Ингибитор сероводородной коррозии и наводороживания металлического оборудования



 


Владельцы патента RU 2539132:

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 черных металлов от сероводородной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для предотвращения коррозии газового и нефтепромыслового оборудования. Ингибитор содержит органическое производное аммиака и аминотриазол или его производное. В качестве органического производного аммиака он содержит этиламин или гексаметилентетрамин, или хлорид тетраметиламмония, или хлорид тетраэтиламмония, при следующем соотношении компонентов, мас. %: органическое производное аммиака 2-50; аминотриазол или его производное 50-98. Техническим результатом является эффективное снижение скорости коррозии черных металлов в сероводородсодержащих жидких средах, а также существенное уменьшение наводороживания черных металлов. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к технике защиты черных металлов от сероводородной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для предотвращения коррозии газового и нефтепромыслового оборудования.

Известно большое количество ингибиторов сероводородной коррозии черных металлов / Розенфельд И.Л. Ингибиторы коррозии. - М.: Химия, 1977. - С.293 /. Аналогами предлагаемого ингибитора являются альдегиды, в т.ч. формальдегид. Однако они не обеспечивают необходимой степени защиты сталей от коррозии и не снижают их наводороживания, что сильно ограничивает их применение на практике / Бергман Дж. Ингибиторы коррозии. Л.: Химия, 1966. - 310 с. /. Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемому ингибитору являются органические производные аммиака: амины (например, этиламин, гексаметилентетрамин) или их соли (например, хлорид тетраметиламмония, хлорид тетраэтиламмония, смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония) / Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов (справочник). - Л.: Химия, 1968. - 264 с. /. Из них наиболее эффективена смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония, однако и ее применение не обеспечивает эффективной защиты от коррозии и наводороживания при повышенных содержаниях сероводорода в жидких средах, которые могут возникать при эксплуатации оборудования нефтяного и газового оборудования.

Техническим результатом заявленного изобретения является эффективное снижение скорости коррозии черных металлов в сероводородсодержащих жидких средах, а также существенное уменьшение наводороживания черных металлов.

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

органическое производное аммиака 2-50
аминотриазол или его производные 50-98

В качестве органического производного аммиаки использовались амины (например, этиламин, гексаметилентетрамин) или их соли (например, хлорид тетраметиламмония, хлорид тетраэтиламмония, смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония).

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.):

смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония 2
3-амино-1,2,4-триазол 98

Пример 2. Ингибитор содержит (% вес.):

смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония 50
3-амино-1,2,4-триазол 50

Пример 3. Ингибитор содержит (% вес.):

смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония 25
3-амино-1,2,4-триазол 75

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 сероводородной коррозии черных металлов проводили коррозионные исследования на пластинках стали 70С2ХА длинной 120 мм, шириной 10 мм и толщиной 0,5 мм. Образцы зачищали наждачной бумагой, обезжиривали спиртом, сушили, взвешивали на аналитических весах. Опыты выполнялись в герметичных ячейках, заполненных раствором 0,5% NaCl+0,25 г/л Н3ССООН (среде NACE), содержащем 2,0 г/л H2S, в присутствии 50 мг/л ингибитора. Образцы помещали в исследуемый раствор при комнатной температуре на 8 сут. После коррозионных испытаний образцы промывали водой, смесью концентрированней соляной кислоты и ацетона, удаляли ластиком слой шлама, высушивали спиртом и определяли убыль массы на аналитических весах. По убыли массы рассчитывали скорость коррозии металла. Об эффективности ингибиторов в отношении замедления коррозии судили по величинам степеней защиты (Z=((K1-K2)/K1)·100%, где K2 - скорость коррозии в присутствии ингибитора; K1 - скорость коррозии в отсутствии его).

Оценку эффективности исследуемых композиций в отношении наводороживания металлов проводили на тех же образцах стали 70С2ХА, определяя содержание в них абсорбированного водорода и их пластичность. Степень наводороживания стали 70С2ХА определяли методом вакуумной экстракции. После коррозионных испытаний образец помещали в сосуд, из которого откачивали воздух до остаточного давления 1·10-6 мм рт.ст., и нагревали до 500°C. Количество водорода, выделяющееся при нагревании образца в вакууме, оценивали по изменению давления за 10 мин (Роб), измеряемому манометром Мак-Леода при постоянном объеме вакуумной части системы. Давление выделившегося водорода (РН2) рассчитывали по изменению общего давления (Роб) по формуле:

РН2обнат

где Рнат - поправка холостого опыта. Объемную концентрацию водорода в стали (см3/100 г стали) рассчитывали по формуле:

.

