Ингибитор в сероводородсодержащих минерализованных средах

 

Изобретение относится к защите металлов от коррозии ингибиторами в сероводородсодержащих минерализованных средах и может быть использовано в нефте- и газодобывающей и перерабатывающей промышленности. Ингибитор в сероводородсодержащих минерализованных средах содержит, мас. %: пирановая фракция 55,0 - 95,0; алкилимидозолин 3,5 - 7,0; неионогенное ПАВ 0,5 - 3,0; толуол - остальное. Использование ингибитора позволяет расширить сырьевую базу для получения высокоэффективного и недорогостоящего ингибитора и утилизировать отходы производства 4,4-диметил-1,3-диоксана. 3 табл.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано в нефте- и газодобывающей и перерабатывающей промышленности для защиты низколегированных сталей от коррозионно-механического разрушения (КМР) в сероводородсодержащих минерализованных средах, таких как влажный сероводородсодержащий природный газ и нефтяной конденсат, дренажная вода установок переработки нефти и газа.

Известно применение триалкилбензилметиламмония хлористого или фтористого, или йодистого, дополнительно содержащего актидециламин, хинолин или его производные в качестве ингибитора сероводородной коррозии и наводороживания стали [1] Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является ингибитор для защиты от коррозии нефтегазовой промышленности в сероводородсодержащих минерализованных средах, содержащий амин, неионогенное ПАВ и ароматический углеводород [2] Недостатком прототипа является невозможность его применения в условиях коррозионно-механического разрушения сталей.

Техническим результатом использования изобретения является разработка высокоэффективного ингибитора сероводородной коррозии КМР низколегированных сталей при транспортировании сероводородсодержащего попутного газа, нефтяного конденсата и дренажной воды установок переработки нефти.

Сущность изобретения заключается в том, что ингибитор в сероводородсодержащих минерализованных средах "Реакор-1", содержит, мас.

Пирановая фракция 55 95 Алкилимидозолин 3,5 7 Неионогенное ПАВВ 0,5 3 Толуол Остальное Пирановая фракция является отходом производства 4,4-диметил-1,3-диоксана и в настоящее время сжигается. Алкилимидозолин получают реакцией аммиака с непредельными углеводородами при 200^oC и давлении около 1000 ат.

Ингибитор получают смешением при нормальных условиях пирановой фракции, алкилимидозолина, неионогенного ПАВ и толуола.

Физико-химические свойства ингибитора: "Реакор-1" светло-коричневая или коричневая жидкость со специфическим запахом; плотность 1,1 кг/л; растворяется в воде, ацетоне, спирте; вязкость 74,5 Сст.

Исследования по определению ингибирующей эффективности соединений проводили на образцах из стали 17Г1С, широко используемой в настоящее время при строительстве газонефтепроводов.

В качестве модельной коррозии среды (КС) применяли среду установки 200 тенгизского ГПЗ, состава, г/л: минерализация 1; сероводород 3,4; углеводороды (керосин) 100.

Защитный эффект против КМР низколегированных сталей определяли в соответствии с РД 39-0147103-324-88 "Методика определения степени защиты сталей ингибиторами против коррозионно-механического разрушения в сероводородсодержащих минерализованных средах".

Эффективность защиты от общей коррозии (ОК) оценивали по поляризационным кривым следующим образом.

Экстраполяцией тафелевых участков анодной и катодной поляризационных кривых до значения потенциала коррозии получали величину тока коррозии в сероводородной коррозионной среде (КС). Сравнивая ход поляризационных кривых в ингибированной и неингибированной КС получают значения токов коррозии в ингибированной и неингибированной КС.

Степень защиты от ОК определяется по формуле Данные измерений приведены в табл. 1, причем каждое значение получено как среднее арифметическое из пяти опытов.

Далее, согласно ГОСТ 1493-83 (тип образца N 4, размер 7) производят испытания образцов из стали 17 Г1С на разрывной машине МР-8В на воздухе, в модельной среде NACE и в модельной среде с добавлением ингибитора. Для испытания образцов в КС применена специальная коррозионная герметичная ячейка. Скорость деформирования образцов составляет 7,2·10^-8 м/с, такая скорость выбрана с целью увеличения контакта стали с Кс. Затем определяют коэффициент влияния среды КС на относительное сужение образцов при разрыве Ψ. Параметр j наиболее полно отражает запас пластичности стали, который резко уменьшается при ее коррозии в сероводородсодержащих средах, т. е. является показателем СР основной причины КМР.

В табл. 2 приведены результаты испытаний по определению и Кс, причем каждое значение получено как среднее арифметическое из пяти параллельных опытов.

Коэффициент влияния Кс на j
где Ψ_в относительное сужение образцов на воздухе;
Ψ_N относительное сужение образцов в КС.

Аналогично вычисляют коэффициент влияния КС при добавлении ингибитора

где Ψ_N+H относительное сужение образца в КС при добавлении ингибитора. ///2 Степень защиты от СР определяют по формуле

При степени защиты от СР более 90 переходят к следующему этапу - испытаниям на коррозионную стойкость.

Защитный эффект против коррозионной усталости (КУ), т. е. разрушения, происходящего при действии на низколегированную сталь суммарного циклического знакопеременного напряжения, которому подвержены газонефтепроводы вследствие влияния эксплуатационных факторов, определяют следующим образом. На специальной усталостной машине плоские образцы из стали 17Г1С подвергают консольному изгибу с размахом упругопластической деформации 2ε 0,74 при частоте нагружения 0,6 Гц, что соответствует реальным условиям эксплуатации.

Нагружение проводят на воздухе, а также в специальной герметичной накладной ячейке в КС и в КС с добавлением ингибитора. При этом определяется число циклов до полного разрушения
В табл. 3 приведены результаты этих измерений, причем каждое измерение получено как среднее арифметическое из пяти параллельных опытов.

Коэффициент влияния КС на усталостную долговечность низколегированной стали в КС без ингибитора и в его присутствии определяют по формуле

где N_B число циклов до разрушения на воздухе;
N_N число циклов до разрушения в КС;
N_N+H число циклов до разрушения в КС при добавлении ингибитора.

Степень защиты от КУ вычисляют по формуле

Из табл. 1 3 видно, что предлагаемый ингибитор "Реакор-1" обладает высокой степенью защиты как от общей коррозии, так и от сероводородного растрескивания и коррозионной усталости стали в примененной коррозионной среде. Использование предлагаемого ингибитора позволит защищать оборудование не только от сероводородной коррозии, но и от коррозионно-механического разрушения.

Формула изобретения

Ингибитор в сероводородсодержащих минерализованных средах, содержащий азотсодержащее вещество, неионогенное ПАВ и углеводородный растворитель, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего вещества содержит алкилимидазолин и в качестве углеводородного растворителя толуол и дополнительно содержит пирановую фракцию при следующем соотношении компонентов:
Пирановая фракция 55 95
Алкилимидазолин 3,5 7,0
Неионогенное ПАВ 0,5 3,0
Толуол Остальноел

РИСУНКИ

Рисунок 1