Спосіб отримання інгібіторів корозії чорних металів

Реферат: Винахід належить до нафтохімічної галузі промисловості і може бути використаний при отриманні вуглеводневорозчинних, вододиспергованих інгібіторів корозії для захисту металевого обладнання. Спосіб включає взаємодію поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами, наступну конденсацію реакційної суміші з альдегідами і заміщеними фенолами, а також взаємодію продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами ведуть у гідродинамічному кавітаційному реакторі при температурах не вище 90-110 °C, без використання розчинників, каталізатора і видалення реакційної води, з добавлянням в реакційну суміш гомогенізатора - блок-співполімеру оксидів етилену пропілену і пропіленгліколю, в кількості 0,01-0,50 мас. %. Технічним результатом є суттєве спрощення процесу отримання інгібіторів корозії, значне скорочення його загальної тривалості і енергоємності, зниження ступенів пожежовибухонебезпеки, а також відсутність небезпечних відходів. UA 106792 C2 (12) UA 106792 C2 UA 106792 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до нафтохімічної галузі промисловості і може бути використаний при отриманні вуглеводневорозчинних вододиспергованих інгібіторів корозії для захисту металевого обладнання при видобутку, підготовці, переробці та транспортуванню (в т.ч. - по магістральних трубопроводах) нафти, газу, газового конденсату, а також їх зберіганні. Відомий спосіб отримання інгібіторів корозії чорних металів взаємодією 1-аміноетил-2алкеніл(алкіл)імідазоліну, з параформом (парафоральдегідом) і заміщеними фенолу (дициклогексил-, алкілбензил-, дигексадецил- або діоктадецилфенол) в присутності каталітичних кількостей органічних сульфо- або карбонових кислот (а.с. СРСР № 1267756 "Способ получения ингибитора коррозии черных металлов"). До недоліків аналогу слід віднести: - високу трудоємність і енергоємність процессу, пов'язані з використанням впродовж довгого терміну часу високих температур на стадії отримання 1-аміноетил-2-алкеніл(алкіл)імідазоліну; - - недостатню диспергованість продуктів у мінералізованих водних і двофазних системах (типу "вода-нафта"), недостатній рівень захисту від корозії в присутності кисню і високих (понад 3 150 мг/дм ) концентраціях сірководню, низькі (в межах 60 %) ступені захисту від корозії нафтовидобувного обладнання при дозах інгібітору 10-30 г/т продукції, яка видобувається, що обмежує їх застосування при видобутку нафти, газу, газового конденсату і в транспортних системах; - високий вміст хімічно зв'язаного азоту у складі інгібіторів, що обмежує їх застосування на нафтопереробних підприємствах при концентраціях понад 20 г/т, тому що в даному випадку вони будуть отруювати високовартісні платинові каталізатори риформінгу; - незначну ступінь біорозкладання в водоймах за рахунок наявності в структурі фенольного фрагменту; - необхідність проведення спеціальних заходів по нейтралізації і утилізації реакційної води, яка має високі показники хімічного (ХПК) і біологічного (БПК) поглинання кисню. Більш близьким до винаходу, що заявляється, технічним рішенням, прийнятим за прототип, є "Способ получения ингибиторов коррозии черных металлов" (а.с. СРСР № 1336506), що включає взаємодію поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами при 130-170 °C (18 год.), наступну конденсацію реакційної суміші з альдегідами і заміщеними фенолами, яка проводиться в суміші розчинників: вуглеводень С6-С12 і аліфатичний спирт С3-С8 у співвідношенні 1:1 і в кількості 25-50 % від маси реакційної суміші в присутності каталізатору хлориду цинку при 70-140 °C (2 год.) і взаємодію продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами при 60-70 °C (2 год.). До недоліків способу отримання інгібіторів корозії по прототипу слід віднести: - довготривалість (22 години) і енергоємність (використання високих температур теплоносія впродовж тривалого терміну) процесу; - високу пожежо- і вибухонебезпечність процессу через проведення другої та третьої стадій в легкозаймистих розчинниках; - необхідність проведення спеціальних заходів по нейтралізації і утилізації високотоксичної реакційної води. Задача винаходу - суттєве спрощення процесу отримання інгібіторів корозії, значне скорочення його загальної тривалості і енергоємності, зниження ступенів пожежовибухонебезпеки, а також відсутність небезпечних відходів, які здійснюють негативний вплив на довкілля. Поставлена задача досягається тим, що взаємодію поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами, наступну конденсацію реакційної суміші з альдегідами і заміщеними фенолами, а також взаємодію продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами ведуть у гідродинамічному кавітаційному реакторі при температурах не вище 90-110 °C, без використання розчинників, каталізатору і видалення реакційної води, з добавлянням в реакційну суміш гомогенізатору - блок-співполімеру оксидів етилену пропілену і пропіленгліколю (БСП), в кількості 0,01-0,50 мас. %. Інгібітори корозії чорних металів по способу, що заявляється, отримують наступним чином: У змішувач реагентів, оснащений механічною мішалкою і сорочкою для нагріву і охолодження, завантажують за допомогою мірника розраховану кількість жирних кислот талової оливи (ЖКТО) і при перемішуванні нагрівають їх до температури 90 °C, після чого мішалку вимикають і вмикають насос високого