где k - константа, связанная с объемом аналитической части установки; М - масса стального образца, г.

Об эффективности ингибиторов в отношении снижения наводораживания судили по величинам степеней защиты от наводораживания (ZH2=((V1-V2)/V1)·100%, где V2 - объемная концентрация водорода в образцах выдержанных в агрессивной среде содержащей ингибитор; V1 - объемная концентрация водорода в образцах выдержанных в агрессивной среде без ингибитора).

Пластичность стали 70С2ХА оценивали на приборе НГ-1-3М по числу перегибов до разрушения ленточных образцов в исходном состоянии (П0) и после их выдержки в растворе кислоты (П). Пластичность стали определяли по формуле:

.

Таблица 1
Влияние соотношения компонентов предлагаемого ингибитора на его защитные свойства в отношении коррозии и наводороживания стали.
Пример Ингибитор Z, % ZH2, % p, %
Смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония 3-амино-1,2,4-триазол
1 2 98 >95 100 100
2 50 50 >95 100 100
3 25 75 >95 100 100
4 1 99 62 59 49
5 51 49 71 55 45
Формальдегид (аналог) 50 20 10
Смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония (прототип) 83 60 52

Данные табл.1 свидетельствуют, что композиция смеси хлоридов алкилбензилдиметиламмония и 3-амино-1,2,4-триазола при соблюдении указанных соотношений компонентов (примеры 1-3) синергетически взаимодействует и обеспечивает более эффективное подавление коррозии и наводороживания стали в условиях испытаний, чем формальдегид (аналог) и смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония (прототип).

Нарушение указанных соотношений компонентов ведет к резкому снижению защитных свойств ингибитора в отношении коррозии и наводороживания (примеры 4, 5).

Природа обнаруженного синергетического эффекта в настоящее время не ясна. Однако установлено, что применение в составе композиции в качестве органического производного аммиака - аминов (например, этиламин, гексаметилентетрамин) (табл.2, примеры 6, 7, 10, 11, 14, 15, 16) или их солей (например, хлорид тетраметиламмония, хлорид тетраэтиламминия) (табл.2, примеры 8, 9, 12, 13) не ведет к потере эффективности защиты от коррозии и наводороживания.

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-ола 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).

Таким образом, результаты коррозионных испытаний свидетельствуют, что предлагаемый ингибитор сероводородной коррозии и наводороживания черных металлов превосходит ингибитор-аналог и ингибитор-прототип по своим защитным свойствам в отношении сероводородной коррозии и наводороживания.

Использование предлагаемого ингибитора позволит существенно увеличить сроки службы газового и нефтепромыслового оборудования в условиях эксплуатации с повышенным содержанием сероводорода в жидких технологических средах.

Таблица 2
Влияние состава предлагаемого ингибитора на его защитные свойства. Соотношение компонентов:органическое производное аммиака: производные аминотриазола = 25:75
Пример Ингибитор Z, ZH2, р, %
Соединения нуклеофильного типа Производные аминотриазола % %
6 этиламин 3-амино-1,2,4-триазол >95 100 100
7 гексаметилентетрамин 3-амино-1,2,4-триазол >95 100 100
8 хлорид тетраметиламмония 4-амино-1,2,4-триазол >95 100 100
9 хлорид тетраэтиламмония 4-амино-1,2,4-триазол >95 100 100
10 этиламин 1-амино-1,2,3-триазол-4-ол >95 100 100
11 гексаметилентетрамин 1-амино-1,2,3-триазол-4-ол >95 100 100
12 хлорид тетраметиламмония 5-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)пентанитрил >95 100 100
13 хлорид тетраэтиламмония 5-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)пентанитрил >95 100 100
14 этиламин 5-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)пентанитрил >95 100 100
15 этиламин 2-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)-5-гидроксиметил)тетрагидрофуран-3,4-диол >95 100 100
16 гексаметилентетрамин 2-(4-амино-1,2,3,-триазол-2-ил)-5-гидроксиметил)тетрагидрофуран-3,4-диол >95 100 100
Формальдегид (аналог) 50 20 10
Смесь хлоридов алкилбензилдиметиламмония (прототип) 83 60 52

1. Ингибитор сероводородной коррозии и наводороживания металлического оборудования, содержащий органическое производное аммиака, отличающийся тем, что он дополнительно содержит аминотриазол или его производное, а в качестве органического производного аммиака он содержит этиламин или гексаметилентетрамин, или хлорид тетраметиламмония, или хлорид тетраэтиламмония, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

органическое производное аммиака 2-50
аминотриазол или его производное 50-98

2. 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 химической технологии, в частности к низкозамерзающим охлаждающим жидкостям, и может быть использовано в качестве теплоносителя в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также в оборудовании бытового и промышленного назначения.

