Ингибитор коррозии в водных средах

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии в водных средах, содержащих кислород и сероводород. Ингибитор коррозии содержит в мас.%: ортофосфорная кислота (5-20), моноэтаноламин (6,6-13,3), продукт взаимодействия оксиалкилированного ПАВ и производного фосфористой кислоты (7,2-28,5), растворитель - остальное. 1 табл.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии в водных средах, содержащих кислород и сероводород.

Известен ингибитор коррозии в водных средах, содержащий смесь солей моно- и дифосфорнокислых эфиров первичных и вторичных спиртов с числом атомов углерода от 2 до 20 и воду [1] Ингибитор предназначен для нейтральных водных сред, в которых его защитный эффект достигается при высоких дозировках 200-800 мг/л, и неэффективен в водных средах, содержащих сероводород и кислород.

Известен ингибитор коррозии в водных средах, содержащий фосфорный эфир ди- или триэтаноламина и цитрат цинка [2] Данный ингибитор предотвращает коррозию в морской воде при высоких дозировках 100 мг/л и неэффективен в сероводородсодержащих средах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является ингибитор коррозии в водных средах, включающий продукт взаимодействия ортофосфорной кислоты с диметиламинометилфенолом и воды, который может быть представлен как ингибитор коррозии на основе ортофосфорной кислоты, аминосоединения и растворителя [3] Ингибитор недостаточно эффективен в сероводород- и кислородсодержащих водных средах при высоких дозировках (100 мг/л). Кроме того, он имеет недостаточно низкую температуру застывания.

В основу настоящего изобретения положена задача создания ингибитора коррозии, обладающего высоким защитным эффектом кислородсодержащих и сероводородсодержащих средах при низких дозировках.

Поставленная задача решается тем, что ингибитор коррозии на основе ортофосфорной кислоты, аминосоединения и растворителя, в качестве аминосоединения содержит моноэтаноламин и дополнительно продукт взаимодействия оксиалкилированного поверхностно-активного вещества и производного фосфористой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.

ортофосфорная кислота 5-20 моноэтаноламин 6,6-13,3 продукт взаимодействия оксиалкилированного ПАВ и производного фосфористой кислоты 7,2-28,5 растворитель остальное Для получения ингибитора использованы следующие химические продукты: ортофосфорная кислота по ГОСТ 10678-76 моноэтаноламин (МЭА) по ТУ 6-02-915-84
Продукт взаимодействия оксиалкилированного ПАВ и производного фосфористой кислоты получают известным путем при нагревании оксиалкилированного продукта и фосфористой кислоты при 130-150^oC. (Э.Е.Нифантьев. "Химия фосфорорганических соединений", изд. Московского университета, 1971, с.69, 71, 73). При этом в качестве оксиалкилированного ПАВ используют оксиалкилированный жирный спирт моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов общей формула C_nH_2nO(C₂H₄O)_m, где n 8-10, m 6, имеющий техническое название оксанол КД-6 (Справочник "Поверхностно-активныевещества", Л. Химия, 1979, с.303) или оксиалкилированный алкилфенол, имеющий название моноалкилфенолы оксиэтилированные неонол АФ_9-10, или неонол АФ _9-12 по ТУ 38.507-63-171-91.

В качестве производного фосфористой кислоты используют фосфористую кислоту или диметилфосфит (ДМФ) по ТУ 6-36-5763445-6-88, или их техническую смесь побочный продукт производства диметилфосфита, имеющий следующий компонентный состав, установленный хроматографически, мас.

диметилфосфит 20-40
монометилфосфористая кислота 50-70
фосфористая кислота остальное
В качестве растворителя используют воду или смесь воды с алифатическим спиртом. Алифатический спирт это метиловый спирт (МС) по ГОСТ 2222-78, или этиловый спирт (ЭС) по ОСТ 38.02386-85, или изопропиловый спирт (ИПС) по ГОСТ 9805-76.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного по заявляемой совокупности признаков и наличия вышеуказанных свойств и преимуществ, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия заявляемого изобретения критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры получения ингибитора (табл.).

Пример N 1 (прототип). 10,8 г фенола конденсируют с 16,25 г тетраметилметилендиамина.

К полученной смеси добавляют 46 г ортофосфорной кислоты при перемешивании и затем 19 г воды.

Пример N 2 (предлагаемый). К 70,4 г. оксанола КД-6 добавляют 19,0 г фосфористой кислоты (70%) и нагревают при перемешивании до температуры 120-150^oC в течение 3-х часов. Для удаления реакционной воды смесь вакуумируют и продувают азотом. Полученная смесь является продуктом взаимодействия исходных компонентов.

