Способ получения ингибитора сероводородной коррозии и наводораживания металлов
Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу получения ингибитора коррозии и наводораживания металлов. Способ осуществляют путем взаимодействия разветвленных алифатических монокарбоновых кислот, в качестве которых используют ,
1-разветвленные монокарбоновые кислоты фракции С 10-С20 с полиэтиленполиаминами и 1,4-ди(2-аминоэтил)пиперазином при температуре 250-280° С в течение 2-6 часов при мольном соотношении кислота фракции С10-С20 : полиэтиленполиамины : 1,2-ди(2-аминоэтил)пиперазин, равном 1:0,70-0,9:0,2-0,5, затем при вакуумировании 1-30 мм вод. ст. в течение 2-4 часов отгоняют реакционную воду и избыток полиэтиленполиаминов, реактор охлаждают до 160-180° С и при перемешивании загружают
,
1-разветвленные монокарбоновые кислоты фракции С 10-С20 или жирные кислоты таллового масла в мольном соотношении продукт конденсации : кислота, равном 1:1, перемешивают в течение 2-4 часов, охлаждают до 40-60° С и вводят при перемешивании 2-8 мас.% поверхностно-активного вещества неионогенного типа, 10-25 мас.% насыщенного одноатомного спирта C1-C4, 32-73 мас.% композиционного ароматического растворителя, перемешивают до получения однородного раствора и охлаждают. Технический результат при использовании заявляемого изобретения выражается в повышении защитного действия ингибитора коррозии и понижении наводораживания металлов (потери пластичности). 1 табл.
Изобретение относится к химической технологии, в частности к способу получения ингибитора коррозии и наводораживания металлов.
В литературе широко известно применение в качестве ингибиторов коррозии черных металлов в процессе добычи нефти и нефтепереработки, производных 1,2-дизамещенных имидазолинов с минеральными и органическими кислотами (С.А.Балезин, Е.С.Иванов, Г.Н.Кузнецова. Ингибиторы коррозии металлов. М., 1985, с.55).
Известен способ получения ингибитора коррозии путем конденсации полимерной кислоты с 1-аминоалкил-2-имидазолином (США, патент №3687847, 1971).
Известен способ получения ингибитора коррозии путем конденсации 1-аминоалкил-2-алкил-2-имидазолина с полимерной кислотой и последующим смешением с диспергирующим агентом и ароматическим растворителем (Патент №1301138, Англия. 1970).
Недостатком известного способа является невысокая степень защиты черных металлов в водных и особенно водонефтяных средах (при содержании ингибирующей композиции 50 мг/л степень защиты составляет 55-65%). Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является способ получения ингибитора коррозии для нефтепромысловых сред путем взаимодействия алифатических монокарбоновых кислот фракции С 6-С10, С10-С20, С 22-С28 и С5-С7, C 9-C19, C21-C27 и технической смесью полиэтиленполиаминов, состоящей, мас.%: диэтилентриамин 40-50, N-(B-аминоэтил)пиперазин 20-30, триэтилентетрамин и тетраэтиленпенамид 30-45, при температуре 120-220° С с последующей отгонкой воды и смешением остатка с алкилирующими средствами хлорпроизводными С2-С4 углеводородами, неионогенным поверхностно-активным веществом (ПАВ) и ароматическим растворителем, причем соотношение компонентов составляет, мас.%: продукт взаимодействия 20-30, диспергатор 2-6, композиция растворителей - до 100 (по патенту RU 2135483).
Основным недостатком изобретения по прототипу является относительно низкий защитный эффект при дозировке 50 мг/л (менее 94%), а также использование хлорорганических соединений, что запрещено Приказом Министерства энергетики РФ от 18.10.01 №294.
Задачей изобретения является разработка способа получения ингибитора коррозии.
Технический результат при использовании заявляемого изобретения выражается в повышении защитного действия ингибитора коррозии и понижении наводораживания металлов (потери пластичности).
Указанный выше технический результат достигается особенностью заявляемого изобретения, заключающейся в способе получения ингибиторов сероводородной коррозии и наводораживания металлов путем взаимодействия разветвленных алифатических монокарбоновых кислот с полиэтиленполиаминами и 1,4-ди(2-аминоэтил)пиперазином, которая заключается в том, что в качестве кислот используют ,
1-разветвленные монокарбоновые кислоты фракции С 10-С20, а процесс ведут при температуре 250-280° С в течение 2-6 часов при мольном соотношении кислота фракции С10-С20 : полиэтиленполиамины : 1,2-ди(2-аминоэтил)пиперазин, равном 1:0,70-0,9:0.2-0,5, затем при вакуумировании 1-30 мм вод.ст. в течение 2-4 часов отгоняют реакционную воду и избыток полиэтиленполиаминов, реактор охлаждают до 160-180° С и при перемешивании загружают
,
1-разветвленные монокарбоновые кислоты фракции С 10-С20 или жирные кислоты талового масла в мольном соотношении продукт конденсации : кислота, равном 1:1, перемешивают в течение 2-4 часов, охлаждают до 40-60° С и вводят при перемешивании 2-8 мас.% поверхностно-активного вещества неионогенного типа, 10-25 мас.% насыщенного одноатомного спирта C1 -C4, 32-73 мас.% композиционного ароматического растворителя, перемешивают до получения однородного раствора и охлаждают (Нефрас АР 120/200 или Нефрас А-150-300).
