Ингибитор коррозии в средах, содержащих сероводород и углекислый газ
Изобретение может быть использовано при добыче, подготовке, транспортировке и переработке нефти. Ингибитор содержит, мас.%: жирную кислоту 8-20, оксиэтилированные алкил- или фенол-метилфосфиты N-метилалкиламмония 7-21, неионогенное поверхностно-активное вещество 7-16, растворитель остальное. Технический результат: создание эффективного ингибитора коррозии с температурой застывания от -20°С до -50°С. 1 табл.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, с помощью ингибиторов и может быть использовано при добыче, подготовке, транспортировке и переработке нефти.
Известен состав для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии, включающий амины, жирные кислоты, поверхностно-активные вещества и их производные, растворитель (Методические рекомендации по защите от коррозии нефтепромыслового оборудования. Уфа. 1979).
Недостатками данного ингибитора является неспособность препятствовать сульфидному охрупчиванию, а также плохая диспергируемость в высокоминерализованных средах.
Известен ингибитор коррозии в сероводородсодержащих средах, содержащий хлоргидрат аминопарафинов (авт. свидетельство №652315, кл. Е21В 43/00, 1979).
Однако известный ингибитор недостаточно эффективен при дозировке 100 мг/л.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является ингибитор коррозии в сероводородсодержащих средах, включающий продукт взаимодействия жирной кислоты с числом углеродных атомов С10-С20 и аминопарафина с числом углеродных атомов C8-С20 при их мольном соотношении 1:(0,1÷1) соответственно, в количестве - 10-50 мас.%, неионогенно-поверхностно активное вещество- 10-30 мас.% и растворитель - остальное. (Патент РФ №2061091, С23F 11/00, 1996). Недостатками известного ингибитора является недостаточно высокий эффект при дозировке 50 мг/л и относительно высокая стоимость.
В основу настоящего изобретения положена задача создания эффективного ингибитора коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ с температурой застывания от -20°С до -50°С.
Поставленная задача решается так, что ингибитор коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, содержащий жирную кислоту, азотсодержащее соединение, неионогенное поверхностно-активное вещество и растворитель, в качестве азотсодержащего соединения содержит оксиэтилированные алкил - (или фенол) метилфосфит N-метилалкиламмония, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жирная кислота | 8-20 |
НПАВ | 7-16 |
азотсодержащее соединение, | |
описанное выше | 7-21 |
растворитель | остальное |
В качестве жирной кислоты с числом углеродных атомов С8-С20 могут быть использованы, например, этилгексановая кислота, олеиновая кислота по ГОСТ 7580-91, ТУ 10-04-02-62-91.
В качестве НПАВ могут быть использованы, например, оксиэтилированные моноалкилфенолы: неонол АФ9-6, неонол АФ9-12 по ТУ 3850769-300-93; или моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля (синтанол АЛМ-10) по ТУ 6-14-864-88.
В качестве растворителя могут быть использованы, например, алифатические спирты: метиловый, этиловый, изопропиловый (ИПС), бутиловый (БС) и/или ароматические углеводороды: этилбензольная фракция по ТУ 38-30225-81, нефрас Ар 120/200, Ар 150/330 по ТУ 38101809-80; сольвент или их смеси.
Оксиэтилированные алкил- (или фенол) метилфосфиты представляют собой оксиэтилированные изононилфенолметилфосфиты или метилфосфиты оксиэтилированных жирных спиртов, которые получают известным способом (Э.Е.Нифантьев. Химия фосфорорганических соединений. М.: Московского университета, 1971, с.71; Усп. Химии. 1978, 47, №9, с.1565) взаимодействия при смешении оксиэтилированного алкилфенола или оксиэтилированного жирного спирта с диметилфосфитом при нагревании реакционной смеси до температуры 100-150°C с удалением метанола (продукта реакции) продувкой инертным газом.
В качестве оксиэтилированного алкил- (или фенол) метилфосфита N-метилалкиламмония берут: 1) гексаоксиэтилированный изононилфенолметилфосфит N-метилалкиламмония, который является продуктом взаимодействия (ПВ-1) оксиэтилированного изононилфенолметилфосфита формулы А, где n=6,
и алкиламина формулы
и получают его при их мольном соотношении 1:1 в течение 5-ти часов при температуре 80°С.
Выход основного вещества контролируют по аминному числу в мг HCl/г. При достижении постоянного значения аминного числа синтез прекращают. Выход продукта составляет 96%. Продукт представляет собой однородную вязкую жидкость с температурой застывания минус 1-3°С; 2) гексаоксиэтилированный октилметилфосфит N-метиламмония, который является продуктом взаимодействия (ПВ-2) оксиэтилированого октилметилфосфита формулы Б:
воды и алкиламина C12H25NH2 и получают их при мольном соотношении компонентов 1:1,5:1 соответственно, причем компоненты вводят последовательно, а процесс ведут при перемешивании в течение 1-го часа при температуре 80°С. Контроль за процессом осуществляют по аминному числу в мг HCl/г. При достижении постоянного значения аминного числа синтез прекращают. Выход составляет 100%. Продукт представляет собой однородную вязкую жидкость с температурой застывания минус 1°С.
Приводим конкретные примеры приготовления заявленного ингибитора и методы испытания его эффективности.