Изобретение относится к битумным эмульсиям и может быть использовано для антикоррозионной защиты стали и в дорожном строительстве. Катионная битумная эмульсия для антикоррозионной защиты стали, включающая битум, эмульгатор КАДЭМ-ВТ, кубовой остаток ректификации бензола, соляную кислоту, пеназолин К, дополнительно содержит синергическую смесь ингибиторов коррозии из 5,6,7,8-тетрахлорхинозолина, диэтил-S-(6-хлорбензоксазолинон-2-ил-3-метил)дитиофосфата, при следующем соотношении компонентов, мас.%: битум 55-60; эмульгатор КАДЭМ-ВТ 2,9-4,5; кубовой остаток ректификации бензола 10-11; соляная кислота 0,6-0,8; (диэтил-S-(6-хлорбензоксазолинон-2-ил-3-метил)дитиофосфат 0,3-0,4; 5,6,7,8-тетрахлорхинозолин 0,4-0,5; пеназолин К 0,4-0,9; вода остальное.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано при защите от коррозии трубопроводов и оборудования в нефтяной отрасли. Способ включает добавление в минерализованную водно-нефтяную среду, содержащую диоксид углерода, ингибитора коррозии, при этом в качестве ингибитора коррозии используют N-(2-циклопент-1-ен-1-илфенил)-2R-N-фталимидогексанамид, где R - обозначение конфигурации атома С2, с концентрацией 50-200 мг/л.

Изобретение относится к способу уменьшения эрозии и/или коррозии в результате воздействия агрессивных вод в промышленных системах, а именно для уменьшения уноса ионов меди из водных систем, содержащих медьсодержащую поверхность, находящуюся в контакте с водой указанной водной системы.

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлов, в частности к составам, обеспечивающим надежную защиту в средах, содержащих растворенный сероводород или углекислый газ, и обладающим высокой сорбционной активностью по отношению к металлическим поверхностям, и может быть использовано в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности.

Изобретение относится к ингибиторам коррозии углеродистых сталей в кислых и нейтральных кислородсодержащих водных растворах. Ингибитор включает, мас.ч.: морфолин 10-12, циклогексиламин 8-10, диметиламиноэтанол 15-20, вода - остальное.

Изобретение относится к ингибиторам коррозии углеродистых сталей в кислых и нейтральных кислородсодержащих водных растворах. Ингибитор включает, мас.ч.: морфолин 1-4, циклогексиламин 1-5, диметиламиноэтанол 25-31, вода остальное.
Изобретение относится к ингибированию коррозии, вызываемой растворами мочевины и нитрата аммония. Поверхность черного металла подвергают воздействию раствора азотных удобрений с добавлением к раствору азотных удобрений от 1 до 5 частей на млн вольфрамата щелочного металла, эффективного количества ортофосфата, фосфоната и/или фосфонита и при необходимости эффективного количества стабилизатора железа.

Изобретение относится к композициям для использования в качестве флотационного собирателя для очистки руды, добавки для бетона, в качестве эмульгатора или ингибитора коррозии, содержащим соединение окисленной и малеинированной жирной кислоты или смоляной кислоты, где композиция содержит соединения жирной кислоты, соединения смоляной кислоты или смесь таких соединений, имеющих сшивки между углеводородными цепями в виде простой эфирной связи и имеющих один или несколько фрагментов производных карбоновых кислот.
Изобретение относится к составам для предотвращения гидратных и солевых отложений и коррозии в скважинах и газопроводах при добыче и транспорте природных и попутных газов, и может быть использовано в процессах добычи, транспорта и хранения нефти.
Изобретение относится к низкозамерзающим охлаждающим жидкостям и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания машин и специальной техники, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах. Охлаждающая жидкость содержит, мас.%: продукт конденсации борной кислоты, диэтаноламина, этилцеллозольва и олеиновой кислоты с аминным числом не менее 42 мг HCl/г при мольном соотношении 1:2:(0,5-0,7):0,3 соответственно 0,5-2,5, триэтилфосфат 0,3-0,5, имидазол 0,5-0,7, этилцеллозольв 30,0-40,0, этиленгликоль 30,0-40,0, воду до 100. Изобретение обеспечивает повышение защитных свойств охлаждающей жидкости по отношению к резине, черным и цветным металлам, а также повышение ее экологической безопасности. 4 табл., 3 пр.

