способ получения ингибитора коррозии "лиман-11" для защиты стального оборудования, в частности, системы нефтесбора

Формула изобретения

1. Способ получения ингибитора коррозии для защиты стального оборудования, в частности, системы нефтесбора, включающий смешение жирных кислот и полиэтиленполиамина (ПЭПА), их перемешивание, конденсацию, отличающийся тем, что для получения продукта конденсации в качестве жирных кислот используется легкое талловое масло (ЛТМ) и дополнительно вводят ацетон.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что конденсацию ЛТМ с ПЭПА осуществляют в 2 этапа: первый в течение 1 ч при температуре 100^oС, а второй - в течение 2 ч при температуре 125 - 135^oС с одновременной отгонкой воды.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что реакционная смесь для получения ингибитора содержит, мас.%:

ЛТМ - 54 - 55

ПЭПА - 20 - 21

Ацетон - 24 - 25

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу защиты от коррозии скважинного стального оборудования и трубопроводов систем нефтесбора и сточных вод. Оно может быть использовано для защиты от коррозии различных стальных агрегатов, аппаратов и трубопроводов при воздействии агрессивных коррозионных высокоминерализированных 2-фазных сред, в том числе и содержащих сероводород, с целью снижения аварийного выхода из строя скважинного оборудования и снижения количества прорывов трубопроводов в системе нефтесброса и утилизации сточных вод.

Известно, что наиболее экономически выгодным и эффективным способом защиты от коррозии стального оборудования и трубопроводов поддержания пластового давления и сточных вод в высокоминерализированных агрессивных средах, в том числе и в средах, содержащих сероводород, является применение ингибиторов коррозии (Л.И. Антропов, В.Ф. Панасенко в сб. "Итоги науки и техники", Серия "Коррозия и защита от коррозии", М., 1975 г.). Однако ряд ингибиторов, которые эффективно защищают сталь от общей коррозии в кислых средах, с водородной деполяризацией, высокоминерализованных средах, обычно с кислородной деполяризацией, в том числе содержащих сероводород, не являются достаточно эффективными, т. к. они не тормозят локальные виды коррозии и способствуют наводораживанию стали (Е. С. Иванов "Ингибиторы коррозии металлов в кислых средах". Справочник, М., Металлургия, 1986 г.). Для защиты стального оборудования в 2-фазных системах нефть - вода и особенно в присутствии сероводорода требуются специфичные ингибиторы, которые должны распределяться по фазам в воде и нефти таким образом, чтобы концентрация ингибиторов в углеводородной фазе была ниже, чем в водной.

Наиболее близким по технической сущности является способ получения ингибитора коррозии, содержащий продукт конденсации высокомолекулярных жирных кислот, азотосодержащего органического соединения - полиэтиленполиамина (ПЭПА), причем процесс конденсации проводят в 3 этапа с последующим введением ароматического углеводорода (Пат. N 2086702 от 22.06.1994 г.).

Недостатком известного технического решения является низкий эффект последействия, т.е. недостаточно высокая эффективность ингибитора при периодическом вводе ингибитора в агрессивную среду.

Технический результат от использования заявленного ингибитора может быть выражен в повышении защитной эффективности ингибитора коррозии при его периодическом вводе в 2-фазную высокоминерализованную среду, содержащую сероводород, т. е. в увеличении временного интервала при периодическом вводе ингибитора.

Указанный технический результат достигается тем, что способ получения ингибитора коррозии "Лиман-11" включает смешение жирных кислот и азотосодержащего органического соединения полиэтиленполиамина (ПЭПА), их перемешивание, конденсацию.

При получении продукта конденсации в качестве жирных кислот используют легкое талловое масло (ЛТМ) и дополнительно вводят ацетон.

Кроме того, конденсацию ЛТМ с ПЭПА осуществляют в 2 этапа: первый в течение одного часа при температуре 100^oC, а второй в течение 2 часов при температуре 125 - 135^oC с одновременной отгонкой воды.

