Способ получения ингибитора коррозии, обладающего бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий

 

Изобретение относится к способу получения ингибиторов коррозии и может быть использовано для защиты металлов от сероводородной и солянокислотной коррозии и подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий. Способ заключается во взаимодействии продукта на основе гетероциклических азотсодержащих соединений и эфира монохлоруксусной кислоты (МХУК) при температуре 120-130^oС. В качестве продукта на основе гетероциклических азотсодержащих соединений используют продукт переработки каменноугольных смол, а в качестве эфира МХУК - продукт этерификации моноалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀, или смеси моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀, или смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀ и числом оксиэтильных групп 1-18, монохлоруксусной кислотой при мольном соотношении продукта переработки каменноугольных смол и эфира монохлоруксусной кислоты соответственно (0,5÷2):1 в пересчете на гетероциклические азотсодержащие соединения. Технический результат: способ позволяет получать эффективные ингибиторы сероводородной и солянокислотной коррозии, обладающие бактерицидным действием. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к способу получения ингибиторов коррозии и может быть использовано для защиты металлов от коррозии и подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий.

Известен способ получения ингибитора сероводородной и углекислотной коррозии путем взаимодействия жирных аминов с окисью этилена при нагревании в присутствии щелочного катализатора с последующим смешением полученного продукта с фосфорорганическим соединением (патент РФ 2166002, МКИ С 23 F 11/167, 2001). Данный способ не позволяет получить ингибитор коррозии, обладающий одновременно бактерицидными свойствами для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ).

Известен способ получения ингибитора сероводородной и углекислотной коррозии путем смешения высших жирных кислот, продукта взаимодействия жирного амина, неионогенного поверхностно-активного вещества и растворителя (патент РФ 2166001, МКИ С 23 F 11/167, 2001). Ингибитор, получаемый известным способом, не обладает бактерицидным действием для подавления роста СВБ и неэффективен в солянокислотных средах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения ингибиторов сероводородной коррозии стали и бактерицидов, подавляющих рост сульфатвосстанавливающих бактерий общей формулы или где R - нормальный алкильный радикал С₁₀-С₁₂, путем взаимодействия - гетероциклических азотсодержащих соединений - хинолиновых и изохинолиновых оснований, с алкилирующим производным - эфиром монохлоруксусной кислоты и спирта при температуре 100-110^oС. [А.С. СССР 1730200 А1, МКИ С 23 F 11/10, 1992] Данный способ получения ингибиторов коррозии имеет низкий уровень выхода целевых продуктов (от 32,3 до 75,9%), а ингибиторы коррозии, полученные этим способом, имеют низкую эффективность в сероводородсодержащих водных средах с высоким содержанием сероводорода и неэффективны в солянокислотных средах.

В основу настоящего изобретения положена задача разработки способа получения эффективных ингибиторов сероводородной и солянокислотной коррозии, обладающего бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий.

Поставленная задача решается так, что в способе получения ингибитора коррозии, обладающего бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий, путем взаимодействия продукта на основе гетероциклических азотсодержащих соединений с эфиром монохлоруксусной кислоты при повышенной температуре, в качестве продукта на основе азотсодержащих гетероциклических соединений используют продукт переработки каменноугольных смол, а в качестве эфира монохлоруксусной кислоты - продукт этерификации моноалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀, или смеси моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов С₄-С₃₀ в алкильном радикале, или смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀ и количеством оксиэтильных групп 1-18 монохлоруксусной кислотой при мольном соотношении продукт переработки каменноугольных смол : эфир монохлоруксусной кислоты соответственно (0,5-2): 1 в пересчете на гетероциклические азотсодержащие соединения, и процесс ведут при температуре 120-130^oС.

В варианте выполнения способа к полученному ингибитору коррозии добавляют диспергирующую добавку и/или растворитель.

Эфиры монохлоруксусной кислоты (эфиры МХУК), указанные выше, получают известным путем - этерификацией моно- и диалкилфенолов или их смеси, или смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов монохлоруксусной кислотой. [Препаративная органическая химия, пер. с польского под общ. редакцией Н.С. Вульфсона, М. : Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1959, с. 353-354.] В качестве моноалкилфенолов с числом углеродных атомов С₄-С₃₀ в алкильном радикале могут быть использованы, например, изооктилфенол (AOC₈) по ТУ 6-14-579-81Е или изононилфенол (АФС₉) по ТУ 38.602-09-20-91. В качестве диалкилфенолов могут быть использованы, например, 2,6-ди-третбутилфенолы (АФС₉) по ТУ 38.103378-86.

