ингибитор коррозии нефтепромыслового оборудования и нефтегазопроводов

Формула изобретения

1. Ингибитор коррозии нефтепромыслового оборудования и нефтегазопроводов, включающий активную часть на основе карбоновых кислот, метанол, неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ), отличающийся тем, что он дополнительно содержит спиртовую фракцию производства капролактама (СФПК) и масло ПОД, активная часть получена синтезом высокомолекулярных и среднемолекулярных карбоновых кислот с триэтилентетраамином, а в качестве НПАВ он содержит смесь неонолов при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

активная часть	10,0-30,0
СФПК	10,0-40,0
метанол	10,0-40,0
смесь неонолов	1,0-4,0
масло ПОД	остальное

2. Ингибитор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алкилбензилдиметиламмоний хлорид в количестве до 15 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано в нефтяной промышленности для предотвращения коррозии оборудования и трубопроводов, эксплуатируемых в агрессивных средах, содержащих углекислый газ и сероводород.

Известен ингибитор кислотной коррозии в нефтепромысловых средах, содержащий масло ПОД или его смесь со спиртовой фракцией производства капролактама (СФПК), а также моноэтаноламин или азотсодержащие отходы производства аммиака или капролактама (патент РФ № 2023052, МПК C23F 11/04). Данный ингибитор имеет достаточно высокую плотность, что препятствует его широкому использованию в различных условиях эксплуатации нефтепромыслового оборудования и нефтегазотрубопроводов.

Известен ингибитор коррозии, предназначенный для использования в нефтедобывающей промышленности при защите от коррозии нефтепромыслового оборудования (патент РФ № 2224823, МПК C23F 11/14). В состав этого ингибитора входят, мас.%: первичные амины или их смесь 1-4, метанол 22-25, моноэтаноламин 5-9, смесь неонолов 15-25, высшие ароматические углеводороды - остальное. Указанный ингибитор не нашел широкого применения в нефтяной промышленности, т.к. не оказывает ингибирующего действия в агрессивных средах, содержащих сероводород и диоксид углерода в количестве более 100 мг/л.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является ингибитор коррозии по патенту РФ № 2147627, МПК C23F 11/14, в состав которого входят следующие компоненты, мас.%: продукт взаимодействия карбоновых кислот и полиэтиленполиаминов 10-30, неиногенное поверхностно-активное вещество(НПАВ) 1-10, керосин 5-15, растворитель - остальное. При этом в качестве растворителя используют метанол, толуол, сольвент, нефрас или их смеси, а в качестве НПАВ - оксиэтилированные алкилфенолы, моноалкилированные эфиры полиэтиленгликоля (ОП-10 и т.п.). Наличие в составе указанной композиции 5-15 мас.% керосина значительно снижает коэффициент распределения ингибитора в водной фазе, что существенно ухудшает его действие, особенно при ламинарном режиме в нефтесборных коллекторах.

Задачей настоящего изобретения является расширение арсенала эффективных технологичных и экономически доступных средств борьбы с коррозией черных металлов в системах добычи и транспорта нефти и газа.

Поставленная задача решается за счет того, что в состав ингибитора коррозии нефтепромыслового оборудования и нефтегазопроводов, включающий активную часть на основе карбоновых кислот, метанол, НПАВ, в отличие от прототипа дополнительно введены СФПК и масло ПОД. Активная часть ингибитора получена синтезом высокомолекулярных и среднемолекулярных карбоновых кислот с триэтилентетраамином (ТЭТА), а в качестве НПАВ он содержит смесь неонолов при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

активная часть	10,0-30,0
СФПК	10,0-40,0
метанол	10,0-40,0
смесь неонолов	1,0-4,0
масло ПОД	остальное.

Кроме того, для защиты от бактериальной коррозии предложенный ингибитор может дополнительно содержать в качестве бактерицидной добавки алкилбензилдиметиламмоний хлорид в количестве до 15 мас.%.

Технический результат, достигаемый при использовании заявленной композиции, заключается в повышении защитных свойств ингибитора и обеспечении его растворимости как в воде, так и в газовом конденсате. Полученный продукт не содержит высокомолекулярные соединения, благодаря чему достигается регулярная структура соединений, обеспечивающая формирование более плотного адсорбционного слоя и повышение эффективности защитного действия. Входящие в состав масла ПОД кетоны, эфиры и дианон, а также циклогексанон, содержащийся в СФПК, взаимодействуя с полученной активной частью ингибитора значительно усиливают ингибирующее действие предложенного реагента. При этом наличие в составе СФПК амилового спирта, растворяющегося в воде и частично в углеводородах, обеспечивает улучшение распределения ингибитора между водной и углеводородной частями агрессивной среды. Смесь неонолов, представляющих собой оксиэтилированные и оксипропилированные спирты, попадая в нефть путем диффузии из водных растворов, подавляет аномалии ее вязкости, а кроме того, улучшает образование пленки на поверхности оборудования и препятствует наводораживанию металла.

