Способ получения ингибированной соляной кислоты

 

Изобретение относится к способам получения ингибированной соляной кислоты, в частности к производству ингибированной абгазной соляной кислоты, применяемый в нефтедобыче. Способ получения ингибированной соляной кислоты включает предварительное разбавление абгазной соляной кислоты сначала водой, а затем раствором, полученным путем обработки формальдегидом маточного раствора производства хлорамина Б со стадии амидирования бензолсульфохлорида водным раствором аммиака, после чего в нее вводят азотсодержащий ингибитор. Применение способа позволяет снизить расход ингибитора коррозии и повысить выход ингибированной соляной кислоты при одновременной утилизации отходов производства. 2 табл.

Изобретение относится к способам получения ингибированной соляной кислоты, в частности к производству ингибированной абгазной соляной кислоты, применяемой в нефтедобыче для обработки призабойных зон нефтяных и водонагнетательных скважин. Применение неингибированной соляной кислоты в нефтедобыче приводит к коррозионному разрушению нефтепромыслового оборудования и транспортных средств, используемых для ее перевозки. В связи с этим в нефтедобыче применяют ингибированную соляную кислоту.

Известен способ получения ингибированной соляной кислоты ингибитора кислотной коррозии.

Недостатком известного способа является, во-первых, слишком высокое содержание хлористого водорода в абгазной соляной кислоте: 27-35 мас. против 20-23 мас. по требованиям ТУ 6-01-04689381-85-92 на ингибированную соляную кислоту. Во-вторых, для обеспечения нормативной скорости коррозии стали марки Ст3 и 08КП не более 0,2 г/м²·ч требуется значительный расход ингибитора.

Решаемая предлагаемым техническим решением задача и ожидаемый технический результат заключается в повышении эффективности известного способа получения ингибированной соляной кислоты и достижении нормативных характеристик последней (по концентрации хлористого водорода и скорости коррозии) со снижением расхода ингибитора. Одновременно повысить выход ингибированной соляной кислоты. Также решается задача утилизации экологически вредных отходов производств, содержащих хлориды и аммонийный азот.

Поставленная задача решается тем, что предварительно абгазную соляную кислоту разбавляют сначала водой, а затем раствором, полученным путем обработки формальдегидом маточного раствора производства хлорамина Б со стадии амидирования бензолсульфохлорида водным раствором аммиака, после чего в нее вводят азотсодержащий ингибитор.

В производстве хлорамина Б на стадии амидирования бензолсульфохлорида водным аммиаком образуется маточный раствор аммиачный фильтрат с плотностью в пределах 1,04-1,10 г/см³, следующего состава, мас.

свободный аммиак 0,5-1,5 аммония хлорид 16,0-20,0 аммония сульфат 0,1-0,5 бензолсульфамид и аммонийная соль бензолсульфокислоты 1,5-4,0 вода остальное Весь маточный раствор сбрасывается на биологические очистные сооружения, что приводит к загрязнению речных стоков хлоридами и аммонийным азотом.

Согласно предлагаемому техническому решению маточный раствор подвергают обработке при температуре 20-50^oC эквивалентным к количеству аммония раствором формальдегида. При этом достаточно быстро и количественно весь аммонийный азот, содержащий в маточном растворе, связывается в азотсодержащий ингибитор коррозии (гексаметилентетраамин), причем в раствор выделяется эквивалентное количество хлористого водорода. Связывание аммонийного азота осуществляются по следующим уравнениям: После обработки раствором формальдегида фильтрат имеет следующий состав, мас.

хлористый водород 8,0-10,0 гексаметилентетраамин 7,7-9,8
серная и бензолсульфокислоты 1,35-3,9
вода остальное
и представляет собой подвижную однородную жидкость светло-желтого цвета с плотностью при 20^oC не менее 1,05 г/см³.

В случае применения для обработки раствора технического формалина (37 мас. раствор формальдегида) в фильтрате присутствует небольшое количество метилового спирта. Необходимо отметить, что присутствие в ингибированной соляной кислоте, применяемой в нефтедобыче для обработки призабойных зон скважин, органических кислот и спиртов играет положительную роль, поскольку позволяет гидрофобизировать призабойную зону продуктивного пласта, что повышает фазовую проницаемость пористой среды для нефти.

Применение обработанного формальдегида маточного раствора производства хлорамина Б со стадии амидирования для разбавления абгазной соляной кислоты позволяет снизить расход пресной или химически очищенной воды с одновременным повышением выхода товарной соляной кислоты и существенным снижением расхода ингибитора. Дополнительным положительным эффектом является то, что квалифицированно утилизируется отход производства, содержащий хлориды и аммонийный азот, т.е. улучшается экологическая обстановка на предприятии.

Предлагаемое техническое решение, по мнению авторов, обладает новизной и изобретательским уровнем.

Примеры конкретного осуществления способа.

Пример 1. Получение раствора для разбавления абгазной соляной кислоты.

