Ингибитор кислотной коррозии металлов


 


Владельцы патента RU 2539129:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) (RU)

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты нефтепромыслового оборудования при кислотных обработках скважин, отмывке оборудования от минеральных отложений или травлении металлов. Ингибитор содержит нуклеофильное соединение и аминотриазол или его производное. В качестве нуклеофильного соединения используют галогенид щелочного металла, или роданид щелочного металла, или сульфид щелочного металла, или уротропин, или гексаметилендиамин, или моноэтаноламин, или тиомочевину, или ее производное при следующем соотношении компонентов, мас. %: нуклеофильное соединение 2-90; аминотриазол или его производное Техническим результатом заявленного изобретения является эффективное снижение скорости кислотной коррозии металлов при повышенных температурах. 2 з.п. ф-лы, 6 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к технике защиты металлов от кислотной коррозии, в т.ч. протекающей при повышенных температурах, с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты нефтепромыслового оборудования при кислотных обработках скважин, отмывке оборудования от минеральных отложений или травлении металлов.

Известно большое количество ингибиторов кислотной коррозии металлов /Иванов Е.С. Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах. - М.: Металлургия, 1986. - 175 с./. Аналогами предлагаемого ингибитора являются ацетиленовые соединения, в т.ч. 2-бутин-1,4-диол. Однако при повышенных температурах они осмоляются и не обеспечивают эффективной защиты металла / Подобаев Н.И., Котов В.И., Воскресенский А.Г. О химическом превращении диметилкарбинола при коррозии стали в соляной кислоте. /В сб. Ученые записки №340. - М.: МГПИ им. В.И. Ленина, 1971. - С.27-31/. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому ингибитору являются соединения нуклеофильного типа: неорганические анионы (например, галогениды, роданид) или амины (например, уротропин, гексаметилендиамин, моноэтаноламин) или тиомочевина и ее производные /Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов (справочник). - Л.: Химия, 1968. - 264 с./. Из них наиболее эффективен гексаметилендиамин, однако и его применение не обеспечивает эффективной защиты при повышенных температурах (>110°C), которые могут возникать, например, при кислотной обработке нефтяных скважин.

Техническим результатом заявленного изобретения является эффективное снижение скорости кислотной коррозии металлов при повышенных температурах.

Технический результат достигается тем, что ингибитор, содержащий соединения нуклеофильного типа, дополнительно содержит аминотриазол или его производные при следующем соотношении компонентов (% вес.):

соединения нуклеофильного типа 2-90
аминотриазол или его производные 10-98

В качестве соединения нуклеофильного типа использовались неорганические анионы (галагениды, роданид, сульфид) в виде солей щелочных металлов или амины (уротропин, гексаметилендиамин, моноэтаноламин) или тиомочевина и ее производные (фенилтиомочевина, толилтиомочевина, дифенилтиомочевина, метил-изо-тиомочевина).

В качестве аминотриазола или его производных использовали 3-амино-1,2,4-триазол, 4-амино-1,2,4-триазол, 1-амино-1,2,3-триазол-4-ол, 5-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)пентанитрил, 2-(4-амино-1,2,3-триазол-2-ил)-5-гидроксиметил)тетрагидрофуран-3,4-диол.

Ниже приводятся примеры конкретных составов предлагаемого ингибитора и подробное описание изобретения, поясняющее его техническую сущность.

Пример 1. Ингибитор содержит (% вес.):

гексаметилендиамин 2
3-амино-1,2,4-триазол 98

Пример 2. Ингибитор содержит (% вес.):

гексаметилендиамин 90
3-амино-1,2,4-триазол 10

Пример 3. Ингибитор содержит (% вес.):

гексаметилендиамин 50
3-амино-1,2,4-триазол 50

Эти и другие примеры конкретных составов предлагаемого ингибитора, которые использовались при проведении коррозионных испытаний, сведены в таблицах 1 и 2.

Для оценки эффективности исследуемых композиций в отношении высокотемпературной кислотной коррозии металлов проводили коррозионные исследования на цилиндрических образцах стали 45, нержавеющей стали 1Х18Н9Т, латуни М62, цинка Ц0, алюминиевого сплава Д16 диаметром 20 и длиной 50 мм. Образцы зачищали наждачной бумагой, обезжиривали спиртом, сушили, взвешивали на аналитических весах. Опыты выполнялись в автоклавах с кварцевыми сосудами, заполненными раствором 5,0 М соляной кислоты, содержащей 2% ингибитора. Образцы помещали в раствор кислоты при 100°C, герметизировали автоклав, за 5 минут нагревали его до 120°C, выдерживали при этой температуре 1 ч, далее за 5 мин охлаждали систему до 100°C и извлекали образцы. После коррозионных испытаний образцы промывали водой, удаляли ластиком слой шлама, высушивали спиртом и определяли убыль массы на аналитических весах. По убыли массы рассчитывали скорость коррозии металла. Об эффективности ингибиторов судили по величинам коэффициентов торможения (γ=K1/K2, где К2 - скорость коррозии в присутствии ингибитора; К1 - скорость коррозии в отсутствие его).