тиску, за допомогою якого здійснюють циркуляцію реагенту через гідродинамічний кавітаційний реактор і усереднювач. За допомогою насосу високого тиску в проточну камеру кавітаційного реактору подають необхідну кількість діетилентриаміну (ДЕТА). Температура в реакторі при цьому зростає до 105-110 °C. Циркуляцію в такому температурному режимі продовжують впродовж 3 год., після чого, в суміш, що 1 UA 106792 C2 5 10 15 20 25 циркулює, послідовно подають розраховані кількості суміші заміщеного фенолу, параформальдегіду та БСП. Температуру в системі підтримують в межах 100-105 °C впродовж 0,8 год., після чого в реактор додають необхідну кількість ЖКТО. Температура в системі при цьому знижується до 60 °C. В такому температурному режимі та безперервній циркуляції реакційної суміші, її витримують впродовж 0,2 год., після чого процес отримання інгібітору корозії завершений. Загальний термін часу отримання інгібітору по способу, що заявляється, складає 4 год. Інтенсифікація процесу отримання інгібіторів корозії в гідродинамічному кавітаційному реакторі, забезпечується за рахунок генерування в кавітаторі високошвидкісних мікроцівок, утворення зон підвищеного тиску та ударної хвилі. Приклади конкретного виконання: Зразок 1. У синтезі використовують еквімолярні кількості ДЕТА, ізононілфенолу (заміщене фенолу), параформальдегіду, три молі ЖКТО і 0,05 % БСП. Зразок 2. У синтезі використовують еквімолярні кількості ДЕТА, діізононілфенолу (заміщене фенолу), параформальдегіду, три молі ЖКТО і 0,01 % БСП. Зразок 3. У синтезі використовують еквімолярні кількості ДЕТА, параформальдегіду і 2,6диметилбензилфенолу (заміщене фенолу), три молі ЖТМ і 0,05 % БСП. Визначення зовнішнього вигляду, захисної дії і змішування з паливом ТС-1 або освітлювальним гасом проводили згідно ТУ У 24.1-00135390-114-2002. Визначення вмісту води проводили згідно ГОСТ 2477-65 "Нефть и нефтепродукты. Метод определения содержания воды". 2 В'язкість кінематичну при 100 °C в мм /с визначали згідно ГОСТ 33-2000 "Нефтепродукты. Метод определения кинематической и расчет динамической вязкости". Відповідність інгібіторів корозії, отриманих по способу, що заявляється, нормам ТУ У 24.100135390-114-2002, підтверджено випробуваннями, результати яких наведені в таблиці. Таблиця Результати випробувань інгібіторів корозії, отриманих по способу, що заявляється № пп 1 2 3 4 5 30 35 Зразок інгібітору Зразок 2 Зразок 3 Найменування показника Норма по ТУ Зовнішній вигляд Рідина від жовтого до Рідина темно- Рідина світло- Рідина темночервоного коричневого коричневого коричневого або кольору кольору кольору темно-червоного кольору Зразок 1 Захисна дія, %, не 90 менше Змішування з паливом ТС-1 або Повне освітлювальним гасом Вміст води, %, не 5 більше В'язкість кінематична 2 при 100 °C, мм /с, не 250 більше 94,1 Повне 97,4 Повне 93,2 Повне 4,84 4,04 4,86 70,4 72,4 82,7 Таким чином, результати, наведені в таблиці, однозначно свідчать, що всі зразки інгібіторів корозії, отримані по способу, що заявляється, повністю відповідають нормативним вимогам ТУ У 24.1-00135390-114-2002 "Ингибиторы коррозии ТАЛ-М. Технические условия". Отримання інгібіторів корозії металів по способу, що заявляється, забезпечує: - зниження температури процесу з 140-170 °C до 90-110 °C (в 1,5 рази); - скорочення загального терміну часу отримання з 22 год. до 4 год. (в 5,5 рази); - зниження пожежовибухонебезпечності процесу за рахунок вилучення з нього легколетких і легкозаймистих розчинників; - екологічну безпеку процесу за рахунок проведення його по безвідходній технології; - відповідність продуктів, отриманих по способу, що заявляється, усім фізико-хімічним характеристикам і вимогам нормативної документації (ТУ У 24.1-00135390-114-2002). 2 UA 106792 C2 5 10 15 Сфери використання інгібіторів, отриманих по способу, що заявляється. 1. Високотемпературні процеси підготовки і переробки нафти і газу: - газопереробні заводи (установки підготовки і стабілізації нафти, газофракційні установки); - нафтопереробні заводи (установки первинної переробки). 2. Нафтопромисли: - свердловинне обладнання; - системи збору нафти, системи підігріву сирої нафти, системи підтримки пластового тиску. 3. Газоконденсатні і газові родовища: - газоконденсатні і газові свердловини, в т.ч. глибиною понад 5000 м; - шлейфові лінії, сепаратори та інші резервуари, внутрішні і міжпромислові трубопроводи. 4. Магістральні нафтотрубопроводи, обладнання насосноперекачуючих станцій (НПС), тощо. 5. Антикорозійні консерваційні оливи, мастила, воскові склади, лаки, різні типи фарб, полімерно-бітумні та інші види ґрунтовок (праймерів), покриття, що експлуатуються в екстремальних умовах. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 Спосіб отримання інгібіторів чорних металів, що включає взаємодію поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами, наступну конденсацію реакційної суміші з альдегідами і заміщеними фенолами, а також взаємодію продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами, який відрізняється тим, що спосіб ведуть у гідродинамічному кавітаційному реакторі при температурах не вище 90-110 °C, без використання розчинників, каталізатора і видалення реакційної води, з добавлянням в реакційну суміш гомогенізатора - блокспівполімеру оксидів етилену пропілену і пропіленгліколю (БСП), в кількості 0,01-0,50 мас. %. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3