Антифриз // 2540545
Изобретение относится к антифризам - низкозамерзающим охлаждающим жидкостям и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, специальной техники, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах. Антифриз содержит, мас.%: продукт конденсации борной кислоты, диэтаноламина, этилкарбитола и олеиновой кислоты при мольном соотношении 1:3:(0,5-0,7):0,4 с аминным числом не менее 42 мг HCI/г 0,5-2,5, триэтилфосфат 0,3-0,5, имидазол 0,5-0,7, продукт взаимодействия метилтриэтоксисилана с 1,2-пропиленгликолем в мольном соотношении 1:8 0,02-0,04, 1,2-пропиленгликоль 60,0-70,0, вода до 100. Предлагаемое изобретение обеспечивает повышение защитных свойств антифриза по отношению к резине, черным и цветным металлам, а также повышение его экологической безопасности. 4 табл., 5 пр.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов в минерализованных средах, содержащих сероводород, и может быть использовано в нефтяной отрасли. Способ включает добавление в минерализованную среду, содержащую сероводород, 1,3-диамил-5-аминобензоил-6-метилурацила в концентрации 25-200 мг/л. Технический результат: снижение скорости коррозии стали. 1 табл.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано при организации водно-химического режима на основе комплексных аминосодержащих реагентов для пароводяного тракта энергоблока с барабанными котлами и, в частности, с котлами-утилизаторами применительно к энергоблокам с парогазовыми установками. Способ защиты от коррозии пароводяного тракта энергоблока с барабанными котлами включает дозирование в указанный тракт комплексного аминосодержащего реагента. При этом в качестве реагента используют водный раствор смеси моноэтаноламина, 1,3-олеилпропандиамина этоксилированных жирных алкиламинов и диэтиламиноэтанола при следующем соотношении компонентов, мас.%: моноэтаноламин 24,0-26,0, диэтиламиноэтанол 7,0-8,0, 1,3-олеилпропандиамина 2,0-3,0, этоксилированные жирные алкиламины 0,5-1,5, вода - остальное до 100%. Дозирование реагента осуществляют в одну точку водяной части пароводяного тракта, а концентрацию указанного реагента по всему пароводяному тракту поддерживают в пределах 2,0-50,0 мкг/л. Технический результат: обеспечение эффективной защиты от внутренней коррозии поверхностей нагрева пароводяного тракта котла. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для поддержания на тепловых электростанциях оптимального водно-химического режима ВХР пароводяного тракта, выполнения отмывки и консервации на топливосжигающих энергоблоках и парогазовых энергетических установках с обеспечением в заданных пределах величины pH рабочей среды и созданием на стенках тепловых поверхностей защитной магнетито-аминовой противокоррозионной пленки. Комплексный реагент содержит, мас.%: моноэтаноламин 19,0 - 21,0; морфолин 7,0 - 8,0; циклогексиламин 3,0 - 5,0; 1,3-олеилпропандиамина 2,0 - 3,0; этоксилированные жирные алкиламины 0,5 - 1,5 и воду - остальное до 100%. Технический результат: обеспечение эффективной защиты от внутренней коррозии пароводяного тракта при давлении до 16 МПа.1 табл.

Изобретение относится к области защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии, в том числе сероводородной и углекислотной, и может быть использовано в нефте- и газодобывающей промышленности. Способ включает получение активной основы ингибитора коррозии путем взаимодействия алкилфенола с числом углеродных атомов в алкиле 15-18, формальдегидсодержащего продукта и вторичного амина в среде растворителя на основе ароматических углеводородов при температуре 100-140°C в течение 5-16 часов, и растворение полученной активной основы в растворителе. Ингибитор коррозии включает активную основу, полученную вышеуказанным способом, в количестве 30-50 мас. % и растворитель - остальное. Технический результат: использование доступного, промышленно выпускаемого сырья и получение эффективного ингибитора в отношении сероводородной и углекислотной коррозии. 2 н.п. ф-лы, 2 табл., 18 пр.
Наверх