Інгібітор корозії сталі в системі нафта-вода

Інгібітор корозії сталі в системі нафта-вода, що містить суміш коксохімічних піридинових основ, хінолін, ізохінолін та їх похідних, одержаних при розгонці кам'яновугільної смоли при 230-300°С та додаток, який відрізняється тим, що як додаток містить імідазолін при такому співвідношенні компонентів (% мас): суміш коксохімічних піридинових основ, хінолін, ізохінолін та їх похідних, одержаних при розгонці кам'яновугільної смоли при 230-300°С 80-85 імідазолін 15-20. Корисна модель відноситься до області захисту металів від корозії у підтоварній воді і може бути використана для захисту нафтопроводів та нафтових резервуарів у двофазних системах нафтавода, в т.ч. в присутності H2S. Відомий інгібітор корозії сталі в системі нафтавода для запобігання корозії сталі у нафто-водних системах, що не викликає стабілізації емульсій нафти у воді і містить імідазолін, вуглеводневий розчинник, 2-гідроксиалкілкарбонову кислоту і гліколь [Пат. США №5062992, опубл. 05.11.91, МКИ C23F11/10]; Відомий інгібітор для захисту від корозії металевих конструкцій, що контактують з системою нафта-вода, в склад якого входить імідазолін, 2оксиалкілкарбонова кислота, гексиленгліколь та органічний розчинник [Пат. США №5174957, опубл. 29.12.92, МКИ C23F11/00]. Однак, ці інгібітори недостатньо захищають сталь від наводнювання, корозійного розтріскування і малоефективні при корозії по "ватерлінії" на межі розділу фаз нафта-вода внаслідок їх низької адсорбційної здатності. Найбільш близьким до пропонованого складу та досягнутому результату є інгібітор корозії сталі в системі нафта-вода, що містить суміш коксохімічних піридинових основ, хіноліну, ізохіноліну та їх похідних, одержану при розгонці кам'яновугільної смоли при 230-300°С та додаток - лігнінсульфонат [Пат. України №20420А, Бюл.№1, 1998]. Проте цей інгібітор корозії сталі в системі нафта-вода внаслідок невисокої адсорбції з водного середовища має недостатню ефективність захисту сталі від корозії на межі розділу фаз нафтапідтоварна вода. В основу корисної моделі поставлено завдання створити інгібітор корозії в системі нафта-вода, в якому б використання нового додатку дозволило б за рахунок синергічного ефекту підвищити адсорбцію, що забезпечить підвищення ефективності захисту сталі на межі розділу фаз нафта-вода. Поставлене завдання досягається тим, що інгібітор, який містить суміш коксохімічних піридинових основ, хінолін, ізохінолін та їх похідних, одержану при розгонці кам'яновугільної смоли при 230300°С та додаток згідно з корисною моделлю, як додаток містить імідазолін при такому співвідношенні компонентів (% мас): Суміш коксохімічних піридинових основ, хінолін, ізохінолін та їх похідних одержану при розгонці кам'яновугільної смоли при 230-300°С 80-85 Імідазолін 15-20 Введення в інгібітор імідазоліну, за рахунок синергетичного ефекту, підвищує адсорбцію інгібітора, внаслідок чого збільшується ефективність інгібіторного захисту сталі на межі розділу фаз нафта-вода та ефективність захисту сталі від наводнювання і корозійного розтріскування. 00 Інгібітор готували наступним чином: суміш коксохімічних піридинових основ, хіноліну, ізохіноліну і їх похідних (ТУ 14-102-64-77) та імідазолін нагрівали при температурі 60-70°С та постійному перемішуванні мішалкою протягом 1 год. Захист сталі від корозії інгібітором, який заявляється, та прототипом визначали згідно з методикою [Розенфельд И.Л., Жигалова К.Н. "Ускоренные методы коррозионных испытаний металлов. М.: Металлургия. 1966.-347с] при температурі 20, 40, 60°С ваговим методом у донній (підтоварній) воді на дискових зразках із трубної сталі (стан поставки). Захисну ефективність інгібітора оцінювали ступенем захисту (Z, %), який розраховували за формулою: Z=(Ko-KIHr)/Ko-1OO%, де Ко - швидкість корозії сталі в середовищі без інгібітора; К,нг - швидкість корозії сталі в середовищі з добавками інгібітора. Здатність інгібітора гальмувати наводнювання оцінювали шляхом вимірювання часу проникнення водню через сталеву мембрану за зміною потенціалу її запасивованої дифузійної сторони. [Ткачев В.И., Крип'якевич Р.И. "К вопросу о роли водорода в процессе разрушения стали в нейтральных коррозионных средах". - ФХММ. 1968. Т.1. №6, с.688693]. Коефіцієнт захисту (Кнг) сталі від наводнювання оцінювали за формулою: К Н2 10086 4 мператури 850°С і наступне відпущена при 200°С протягом двох годин) при одноосьовому розтягу напруженням 980МПа. [Василенко И.И., Мелехов Р.