Заявляемый ингибитор готовят следующим образом. Активная часть ингибитора была получена путем конденсации ТЭТА с высокомолекулярными и среднемолекулярными карбоновыми кислотами. Смесь кислот С ₁₀-С₂₀ и С₆-С₈, взятых в соотношении 2:1, в реакторе с мешалкой нагревали с ТЭТА до 100°С, выдерживали до полной отгонки воды с получением смеси алифатических аминов, затем температуру поднимали до 150°С, выдерживали до полной отгонки воды с получением амидов и аминоамидов и затем температуру поднимали до 240-250°С, выдерживали до полной отгонки воды с получением имидазолинов. Содержание последних определяли по содержанию третичного азота. В зависимости от технологического регламента и температуры активная часть может содержать до 10-15% смеси алифатических аминов, до 20% амидов и амидоаминов и остальное - имидазолины. В составе композиции использовали СФПК - растворитель, изготовленный из отхода производства капролактама - спиртовой фракции процесса ректификации продуктов окисления циклогексана, например, по ТУ 24330-017-00205311-99; масло ПОД - кислородсодержащий отход производства капролактама, представляющий собой остаток ректификации продуктов окисления циклогексана и дегидрирования циклогексанола (ТУ 113-03-476-86, ТУ 2433-016-00205311-99); смесь неонолов АФ_1-12 и АФ_9-12 (2-5:5-8) по ТУ 2483-077-05766801-98 и метанол по ГОСТ 2222-95 Метанол технический.

Предложенную композицию получают путем непрерывного нагревания при постоянном перемешивании активной части и добавления к ней масла ПОД, СФПК, метанола и неонолов.

Указанный технический результат подтверждается данными проведенных экспериментов, отраженными в таблицах 1, 2. Испытания защитных свойств предложенного ингибитора проводились в соответствии с ГОСТ 9.506-87 (Ингибиторы коррозии металлов в водно-нефтяных средах. Методы определения защитной способности) на металлических образцах из стали 20 в течение 8 часов при комнатной температуре. Концентрация ингибитора составляла 50 мг/л. Испытания проводились в среде NАСЕ (стандарт NACE Standart TMО177-2005), барботируемой диоксидом углерода или сероводородом, а также в пластовой воде Кулешовского месторождения ОАО «Самаранефтегаз» (общая минерализация - 250 г/л, H₂S=180 мг/л, CO ₂=84 мг/л, pH=7,1) и среде нефтесборного коллектора (50% обводненности, H₂S=250 мг/л). Исследование эффективности действия на сульфатвосстанавливающие бактерии(СВБ) ингибитора-прототипа и предлагаемого ингибитора (при содержании в его составе алкилбензилдиметиламмоний хлорида 10 мас.%) проводили в вышеуказанных пластовых водах (таблица 2).

Таким образом, как видно из приведенных данных, заявленная совокупность качественных и количественных характеристик композиции обеспечивает синергетический эффект, возможность достижения которого не вытекает из уровня техники.

Таблица 1
№ п/п	Состав, масса, %	Защитный эффект, %
Среда
Активная часть	СФПК	Метанол	Смесь неанолов АФ1-12 + АФ9-12	Масло ПОД	NACE + CO2	NACE + H2S	Пластовая вода	Нефте- сборный коллектор
1.1	10	10	10	1		89	91	90	91
1.2	20	10	10	1		92	93	90	91
1.3	30	10	10	1		92	93	91	92
2.1	10	10	10	2	О	90	91	89	90
2.2	?0	10	10	2		90	92	91	90
2.3	30	10	10	2	С	91	93	92	91
3.1	10	10	10	4		89	90	91	90
3.2	20	10	10	4	Т	90	92	91	91
3.3	30	10	10	4		93	93	93	92
4.1	10	20	20	1	А	94	92	95	94
4.2	20	20	20	1		96	94	97	96
4.3	30	20	20	1	Л	98	96	98	96
5.1	10	30	10	1		96	94	94	95
5.2	20	30	10	1	Ь	97	96	95	96
5.3	30	30	10	1		99	98	97	97
6.1	10	40	10	1	Н	97	96	94	95
6.2	20	40	10	1		98	97	96	96
6.3	30	40	10	1	О	99	98	98	98
7.1	10	10	40	1		89	90	90	89
7.2	20	10	40	1	Е	90	91	91	91
7.3	30	10	40	1		90	91	93	92
8	30	-	68	2	-	37	29	32	28
9	30	40	28	2	-	55	49	48	51
10	30	-	20	2	48	55	42	37	40

Таблица 2
№ п/п	Концентрация ингибитора мг/л	Количество клеток СВБ
Планктонная форма	Адгезионная форма
Прототип	100	101-10 2	105 -106
Изобретение	50	Не обнаружено	102-103