Таблица 1
Влияние соотношения компонентов предлагаемого ингибитора на его защитные свойства в отношении стали 45
Пример Ингибитор γ
Гексаметилендиамин 3-амино-1,2,4-триазол
1 2 98 >100
2 90 10 >100
3 50 50 >100
4 1 99 7
5 91 9 8
2-бутин-1,4-диол (аналог) 5
Гексаметилендиамин (прототип) 10

Данные табл.1 свидетельствуют, что смесь гексаметилендиамина и 3-амино-1,2,4-триазола при соблюдении указанных соотношений компонентов (примеры 1-3) синергетически взаимодействуют и обеспечивают более эффективное подавление коррозии стали 45 в условиях испытаний, чем 2-бутин-1,4-диол (аналог) и гексаметилендиамин (прототип).

Нарушение указанных соотношений компонентов ведет к резкому снижению защитных свойств ингибитора (примеры 4, 5).

Природа обнаруженного синергетического эффекта в настоящее время не ясна. Однако установлено, что применение в составе композиции в качестве соединений нуклеофильного типа - неорганических анионов (галагениды, роданид, сульфид) в виде солей щелочных металлов (табл.2, примеры 6, 7, 8, 9, 10), или аминов (уротропин, гексаметилендиамин, моноэтаноламин) (табл.2, примеры 11, 12), или тиомочевины и ее производных (фенилтиомочевина, толилтиомочевина, дифенилтиомочевина, метил-изо-тиомочевина) (табл.2, примеры 13, 14, 15, 16) не ведет к потере эффективности защиты.

К потере эффективности не приводит также использование в качестве производного аминотриазола - 4-амино-1,2,4-триазола или 1-амино-1,2,3-триазол-4-ол или 5-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)пентанитрила или 2-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)-5-гидроксиметил)тетрагидрофуран-3,4-диол (табл.2, примеры 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16).

Таблица 2
Влияние состава предлагаемого ингибитора на его защитные свойства в отношении стали 45. Соотношение компонентов: соединение нуклеофильного типа: производные аминотриазола=50:50
Пример Ингибитор γ
Соединения нуклеофильного типа Производные аминотриазола
6 иодид калия 3-амино-1,2,4-триазол >100
7 бромид калия 3-амино-1,2,4-триазол >100
8 фторид калия 4-амино-1,2,4-триазол >100
9 роданид калия 4-амино-1,2,4-триазол >100
10 сульфид натрия 1-амино-1,2,3-триазол-4-ол >100
11 уротропин 1-амино-1,2,3-триазол-4-ол >100
12 моноэтаноламин 5-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)пентанитрил >100
13 фенилтиомочевина 5-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)пентанитрил >100
14 толилтиомочевина 5-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)пентанитрил >100
15 метил-изо-тиомочевина 2-(4-амино-1,2,3, -триазол-2-ил)-5-гидроксиметил)тетрагидрофуран-3,4-диол >100
16 дифенилтиомочевина 2-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)-5-гидроксиметил)тетрагидрофуран-3,4-диол >100
2-бутин-1,4-диол (аналог) 5
Гексаметилендиамин (прототип) 10

Данные таблиц 3, 4, 5 и 6 свидетельствуют, что предлагаемый ингибитор (состав по примеру 3) превосходит ингибиторы прототип и аналог и в отношении защиты от кислотной коррозии нержавеющей стали 1Х18Н9Т (пример 3.1), латуни М62 (пример 3.2), цинка Ц0 (пример 3.3), алюминиевого сплава Д16 (пример 3.4).

Таблица 3
Влияние предлагаемого ингибитора (состав по примеру 3) на торможение коррозии нержавеющей стали 1Х18Н9Т
Пример γ
3.1 54
2-бутан-1,4-диол (аналог) 2
Гексаметилендиамин (прототип) 4
Таблица 4
Влияние предлагаемого ингибитора (состав по примеру 3) на торможение коррозии латуни М62
Пример γ
3.2 30
2-бутин-1,4-диол (аналог) 3
Гексаметилендиамин (прототип) 4
Таблица 5
Влияние предлагаемого ингибитора (состав по примеру 3) на торможениеи коррозии цинка Ц0
Пример γ
3.3 >100
2-бутин-1,4-диол (аналог) 1,5
Гексаметилендиамин (прототип) 5
Таблица 6
Влияние предлагаемого ингибитора (состав по примеру 3) на торможение коррозии алюминиевого сплава Д16
Пример γ
3.4 54
2-бутин-1,4-диол (аналог) 2
Гексаметилендиамин (прототип) 4

Таким образом, результаты коррозионных испытаний свидетельствуют, что предлагаемый ингибитор кислотной коррозии превосходит ингибитор-аналог и ингибитор-прототип по своим защитным свойствам в отношении кислотной коррозии металлов при повышенных температурах.