К. "Коррозионное растрескивание сталей". Киев.: "Наукова думка". - 1977. -265 с ] . Коефіцієнт захисту (Кр) сталі від корозійного розтріскування інгібітором оцінювали за формулою: Кр -ІНГ /_О т = тр ' р ** ІНГ де Тр інгібітора; Тр - час до руйнування з добавками інгібіторів. Приклади 1-5. Приготовано 5 композицій інгібітора, що містять суміш коксохімічних піридинових основ, хінолін, ізохінолін, їх похідні, одержану при розгонці кам'яновугільної смоли при 230-300°С та імідазолін при таких співвідношеннях компонентів (таблиця 1). Інгібітор, що заявляється та прототип додавали в підтоварну воду та в систему нафта-вода. їх концентрація становила 1г/дм3 оскільки при такій концентрації спостерігається найвища ефективність захисту. Результати випробувань приведені в таблицях 2-5. Таблиця 1 Склад інгібітора корозії _ -ІНГ / _О № прикладу ~ Т Н2 ' Т Н2 ІНГ де Тн2 , - час проникнення водню через мембрану без інгібітора; ІН2 - час проникнення водню через мембрану з добавками інгібіторів. Ефективність захисту сталі від корозійного розтріскування інгібітором оцінювали часом до руйнування зразків зі сталі 40Х (гартована від те • і— - час до руйнування в середовищі без Компоненти Вміст компонентів, % мас 1 2 4 3 5 Суміш коксохімічних піридинових основ, хіно- 80 лін, ізохінолін, їх похідні 85 82,5 90 75 Імідазолін 15 17,5 10 25 20 Таблиця 2 Швидкість корозії К (мг/мгод) та ступінь захисту Z (%) трубної сталі в підтоварній воді з добавками інгібіторів, час випробувань 166 год. Температура t,°C Інгібітор Середовище Прототип Приклад № 1 Приклад № 2 Приклад № 3 Приклад № 4 Приклад № 5 20 К, мг/м^-год 48 5,8 1,9 2,8 1,44 4,8 4,3 Z,% 88 96 94 97 90 91 40 К, мг/м^-год 108,7 11,9. 6,5 8,7 5,4 10,9 10,9 Z,% 89 94 92 95 90 90 60 К,мг/м^-год 152,7 22,9 12,9 15,2 7,6 18,3 18,3 z,% 85 92 90 95 88 88 10086 Таблиця З Час проникнення водню (х Н 2 ) через сталеву мембрану і коефіцієнт захисту трубної сталі від наводнювання (Кнг) в підтоварній воді та в 3%-ному розчині натрію хлориду, насиченого сірководнем з добавками інгібіторів, час випробувань 166 год. Підтоварна вода т Н 2 , хв. Кнг, рази 24 80 3,3 201 8,4 203 8,5 222 9,3 182 7,6 183 7,6 Інгібітор Середовище Прототип Приклад № 1 Приклад № 2 Приклад № 3 Приклад № 4 Приклад № 5 3 % NaCI, нас. H2S х Н 2 - хв. Кнг, рази 20 62 3,1 197 9,9 195 9,9 200 10,0 148 7,4 143 7,0 Таблиця 4 Час до руйнування зразків (х р ) і коефіцієнт захисту трубної сталі відкорозійного розтріскування (Кр) в підтоварній воді та в 3 %-ному розчині натрію хлориду, насиченого сірководнем з добавками інгібіторів, час випробувань 166 год. Підтоварна вода Кр.рази 10 385 38,5 1298 129,8 1399 139,9 1425 142,5 888 88,8 985 98,5 Інгібітор Тр ,ХВ. Середовище Прототип Приклад № 1 Приклад № 2 Приклад № 3 Приклад № 4 Приклад № 5 Таблиця 5 Швидкість корозії К (мг/мгод) та ступінь захисту Z (%) сталі у системі нафта-вода (без перемішування) з добавками інгібіторів, час випробувань 86 год. Інгібітор Середовище Прототип Приклад № 1 Приклад № 2 Приклад № 3 Приклад № 4 Приклад № 5 К, мг/м^год. 21 2,1 1,4 1,6 1,0 1,8 1,7 Z, % 90 93 92 96 91 92 Інгібітор, що заявляється, у порівнянні з прототипом, ефективніше захищає сталь від корозії, наводнювання та корозійного розтріскування, як у підтоварній воді, так і в 3%-ному розчині натрію хлориду, насиченого сірководнем. Так, при добавці Комп'ютерна верстка А. Крижанівський 3% NaCI, нас. IS х р ,хв. Кр, рази 3 280 93,3 1153 384,3 1151 383,6 1160 386,6 870 290 915 305 інгібітора, що заявляється, до підтоварної води швидкість корозії сталі порівняно з прототипом зменшується на 10...11% при всіх досліджених температурах (таблиця 2), коефіцієнт захисту від наводнювання збільшується в 2,8 рази (таблиця 3), а. від корозійного розтріскування в 3,8 рази (таблиця 4). В 3%-ному розчині натрію хлориду, насиченого сірководнем, ці значення відповідно становлять 3,2 рази та 4,1 рази. Швидкість корозії трубної сталі в системі нафта-вода (наявність межі розділу двох фаз) в присутності інгібітора, що заявляється, в 2,1 рази менша порівняно з прототипом (таблиця 5). Як видно з результатів випробувань композицій інгібітора, що містять суміш коксохімічних піридинових основ, хінолін, ізохінолін та їх похідні, одержані при розгонці кам'яновугільної смоли при 230-300°С і додатково містить імідазолін при вмісті імідазоліну менше 15 і більше 20% захисні властивості інгібітора погіршуються. В першому випадку не досягається ефект синергізму, а в другому проявляється ефект антагонізму. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. К и ї в - 4 2 , 01601