розийной. Об этом говорят результаты в табл.4.

Формула изобретения

n )h-H R-N

(RrO)m-H

где R - насыщенная или ненасыщенная Сю- Сче-алкильнзя цепь;

RI - С2 - С4 - алкильная группа; пит- целые ненулевые числа, п+т 7-15.

Таблица 1

Разрушение кислорода в сероводородной морской воде в присутствии 20 ч/млн добавки А1, пример 1, на 1 ч/млн растворенного кислорода

Табл и ца 2

Разрушение кислорода в сероводородной морской воде (100 ч/млн. H aS) в присутствии 20 ч/млн добавки А2 на 1 ч/млн растворенного кислорода

Коррозийность солевых растворов/Добавка А1

Таблица 3

Коррозийность солевых растворов, Добавки А1 и А4.

Таблица 4