Пример 1 (по прототипу). К 12 г жирных кислот фракции C5-C9 последовательно добавляют 30 г сольвента и 30 г метилового спирта и при перемешивании добавляют 21 г (ПВ-1). Происходит саморазогрев реакционной массы с образованием продукта взаимодействия. Затем к смеси добавляют 7 г неонола АФ9-6 и перемешивают до получения однородной массы.
Пример 2 (по заявленному). К 40 г сольвента добавляют 20 г изопропилового спирта и при перемешивании последовательно добавляют 20 г СЖК фракции C5-С9, 12 г неонола АФ9-12 и 8 г (ПВ-2). Смесь перемешивают до получения однородной массы.
Примеры 3-14 осуществляют аналогично примеру 2, изменяя компоненты и их количество.
Получаемый ингибитор коррозии представляет собой прозрачную жидкость от желтого до коричневого цвета с температурой застывания от -20°С до -50°С.
Защитный эффект определяют гравиметрическим методом в циркуляционных ячейках в ингибированном (с добавлением реагента) стандартном сероводородсодержащем растворе по ГОСТ 9506-87, а также электрохимическим методом в растворе, содержащем сероводород и углекислый газ. В качестве агрессивной среды при гравиметрическом методе испытаний используют модель пластовой воды с плотностью 1,12 г/л при концентрации сероводорода 100 мг/л, при электрохимическом методе испытаний используют модель пластовой воды с плотностью 1,12 г/л, насыщенную CO2 до 1000 мг/л, а также модель пластовой воды с плотностью 1,12 г/л, насыщенную CO2 до 1000 мг/л, и содержанием сероводорода 50 мг/л. Продолжительность испытаний 6 ч.
Данные по примерам 1-14 и защитный эффект приведены в таблице.
Из представленных данных следует, что предлагаемый ингибитор коррозии высокоэффективен, технологичен и может быть использован в условиях низких температур при дозировке 30 мг/л.
Таблица | ||||||||
Компоненты ингибитора коррозии, мас.% | Защитный эффект, % при дозировке 30 мг/л | |||||||
N/N н/п | жирная кислота, фракций | НПАВ | оксиэтилированный алкил- (или фенол) метилфосфит N-метилалкиламмония | Растворитель | ||||
спирт | ароматический углеводород | |||||||
МПВ+CO2 | МПВ+CO2+H2S | МПВ+H2S | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
1 | СЖК С5-С9 12 | неонол АФ9-6 7 | (ПВ-1)21 | метанол 30 | сольвент 30 | 94 | 94 | 93 |
2 | СЖК С5-С9 20 | неонол АФ9-12 12 | (ПВ-2) 8 | ИПС 20 | сольвент 40 | 90 | 90 | 91 |
3 | СЖК С10-С16 8 | неонол АФ9-6 10 | (ПВ-1)12 | метанол 60 | сольвент 10 | 91 | 92 | 92 |
4 | СЖК С10-С16 14 | неонол АФ9-12 12 | (ПВ-2) 9 | метанол 35 | нефрас Ар120/200 30 | 91 | 92 | 92 |
5 | Олеин. к-та (С18) 10 | неонол АФ9-12 16 | (ПВ-1) 14 | метанол 40 | сольвент 20 | 92 | 93 | 92 |
6 | Олеин к-та (С18) 15 | неонол АФ9-6 15 | (ПВ-2)10 | метанол 10 | сольвент 50 | 90 | 90 | 91 |
7 | СЖКС10-С16 17 | неонол АФ9-6 11 | (ПВ-1) 7 | этанол 15 | сольвент 50 | 90 | 91 | 90 |
8 | Олеин к-та (С18) 12 | неонол АФ9-6 12 | (ПВ-2) 16 | метанол 40 | нефрас Ар150/330 20 | 91 | 93 | 92 |
9 | Олеин к-та (С18) 14 | неонол АФ9-12 8 | (ПВ-1) 18 | метанол 60 | сольвент | 94 | 93 | 93 |
10 | Олеин к-та (С18) 14 | Синтанол АЛМ-10 12 | (ПВ-2) 12 | метанол 35 | сольвент 25 | 90 | 91 | 90 |
11 | СЖК С5-С9 14 | неонол АФ9-6 12 | (ПВ-1) 9 | БС 20 | сольвент 35 | 93 | 92 | 92 |
12 | СЖК С10-С16 19 | неонол АФ9-12 11 | (ПВ-2) 20 | метанол 25 | сольвент 25 | 92 | 91 | 91 |
13 | СЖК С10-С16 20 | неонол АФ9-12 16 | (ПВ-1) 21 | метанол 20 | нефрас Ар120/200 23 | 94 | 93 | 95 |
14 | Олеин к-та (С18) 8 | неонол АФ9-6 7 | (ПВ-2) 7 | ИПС 40 | нефрас Ар150/330 38 | 90 | 90 | 90 |
Ингибитор коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород и углекислый газ, включающий жирную кислоту, азотсодержащее соединение, неионогенное поверхностно-активное вещество и растворитель, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего соединения он содержит оксиэтилированные алкил- или фенолметилфосфиты N-метилалкиламмония при следующем соотношении компонентов, мас.%:
жирная кислота | 8-20 |
оксиэтилированные алкил- или фенолметилфосфиты | |
N-метилалкиламмония | 7-21 |
неионогенное поверхностно-активное вещество | 7-16 |
растворитель | остальное |