способ получения ингибированной соляной кислоты

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.

Описание изобретения к патенту

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/м²ч 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/см²ч.).

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".