Вместе с тем, реакционная смесь для получения ингибитора содержит (мас. %): ЛТМ 54 - 55; ПЭПА 20 - 21; ацетон 24 - 25.

Выбор ЛТМ в качестве сырья для получения продуктов конденсации обусловлен тем, что ЛТМ представляет собой смесь кислот таллового масла, которые образуют продукты конденсации переменного состава с полиэтиленполиамином, которые, адсорбируясь на поверхности металла, показывают высокий блокировочный эффект. Повышение содержания ЛТМ в исходной смеси вышеуказанного соотношения приводит к повышению вязкости конечного продукта и, как следствие, повышению температуры застывания, что нежелательно, а при уменьшении содержания ЛТМ в исходной смеси приводит к снижению эффекта последействия.

Введение ацетона в реакционную смесь необходимо как для понижения вязкости продукта конденсации и улучшения диспергируемости в минерализованной воде, так и для образования продуктов конденсации с амидоаминами и ПЭПА. Уменьшение содержания ацетона по сравнению с предлагаемым приводит к ухудшению диспергируемости ингибитора в минерализованной воде, а повышение - к образованию диамидов, которые ограничено растворимы в нефтяном сольвенте.

Пример. В стеклянную колбу с обратным холодильником и мешалкой помещают рассчитанное количество ЛТМ. При энергичном перемешивании в смесь вводят небольшими порциями необходимое количество ПЭПА, следя за тем, чтобы температура не повышалась выше 60^oC. После введения всего количества ПЭПА температуру реакционной смеси повышают до 90 - 110^oC при непрерывном перемешивании. Смесь при этой температуре выдерживают в течение 45 - 90 минут, затем заменяют обратный холодильник на прямой и повышают температуру реактора до 120 - 140^oC с одновременной отгонкой воды и выдерживают реакционную массу при этой температуре в течение 90 - 150 минут. Затем реакционную смесь охлаждают до 45^oC, после чего вводят порциями рассчитанное количество ацетона. После введения всего количества ацетона реакционную смесь выдерживают при температуре не выше 60^oC в течение 45 - 90 минут. Затем реакционную смесь охлаждают и проводят анализ на аминное число и содержание сухого остатка.

Полученный продукт разбавляют ароматическим сольвентом таким образом, чтобы в окончательном продукте (товарной форме) аминное число было не менее 60 мг HCl на 1 г продукта, а содержание сухого вещества после часовой выдержки пробы в количестве 2 г, помещенной в бюкс диаметром 60 мм при 105^oC, было не ниже 50%.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Состав ингибитора "Лиман-11" приведен в таблице 1.

Коррозионные испытания на определение эффекта последействия проводились в модели пластовой воды Саматлорского нефтегазового месторождения (содержание солей, г/л: NaCl - 17; CaCl₂ - 0,64; MgCl₂ - 0,2; NaHCO₃ - 0,14; pH 6,4) следующим образом. Ингибитор разбавляли нефтяным сольвентом таким образом, что аминное число было не менее 30 мг HCl/г продукта и содержания сухого вещества 20 - 25%. Концентрация ингибитора в растворе была 30 мг/л.

Стальной образец из Ст. 3 прямоугольной формы размером 50х20х2 мм для образования пленки ингибитора на поверхности погружали в ингибитор на 1 минуту, давали стечь избытку ингибитора с поверхности металла, а затем погружали его в коррозионную испытательную среду на 4 часа. Испытания проводились в соответствии с ГОСТ 9.506-87 в специальных сосудах U-формы, в которых обеспечивали скорость движения жидкости 1 м/с.

В таблице 2 представлены физико-химические характеристики полученных образцов товарной формы образцов ингибитора коррозии "Лиман-11" и результаты его коррозионных испытаний.

Из представленных результатов видно, что заявленный состав ингибитора по эффективности последействия превосходит известный, а также соответствует техническим требованиям, предъявляемым к ингибиторам коррозии для защиты нефтегазодобывающего оборудования и систем нефтесбора.