Проведение процесса циклизации ,
1-разветвленных монокарбоновых насыщенных кислот фракции С10-С20 с полиаминами в указанных условиях и соотношениях позволяют получать 1,2-дизамещенные имидазолины, которые в дальнейшем превращаются в соответствующие амидоамины имидазолинов, что позволяет получать ингибирующие композиции, характеризующиеся высокими защитными свойствами, и значительно уменьшают наводораживание стали.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1 (по изобретению). В стальной реактор при 20° С загружают 172 г (1 моль) ,
1-разветвленных монокарбоновых кислот фракции C 10-C18 (кислотное число 320 мг КОН/1 г) 1279 г (0,7 моль) триэтилентетрамина и 81 г (0,5 моль) 1,4-ди(2-аминоэтил)-пиперазина и перемешивают в токе азота в течение 20 мин, включают обогрев, в течение 3 часов повышают температуру до 250° С, выдерживают реакционную массу при этой температуре в течение 6 часов, затем вакуумируют (10 мм вод.ст.) в течение 4 часов, отгоняя реакционную воду и избыток полиэтиленполиаминов, реактор охлаждают до 180° С и при перемешивании загружают 172 г (1 моль)
,
1-разветвленных монокарбоновых кислот фракции С 10-C18 (кислотное число 320 г КОН/1 г, перемешивают при этой температуре в течение 2 часов, охлаждают и при температуре 60° С вводят при перемешивании 38,0 г поверхностно-активного вещества ОП-10, 51,3 г (10 мас.%) этилового спирта и 523 г (50 мас.%) ароматического растворителя Нефрас АР 120/200 и охлаждают до комнатной температуры.
Защитное действие (Z1 ) и эффект ( ) ингибирующего состава оценивали электрохимическим методом в средах, моделирующих нефтепромысловые (минерализованная сточная вода двухфазная система нефть : вода), следующим образом.
Электроды помещают в ячейку объемом 700 см3, заполненную моделью сточной воды, и продувают в течение 15-20 мин углекислым газом до полного удаления кислорода и вводят сероводород в концентрации 100 мг/л. После достижения постоянной скорости коррозии ( о) в ячейку дозируют ингибирующий состав в количестве 25 мг/л.
Защитное действие рассчитывают по формуле
где (скорость коррозии в присутствии ингибирующего состава.
Коррозионная активность водной фазы, выделившейся из водонефтяной эмульсии в отсутствии и в присутствии ингибирующего состава, оценивали следующим образом.
Смесь нефти и воды в соотношении 1:4 (по объему) перемешивают в смесителе в течение 45 мин при скорости вращения мешалки 1200 об/мин. Ингибирующий состав предварительно дозируют в водную фазу в концентрации 25 мг/л в расчете на общий объем эмульсии.
Защитное действие (Z2) ингибирующего состава расчитывают по формуле
Степень наводораживания стали оценивают по потере пластичности образцов из стали 3 диаметром 6 мм после 24-часовой выдержки в указанной выше среде. Пластичность характеризуется числом перегибов образцов (Nинг) до их излома. Число перегибов образцов на воздухе (nвозд) до разрушения равно 19. Потерю пластичности (Н) определяют по формуле
Результаты испытаний суммированы в таблице.
Примеры 2-5 (по изобретению). Условия получения ингибиторов, компоненты и их соотношения, а также результаты испытаний представлены в таблице.
Как видно из представленных примеров в таблице данных, предлагаемый способ получения ингибитора сероводородной коррозии и наводораживания металлов по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества:
- позволяет повысить ингибирующие свойства при низких дозировках (25 мг/л и ниже)
- позволяет снизить наводораживание черных металлов.
Проведение процесса циклизации ,
1-разветвленных кислот монокарбоновых насыщенных кислот фракции С10-С20 с полиаминами в указанных условиях и соотношениях позволяют получить 1,2-дизамещенные имидазолины, а из них соответствующие амидоамины имидозалинов, что позволяет получать ингибирующие композиции, характеризующиеся высоким защитным эффектом и действием, и значительно уменьшают наводораживание стали.
Формула изобретения
Способ получения ингибитора сероводородной коррозии и наводораживания металлов путем взаимодействия разветвленных алифатических монокарбоновых кислот с полиэтиленполиаминами и 1,4-ди(2-аминоэтил)пиперазином, отличающийся тем, что в качестве кислот используют ,
1-разветвленные монокарбоновые кислоты фракции С 10-С20, а процесс ведут при температуре 250-280°С в течение 2-6 ч при мольном соотношении кислота фракции С 10-С20 : полиэтиленполиамины : 1,2-ди(2-аминоэтил)пиперазин, равном 1:0,70-0,9:0,2-0,5, затем при вакуумировании 1-30 мм вод. ст. в течение 2-4 ч отгоняют реакционную воду и избыток полиэтиленполиаминов, реактор охлаждают до 160-180°С и при перемешивании загружают
,
1-разветвленные монокарбоновые кислоты фракции С 10-С20 или жирные кислоты таллового масла в мольном соотношении продукт конденсации : кислота, равном 1:1, перемешивают в течение 2-4 ч, охлаждают до 40-60°С и вводят при перемешивании 2-8 мас.% поверхностно-активного вещества неионогенного типа, 10-25 мас.% насыщенного одноатомного спирта C1 -C4, 32-73 мас.% композиционного ароматического растворителя, перемешивают до получения однородного раствора и охлаждают.