К 7,2 г продукта взаимодействия оксанола КД-6 и фосфористой кислоты прибавляют 59,5 г воды, смесь перемешивают в течение 15 минут. Затем добавляют 13,3 г моноэтаноламина. После этого небольшими порциями приливают 20 г фосфорной кислоты. По окончании дозировки всех реагентов смесь перемешивают до однородного состояния в течение 30 минут.

Примеры N 3-7 выполняют аналогично примеру N 2.

Пример N 8. К 80,8 г оксанола КД-6 добавляют 11,0 г диметилфосфита и нагревают при перемешивании при температуре 120-150^oC. Для удаления метанола смесь вакуумируют и продувают инертным газом (азотом). Получают продукт взаимодействия.

К 10 г продукта взаимодействия оксанола КД-6 и диметилфосфита прибавляют 62,5 г воды. Смесь перемешивают в течение 30 минут, после чего добавляют 11 г моноэтаноламина. После этого смесь перемешивают 15 минут и при нагревании от 20 до 70^oС, постепенно, небольшими порциями, приливают 16,5 г ортофосфорной кислоты. Смесь перемешивают до однородного состояния в течение 30 минут.

Пример N 9. 70,0 г оксанола КД-6 нагревают при перемешивании с 17,0 г технической смеси производных фосфористой кислоты при температуре 120-150^oC. Для удаления метанола и воды смесь вакуумируют и продувают азотом. Полученная смесь продукт взаимодействия.

К 10 г продукта взаимодействия оксанола КД-6 и технической смеси производных фосфористой кислоты добавляют 62,5 г воды. Смесь перемешивают в течение 30 минут, затем добавляют 11 г моноэтаноламина и перемешивают еще 15 минут, после чего небольшими порциями, при перемешивании и нагревании от 20 до 70^oC приливают 16,5 г ортофосфорной кислоты. Смесь перемешивают до однородного состояния в течение 30 минут.

Примеры N 10-12 аналогичны N 2.

Примеры N 13-15 аналогичны N 8, N 16-18 аналогичны N 9.

Полученный ингибитор представляет собой прозрачную жидкость от бесцветного до светло -желтого вида с температурой застывания от -10^oC до -60^oC.

Ингибитор коррозии испытывают в кислородсодержащей и сероводородсодержащей средах по ГОСТ 9.506-87. Метод заключается в определении потери массы металлических образцах за время их пребывания в неингибированной и испытуемых средах.

Испытуемой средой служит стандартный раствор сточной воды, моделирующей нефтепромысловые пластовые воды. Для приготовления модели пластовой воды в одном литре дистиллированной воды растворяют 22 г магния хлористого, 1,4 г сернокислого кальция, 23 г хлористого кальция и 144 г хлористого натрия. Приготовленный раствор содержит 2-4 мг/л кислорода.

Для приготовления сероводородсодержащего раствора кислородсодержащий раствор модели сточной воды деаэрируют инертным газом (аргон, гелий) и добавляют туда насыщенный раствор сероводорода до получения в испытуемой среде сероводорода в количестве 100 мг/л.

Металлические образцы перед экспериментом обезжиривают и взвешивают с точностью до 0,0005 г.

Для коррозионных испытаний используют две установки с U-образныфми стеклянными сосудами, в которых создается линейный поток движения жидкости. Образцы помещают в колено двугорлого U-образного сосуда, заполненного стандартным кислородом или сероводородсодержащим раствором. На второй установке также помещают образцы в колено сосуда с испытуемой средой, но только с добавкой ингибитора.

Продолжительность испытаний 6 часов. По окончании испытаний образцы вынимают, удаляют продукты коррозии, сушат и взвешивают.

Защитное действие (Z) в процентах вычисляют по формуле:

где П₁ потеря массы образца в неингибированной кислород или сероводородсодержащей среде;
П₂ потеря массы образца в ингибированной кислород или сероводородсодержащей среде.

Защитное действие ингибитора коррозии вычисляют как среднее арифметическое из результатов не менее трех параллельных определений.

Результаты испытаний предлагаемого ингибитора в сравнении с прототипом представлены в таблице.

Анализ данных таблицы позволяет сделать вывод, что предлагаемый ингибитор является более эффективным, по сравнению с прототипом, и работает при более низких дозировках.

Формула изобретения

1 Ингибитор коррозии в водных средах на основе ортофосфорной кислоты, аминосоединения и растворителя, отличающийся тем, что в качестве аминосоединения он содержит моноэтаноламин и дополнительно продукт взаимодействия оксиалкилированного поверхностно-активного вещества и производного фосфористой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.3 Ортофосфорная кислота7 5 203 Моноэтаноламин7 6,6 13,33 Продукт взаимодействия оксиалкилированного поверхностно-активного вещества и производного фосфористой кислоты7 7,2 28,5 3 Растворитель7 Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2