Композиция для снижения коррозийности солевых кислородсодержащих растворов
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% оксиалкилированный жирный амин формулы: R (Ri-O)m-H где R - насыщенная или ненасыщенная Сю- Cie-алкильная цепь, Ri - Сг-С-з-алкильная группа, питцелые ненулевые числа так, чтобы rv+m было от 7 до 15. Композиция может содержать водоспиртовой растворитель . 2 з.п. ф-лы, 4 табл.
С0103 СОВЕТСКИХ социАлистических
РЕСПУБЛИК (я)5 С 23 F 11/08
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ (21) 4743586/26 (22) 09.04.90 (31) 8904686 (32) 10.04.89 (33) FR (46) 30.07,93. Бюл. ¹ 28 (71) Сека С.А. (FR) (72) Тонг Еак Пу (FR) (56) Патент США № 3618667, кл. С 23 F 11/08, 1970. (54) КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ КОРРОЗИОННЫХ СВОЙСТВ СОЛЕВЫХ КИСЛОРОДСОДЕ РЖАЩИХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в аэрированных соленых растворах, содержащих сероводоИзобретение относится к области уменьшения корроэийности, по отношению к железу„солевых кислородсодержащих растворов, путем продува природных газов, содержащих сероводородную кислоту в присутствии катализатора обескилороживания. Оно относится в частности, к композиции, используемой в 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. Ж 183151б АЗ родную кислоту в присутствии катализатора обескислороживания. Композиция содержит 5-25 водорастворимой соли металла, выбранного из группы, содержащей железо, никель, кобальт, медь и 10-30 оксиалкилированный жирный амин формулы:
, (1 ® лп- Н где R — насыщенная или ненасыщенная С<оС1б-алкильная цепь, Я1 — С1-С4-алкильная группа, п и m — целые ненулевые числа так, чтобы n+m было от 7 до 15. Композиция может содержать водоспиртовой растворитель. 2 з.п. ф-лы, 4 табл. 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 соедине 1 831516 tJ ЗО 1?.} 55 ния ОблаДают непри}?тн ым сВОЙстВОМ блокировать катализ Разложения ?125 кислоро" ДО ?4, Можно значительно снизить коррозийность азрирова?нных солевых раствором по отношению к черным металлам путем продувания через указанные азрированные растворы газов, содержащих сероводород, если к ним добавить композиции, сочетающие соли металлов групп И!1 и Ib, ряд 4 периодической системы злементав, и некоторых оксиалкил?грова!???ых алкиламинов с жирной цепью, Композиц?4Я в соответствии с изобретением состоит из водноспиртового раствора СОЛИ МЕТалЛ3 ВЗя ГО?0 ИЗ Г!)Уппы никель Ко балы, медь, жел630 ?1 Оксиалкил ipÎBGHHÎI О )КИРНОГО амИНа, }Лет(()ЛЛИЧВСКОЙ СОЛЬЮ ЯВЛЯ" ется водорастворима", соль, обычно сульфат или xftopt4q. Оксиалкилированным жирны!4 GMwHot4 обычно cft}(>K?IT IPOPvKT Оксиалкил?4 рования моноамина или полиамина (зт;}л или прони)?1. Причем амин имеет алифатическую цепь с 10-22 атомами углерода, предПОЧТИ ТСЛ Ь НО Окс iGлкилирование Осу?цествля}от окисью зтилена, что приводит к хоро«!о растворимым В воде и в солоВЫХ PGCTB0P3X СООДИНЕНИЯМ, предпочтитальным соединением изобретения ЯВГ?яется п )одукт кОнденсации аминов, jj кото?)ых алкилы!ая цепь содержи 0:of!0 »2 атОМОВ» rB(po a c 7- t5 f40fi8Kyrtat4I4 oK?1си зтилсна, аствОрителем является Гомоген!?ая Водноспир!