Использование предлагаемого ингибитора позволит существенно увеличить сроки службы нефтепромыслового оборудования в условиях кислотной обработки скважин с повышенной температурой в забое, а также снизить потери металлов при кислотной отмывке оборудования от минеральных отложений или травлении металлов при повышенных температурах.

1. Ингибитор кислотной коррозии металлов, содержащий нуклеофильное соединение, отличающийся тем, что он дополнительно содержит аминотриазол или его производное, а в качестве нуклеофильного соединения - галогенид щелочного металла, или роданид щелочного металла, или сульфид щелочного металла, или уротропин, или гексаметилендиамин, или моноэтаноламин, или тиомочевину, или ее производное при следующем соотношении компонентов, мас.%:

нуклеофильное соединение 2-90
аминотриазол или его производное 10-98

2. Ингибитор коррозии по п.1, отличающийся тем, что в качестве тиомочевины или ее производного он содержит тиомочевину, или фенилтиомочевину, или толилтиомочевину, или дифенилтиомочевину, или метил-изо-тиомочевину.

3. Ингибитор коррозии по п.1, отличающийся тем, что в качестве аминотриазола или его производного он содержит 3-амино-1,2,4-триазол, или 4-амино-1,2,4-триазол, или 1-амино-1,2,3-триазол-4-ол, или 5-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)пентанитрил, или 2-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)-5-гидроксиметил)тетрагидрофуран-3,4-диол.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты оборудования атмосферной ректификации процесса первичной переработки нефти на нефтеперерабатывающих заводах, имеющих в своем составе установки каталитического крекинга и замедленного коксования.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в кислых и водно-солевых средах и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности, в металлургии и в энергетике.

Изобретение относится к средствам защиты металлов от коррозии в минерализованных средах и может быть использовано при защите нефтепромыслового оборудования от сероводородной, углекислотной и микробиологической коррозии в системах добычи, транспорта, хранения нефти, в заводняемых нефтяных пластах и при вторичных методах добычи нефти.

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии и может быть использовано при травлении стали, никеля и кобальта, а также для кислотных очисток оборудования и промывок скважин.
Изобретение относится к бактерицидным составам, применяемым, в частности, в нефтегазодобывающей промышленности для подавления роста бактерий (СВБ) в нефтепромысловых средах и в заводняемом нефтяном пласте, а также для защиты оборудования от сероводородной коррозии.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в солянокислой среде и может быть применено в энергетике, металлургии, машиностроении при кислотной обработке металлических поверхностей оборудования и изделий, а также в нефте- и газодобывающей промышленности.

Изобретение относится к области защиты оборудования от сероводородной и углекислотной коррозии в минерализованных водных и водонефтяных средах и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Изобретение относится к защите металлов от коррозии и может быть использовано в травильных ваннах и при кислотных очистках оборудования. .

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в нефтяной отрасли ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии оборудования, контактирующего с минерализованной водной фазой водно-нефтяных эмульсий, содержащих сероводород.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности к области защиты низколегированных и низкоуглеродистых сталей от коррозии в минерализованных водных средах, содержащих растворенный кислород и углекислый газ.
Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для защиты оборудования из стали и чугуна в водных и агрессивных средах. Ингибитор включает, мас.%: натриевую соль полипропилен-β-аминоэтановой кислоты 68,5-69,5; полиакриламид 3,25-3,51; соду кальцинированную 6,5-8,0 и воду - остальное. Технический результат: создание ингибитора коррозии черных металлов, работающего в жесткой воде с жесткостью до 7 мг-экв/л, а также в щелочной и кислой средах. 1 табл.

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлов в водных средах и может быть использовано для защиты оборудования из нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов от фосфорнокислой коррозии. Ингибитор на основе водного раствора фосфорсодержащей неорганической кислоты содержит катионы металлов VI группы Периодической системы и никеля при массовом соотношении катионы металлов VI группы: катионы никеля: фосфорсодержащая неорганическая кислота, равном (0,01-0,5):(0,003-0,04):1 соответственно. Технический результат: снижение скорости коррозии нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов в водных средах, содержащих фосфорную кислоту, при повышенных температурах. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области защиты от коррозии оборудования из нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов. Предложен ингибитор, который содержит фосфорсодержащую кислоту и ионы металлов VI и X группы Периодической таблицы элементов Менделеева. Массовое соотношение ионов металлов VI группы к ионам металлов X группы и к фосфорсодержащей кислоте в ингибиторе составляет (0,01-0,5):(0,003-0,04):1 соответственно. Изобретение обеспечивает снижение коррозии нержавеющих сталей и железо-хромо-никелевых сплавов в водных средах при повышенных температурах. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в травильных ваннах и при кислотных очистках оборудования. Способ защиты алюминия от коррозии в серной кислоте включает введение в агрессивную среду ингибитора, содержащего органические соединения, при этом в качестве ингибитора используют водный экстракт листьев чистотела большого, который вводят в агрессивную среду в количестве 0,6-1,0 г в пересчете на сухое вещество на литр агрессивной среды. Технический результат - повышение эффективности защиты от коррозии алюминия. 1 табл., 1 пр.
Наверх