В стеклянную круглодонную трехгорлую колбу емкостью 1 дм³, снабженную термометром, механической мешалкой, капельной воронкой и водяной баней, загружают 500 см³ маточного раствора производства хлорамина Б со стадии амидирования бензолсульфохлорида водным аммиаком с плотностью 1,08 г/см³ следующего состава, мас.

свободный аммиак 1,2
аммония хлорид 18,0
аммония сульфат 0,2
аммонийная соль бензолсульфокислоты 2,0
вода остальное
При работающей мешалке в течение 30 минут из капельной воронки дозируют 238 г технического формалина с содержанием формальдегида 37 мас. После завершения дозировки формалина реакционную смесь перемешивают в течение 2 часов при постепенном повышении температуры от 20^oC до 50^oC. Полученный раствор (выход 770 г.) содержит, мас.

хлористый водород 9,1
гексаметилен тетраамин 8,8
бензолсульфокислота 1,8
вода остальное
Таким образом, в результате обработки формальдегидом 540 г. маточного раствора дополнительно получено 50 г хлористого водорода.

Ингибирующую активность полученного раствора определяли в 20 мас. соляной кислоте в соответствии с методикой, описанной в технических условиях ТУ 6-01-04689382-85-92 "Кислота соляная ингибированная". Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Как видно из таблицы 1, полученный раствор для разбавления соляной кислоты обладает ингибирующими свойствами, снижая скорость коррозии стали Ст3 в 20% соляной кислоты в 22-67 раза. Однако скорость коррозии при введении полученного раствора в кислоту до 30 мас. превышает нормы ТУ-6-01-04689381-85-92 на ингибированную соляную кислоту 0,2 г/см²·ч.).

Дальнейшее снижение скорости коррозии до необходимого уровня требований технических условий достигается введением азотсодержащего ингибитора коррозии по известному способу, но в концентрациях в 4 и более раза ниже.

Пример 2. Получение ингибированной абгазной соляной кислоты по предлагаемому способу.

Для получения ингибированной 20-23 мас. соляной кислоты из 27 мас. абгазной соляной кислоты 85 весовых частей последней смешивают с 15 весовыми частями пресной воды и добавляют 12 весовых частей полученного в примере 1 раствора для разбавления, затем вводят 0,224 весовых частей (0,2 мас.) ингибитора коррозии И-I-А по ТУ 38.103246-87. Полученную смесь тщательно перемешивают и испытывают согласно требованиям и нормам ТУ 6-01-04-689381-85-92 на ингибированную соляную кислоту. При этом концентрация хлористого водорода в полученной ингибированной соляной кислоте составляет 21,5 мас.

Испытания полученной предлагаемым способом ингибированной кислоты на скорость коррозии и по другим показателям подтвердили соответствие нормам и требованиям технических условий.

Ингибированная соляная кислота, полученная по известному способу даже с предварительным разбавлением абгазной кислоты водой с последующим введением ингибитора И I А, показывает ту же скорость коррозии при концентрации ингибитора 0,8 мас. т.е. в 4 раза выше, чем по предлагаемому способу.

Эффективность предлагаемого способа подтверждена экспериментально и с применением других азотсодержащих ингибиторов (табл. 2).

Как видно из таблицы 2, применение предлагаемого раствора для разбавления абгазной кислоты позволяет синергетически снизить рабочую концентрацию азотсодержащих ингибиторов не менее 4 раз.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет полностью достичь поставленной цели повышается выход удовлетворяющей требованиям технических условий товарной ингибированной соляной кислоты, существенно (не менее 4 раз) снижается расход азотсодержащего ингибитора коррозии при одновременной утилизации отходов производства, содержащих хлориды и аммонийный азот.

Предлагаемый способ может быть реализован в промышленности, поскольку в техническом процессе производства хлорамина Б на Уфимском ГПП "Химпром" в настоящее время как отход образуется более 500 т в месяц неутилизируемого аммонийного маточного раствора; этим же предприятием выпускается ингибированная абгазная соляная кислота. Применение предлагаемого способа на существующем оборудовании, в настоящее время на заявляемый раствор для разбавления соляной кислоты по предлагаемому способу разработаны и утверждены технические условия ТУ 2478-013-00203306-95 Уфимского ГПП "Химпром" от 11 августа 1995 г. Опытная партия ингибированной соляной кислоты, полученной предлагаемым способом, будет испытана на нефтяных месторождениях АО "Юганскнефтегаз".

Формула изобретения

Способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий введение в абгазную соляную кислоту ингибитора кислотной коррозии, отличающийся тем, что предварительно абгазную соляную кислоту разбавляют сначала водой, а затем раствором, полученным путем обработки формальдегидом маточного раствора производства хлорамина Б со стадии амидирования бензолсульфохлорида водным раствором аммиака, после чего в нее вводят азотсодержащий ингибитор.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2