Монохлоруксусная кислота, например, по ТУ 2431-288-05763441-99.

В качестве смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов могут быть использованы, например, неионогенные поверхностно-активные вещества ОП-7 и ОП-10 по ГОСТ 8433-81, представляющие собой продукты взаимодействия смеси моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале C₈-C₁₂, с окисью этилена и содержащие 7-9 (для ОП-7), и 10-12 (для ОП-10) групп окиси этилена в оксиэтильной цепи. Или, например, эмульгатор ОП-4 по ТУ 6-02-997-90, представляющий собой продукт взаимодействия смеси моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале C₈-C₁₂, с окисью этилена и содержащий 3-5 групп окиси этилена в оксиэтильной цепи.

В качестве продуктов переработки каменноугольных смол (ППКС), содержащих гетероциклические азотсодержащие соединения, используют, например, "Остатки кубовые ректификации пиридиновых оснований" (ОКРПО) по ТУ 14-102-64-88, или "Фракцию изохинолиновую" (ФИЗХ) по ТУ 14-102-107-88.

Ингибитор коррозии по заявляемому способу (ПВ) получают путем взаимодействия продукта переработки каменноугольных смол с эфиром монохлоруксусной кислоты, полученным этерификацией моноалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀, или смеси моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀, или смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов С₄-С₃₀ и числом оксиэтильных групп 1-18 монохлоруксусной кислотой (МХУК) при мольном соотношении продукт переработки каменноугольных смол : эфир МХУК соответственно (0,5-2) : 1 в пересчете на гетероциклические азотсодержащие соединения, при температуре 120-130^oС.

К полученному по заявленному способу продукту (ПВ) может быть добавлена диспергирующая добавка, например, Д1 - продукт взаимодействия жирного амина, окиси этилена и фосфорорганического соединения (патент РФ 2166002, МКИ С 23 F 11/167, 2001) или Д2 - Неонол АФ 9-12 (продукт взаимодействия изононилфенола с окисью этилена, содержащий 12 групп окиси этилена в оксиэтильной цепи) по ТУ 2483-077-05766801-98 или их смесь.

Кроме того, к описанному продукту, полученному по заявляемому способу, может быть добавлен растворитель, или смесь диспергирующей добавки с растворителем.

В качестве растворителя полученный ингибитор может содержать, например, смесь ароматических углеводородов - нефрас Ар 120/200 по ТУ 38-101-809-90, или бутилбензольную фракцию (ББФ) по ТУ 38.10297-76, или спирты: метанол, или изопропанол по ГОСТ 9805-84, или их смеси с водой, или смеси ароматических углеводородов со спиртами и С₂-С₄-моноалкиловыми эфирами этилен- и диэтиленгликолей. В качестве С₂-С₄-моноалкиловых эфиров этилен- и диэтиленгликолей используют: моноэтиловый эфир этиленгликоля (МЭЭЭГ) - этилцеллозольв по ГОСТ 8113-88, или моноэтиловый эфир диэтиленгликоля (МЭЭДЭГ) - этилкарбитол по ТУ 6-01-5757583-6-89, или монобутиловый эфир диэтиленгликоля (МБЭДЭГ) - бутилкарбитол по ТУ 6-05-10-5086.

Новая совокупность заявляемых существенных признаков позволит получить ингибиторы сероводородной и солянокислотной коррозии, эффективные для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, обладающего заявленной совокупностью признаков, которые бы приводили к достижению более высокого технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".

Для доказательства соответствия предлагаемого решения критерию "промышленная применимость" приводим конкретные примеры получения ингибитора коррозии.

Пример 1. (По прототипу). В реактор помещают 17,45 г (0,074 моль) эфира монохлоруксусной кислоты и 8,9 г (0,070 моль) хинолина. При перемешивании реакционной массы ведут реакцию в течение 10 часов, при температуре 100^oС. Выход 10,2 г, что составляет 38,7%.