Овал смесь. Она Выбирается для Растворе»!И»! Одцовр8?4енно СОЛИ МВТВЛЛВ И ОКС?}аЛКИЛировс(ННОГО 3МИ" Нс). I Ip8$(rtQЧТИТВЛ ЬНО, ПРИМ(!,яЮТ СМ8СИ BQда-зтанол или лучше Вода-зтиленгликоль, у которОЙ Высок(";я точка ВОспламенения и Очень низкая точка 33 48p33II! "iTQ позво ляет их использовать при любых метеороло! ПЧЕСКИХ УС ?ОВИЯХ. В композиции согласно изобретению В8сор08 отноше}?ие между пореходны?1 I48ТВЛЛОМ И О КСИВ}! КИЛИРОБс»ИНЫМ ЖИ Г)Н Ы 4 амином в пределах от 5:ЗО до 2=-,ЗО, соде"„)жанне а тив! ?ых BBII„ cñòB (су}?кга переХОДНОГО МЕТЗЛЛс! И ОКСИВЛКИЛИРОВЗННОГО >хир(??ОГО амина) В пред83}зх 01 1 :» до 55% ( весовое содержание спиртового раствори" теля в пределах oT ".: да 20%, Эти композиции применя от в виде расТВ0Р3 в ВОДНОЙ среде, В кГ)тОРО?! сОД8Ржзние Н23 в пределах от 10 ч/млн до предела насыщения, т.е. Около 1500 чlмлн, из расчета 20 ч/млн., Этих компОзицийl HG 1 ч/I4!III растворенного кислорода, оставшегося после отдувки. При!16не}?ие композиций в соответстВии с изобретением особенно предпочтительно для закачивания в шельфовые газовые или нефтяные скважины, где в избытке имеется длл закачки морская вода, содержащая кислород и кислые углеводородные газы, используемые Для отдувки. Способ В соответствии с изобретением, естественно, не ограничивается шельфовыми установками, I:-ro можно также применять для закачивания В углеводородные месторождения на земле солевых растьоров из месторождения, когда n rt poifecce vx извлечения происходит !Get ImeHI48 кислородом. При!48ры, В следу ощих примерах, иллюстрирующих изобретение: ко!)Роз?1и подВВРГзлись ОбРЗЗЦ!»! железосОдержа ?цих сплавов и(э стали типа N80, применялась си}ггетическая морская. ВОД3 Ilo станДарт/ I 14 1, п()ОВОдились ?1змерениГ! и контроль СОД8Р>К3НИЯ СЕООВОДОРОДНОЙ КИСЛОТЫ иод?»ме ГР?1.I8cK? IM методом а на(?иза СОД8РЖВНИЯ PGCTBOPBHI »OÃO КИСЛОРОД3 кислородомор!)м МГ?!овен?}?ая сКоросТВ i Пример Бесово! состав добавки И В соответстВии с изобретение!.1: Сульфат никеля 5 NOf GtT,ox (СД1 1 ЗО 96%-я серная кислота 2 ЗТ?}ленгл?}КОЛ!» 10 Ант}?вспе! ??(?Ватв.(! Ь (),2 ?10,(}3 52Я +(»?Огап}ох С(((*?1 явлЯется ОксизтилениРованным а 1и}io(4, который продаатся Фирмой Сека С,А. Он состоит из первичного жирного амина с (цепью ког?ры, ОксизтилиpoB3Hiloro из Расч =.га 11 молекул окиси этилена на молекулу амина. (мо!)ско?1 воде. с 7 ч/млн кислорода, в KoT0pу}О ВВОДЯТ yre»4 ба»)оотирОВания серо вод?о}рс)да Г?8»»зем»е}! нг)8 количество cepo Bo" Дородной кислоты, Добавинот 149 ч/млн. Добавки указаl(HOro Выше cocTGBG ?2() ч/млн, на 1 ч/млн. Оф следят за изменением содержания кислорода Во времени, Предварительно проверяют, что присутствие c8p0B0+opopHoA кислОты не ОказыВает влияния IIG характеристику кислородомера. Рез»/льтать? привеДены В TGofi,1, БНДно, что как только содержание Н23 достигает 20 ч/млн„добавка Вызывает почти полное исчезновение растворенного кислорода в теЧЕНИ8 НВСКОЛЬКИХ МИНУТ, П р и м О р 2 (сравнительный). 1831516 Этот опыт проводят при тех же условиях, что и в примере 1, но добавку А1 заменяют добавкой А2 следующего состава: Сульфат никеля 5 5 Соль четвертичного аммония* 30 96/-ная серная кислота 2 Этиленгликоль 10 Анти вспени ватель 0,2 10 Вода 52,8 *В этой формуле применялась четвертичная соль аммония Noramlum ДА 80 фирмы Сека С.