Пример 2 (предлагаемый). В реактор помещают 34,69 г (0,117 моль) эфира монохлоруксусной кислоты с изононилфенолом и 14,33 г кубовых остатков ректификации пиридиновых оснований (0,117 моль в пересчете на гетероциклические азотсодержащие соединения легкие и тяжелые пиридиновые основания). При перемешивании реакционной массы ведут реакцию в течение 10 часов, при температуре 120-130^oС. Выход 44,61 г, что составляет 91%.

Примеры 3-49 осуществляют аналогично примеру 2, изменяя исходные реагенты и их молярные соотношения в соответствии с табл.1.

Полученные продукты представляют собой смолы темно-коричневого цвета. Кинематическая вязкость 50%-ного раствора в нефрасе при 20^oС составляет не более 70 мм²/с. Плотность 50%-ного раствора в нефрасе при 20^oС в пределах 900-1200 кг/м³. Качественный и количественный состав продуктов приведен в табл. 1.

Полученные ингибиторы коррозии растворяют путем смешения при комнатной температуре с растворителем и/или добавляют диспергатор.

Пример 50. К 50 г продукта (ПВ), полученного по примеру 3, добавляют 45 г бутилбензольной фракции (ББФ) и 5 г диспергирующей добавки Д1. Смесь тщательно перемешивают.

Примеры 51-68 выполняют аналогично примеру 50, изменяя количественно состав компонентов.

Пример 69. К 50 г продукта (ПВ), полученному по примеру 3, добавляют 50 г бутилбензольной фракции (ББФ). Смесь тщательно перемешивают до однородного состояния.

Примеры 70 и 71 выполняют аналогично примеру 69, изменяя количественно состав компонентов.

Пример 72. К 90 г продукта (ПВ), полученного по примеру 29, добавляют 10 г диспергирующей добавки Д1. Смесь тщательно перемешивают до однородного состояния.

Пример 73-74 выполняют аналогично примеру 72, изменяя количественно состав компонентов.

Полученные образцы ингибиторов испытаны на эффективность антикоррозионного действия на реальной пластовой воде с нефтяного месторождения, содержащей 150 мг/л сероводорода, результаты приведены в табл. 1 и 2. Степень коррозии определена на образцах стали 3 размером 20х20х1 мм по потере массы. Эффективность защитного действия ингибиторов в сероводородной среде определена по известной методике ОСТ 39-099-79 "Ингибиторы коррозии. Метод оценки эффективности защитного действия ингибиторов коррозии в нефтепромысловых сточных водах".

Коррозионные испытания в солянокислых средах проводят в растворах технической соляной кислоты по методике ГОСТ 9.505-86 метод 1.

Защитные свойства образцов ингибитора определяют при температуре +60^oС.

Время испытания каждого образца составляло 30 минут. Коррозионные испытания проведены при дозировке 10 и 50 г/т ингибитора. Результаты представлены в табл.2.

Эффективность бактерицидного действия определяют согласно методике оценки защитного действия реагентов подавляющих микробиологическую коррозию по ОСТ-39-3-973-83 на модельной пластовой воде, содержащей 10² бактериальных клеток на 1 мл раствора. Продолжительность эксперимента 7 суток. В качестве показателя бактерицидной активности использована минимальная концентрация реагента в воде (мг/л), обеспечивающая 100%-ное подавление роста СВБ. Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.

Анализ данных, представленных в таблицах, показывает, что предлагаемый способ позволяет получить эффективный и технологичный ингибитор коррозии для водных сред с повышенным содержанием сероводорода и солянокислых сред, обладающий одновременно бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий.

Формула изобретения

1. Способ получения ингибитора коррозии, обладающего бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий, путем взаимодействия продукта на основе гетероциклических азотсодержащих соединений с эфиром монохлоруксусной кислоты при повышенной температуре, отличающийся тем, что в качестве продукта на основе гетероциклических азотсодержащих соединений используют продукт переработки каменноугольных смол, а в качестве эфира монохлоруксусной кислоты - продукт этерификации моноалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀, или смеси моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀, или смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀ и числом оксиэтильных групп 1-18 монохлоруксусной кислотой при мольном соотношении продукта переработки каменноугольных смол и эфира монохлоруксусной кислоты соответственно (0,5÷2):1 в пересчете на гетероциклические азотсодержащие соединения, а процесс взаимодействия ведут при температуре 120-130^oС.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что к полученному ингибитору коррозии добавляют диспергирующую добавку и/или растворитель.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6