А., которая является раствором хлорида копра-диметил-бензил-аммония. 15 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 20 изобретением реакция продолжалась до полного исчезновения кислорода. Было зарегистрировано такое же блокирование, когда вместо соли четвертичного алкиламмония использовали амфотерное нроизвод- 25 ное. например. копра-аминопропионат натрия или хлорид карбоксиметил копрадиметиламмония, Пример 3. Используют добавку примера 1 из расчета 150 ч/млн, Проводят раз- 30 личную обработку морской воды, первоначально содержащей кислород в количестве 7,5 ч/млн 02 (близком к насыщению) и измеряют мгновенную скорость коррозии стали N80, погруженной в эту сре- 35 ду. Измерения проводят через 10 мин после обработки морской водой. Результаты приведены в табл. 3, где 40 видно очень значительное уменьшение коррозии при использовании способа в соответствии с настоящим изобретением, Пример 4 (сравнительный). Сравнивают результаты, полученные с ингибито- 45 ром А1 в соответствии с изобретением, с составом А4 по известной технологии: Сульфат никеля 5 96 -ная серная кислота 2 Этиленгликоль 10 Анти вспени ватель 0.2 Вода 82,8 В обоих случаях солевой раствор в виде морской воды по стандарту ASTM сначала аэрируют, затем частично деаэрируют азотом в присутствии 100 ч/млн Н25. 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 коррозийной, Об этом говорят результаты в табл.4. Формула изобретения 1. Композиция для снижения коррозионных свойств солевых кислородсодержащих растворов, преимущественно деаэрированных продуванием кислых газов, содержащая водорастворимую соль металла, выбранного из группы, содержащей медь, никель и растворитель, о т л и ч а ющ а я с я тем, что водорастворимую соль металла выбирают из группы, дополнительно содержащей железо и кобальт в количестве 5-25 $ и дополнительно содержит оксиалкилированный жирный амин в количестве 10-30 общей формулы (" ч О)г - г (R1-Ж п-Н где R — насыщенная или ненасыщенная С1оСм-алкильная цепь R1.- С2- Са - алкильная группа; и и m — целые ненулевые числа, n+m 7-15. 2. Композиция по п,1, от ли ча ю ща яс я тем, что оксиалкилированным жирным амином является амин с жирной цепью оксиалкилированной копры с 11 молекулами окиси этилена. 3. Композиция по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что дополнительно содержит водно-спиртовой растворител ь. 1831516 Таблица 1 Разрушение кислорода в сероводородной морской воде в присутствии 20 ч/млн добавки А1, пример 1, на 1 ч/млн растворенного кислорода Таблица 2 Разрушение кислорода в сероводородной морской воде(100 ч/млн, HzS) в присутствии 20 ч/млн добавки А2 на 1 ч/млн растворенного кислорода Таблица 3 Коррозийность солевых растворов. Добавка А1 1831516 Таблица 4 Коррозийность солевых растворов, Добавки А1 и А4. Составитель А. Бордачева Техред М.Моргентал Корректор А. Обручар Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2542 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
