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. В способі після взаємодії поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами, наступної конденсації реакційної суміші з альдегідами і заміщеними фенолами та взаємодії продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами, здійснюють його перекватернізацію продуктом взаємодії поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами, який беруть у кількості від 20 до 50 мас. %, а реакцію ведуть в присутності каталізатору – (0,001-0,005 М) фталевої кислоти. Винахід забезпечує отримання продуктів з більш високими і стабільними антикорозійними властивостями в системах видобутку нафти. UA 107224 C2 (12) UA 107224 C2 UA 107224 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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 інгібітор корозії чорних металів ІКБ-2-2 (А.с. СССР № 801630), прийнятий за аналог, що містить сіль високомолекулярної низькозамерзаючої карбонової кислоти (ВНКК) і продуктів взаємодії аміну і тієї ж кислоти та карбонілвмісну сполуку. У якості ВНКК він містить рідкі при нормальних умовах кислоти типу жирних кислот талової оливи (ЖКТО), кислот, що виділені із продуктів очистки рослинних олив і нафтенових кислот. Інгібітор готують простим змішуванням компонентів у співвідношенні (мас. %): сіль ВНКК і продуктів взаємодії аміну і тієї ж кислоти 65,0-96,5; вільної ВНКК - 3,5-35,0. До недоліків аналогу слід віднести: - низьку (до 135 С) термостабільність; - практично - відсутність антиокислювальних властивостей; - нестабільність товарного продукту при довгих термінах зберігання (розслоювання, випадіння осаду, зміна кольору і т.д.); - низькі (в межах 60 %) ступені захисту від корозії нафтогазовидобувного обладнання при дозах інгібітору 10-30 г/т продукції, що добувається; Більш близьким до винаходу що заявляється, технічним рішенням, прийнятим за найближчий аналог, є "Способ получения ингибиторов коррозии черных металлов по а.с. СРСР № 1336506, що включає взаємодію поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами, наступну конденсацію реакційної суміші з альдегідами і заміщеними фенолами, що проводиться в суміші розчинників вуглеводень С6-С12 і аліфатичний спирт С3-С8 у співвідношенні 1:1 в кількості 25-50 мас. % реакційної суміші в присутності каталізатору - хлориду цинку і взаємодію продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами. Продукти, які отримують за найближчим аналогом, мають більш високу захисну дію при видобутку нафти і газу, а також при їх переробці і транспортуванні. Вони термостабільні (вище 250 °C) і не змінюють своїх фізико-хімічних характеристик при довготривалому (до 3-х років) зберіганні в складських приміщеннях або під навісом. До недоліків найближчого аналогу слід віднести: - нестабільні антикорозійні властивості продуктів в системах видобутку нафти при обводненості продукції, що добувається, вище 80 % (у деяких випадках ступені захисту зменшуються на 8-10 %); Задача винаходу - надання отримуваним продуктам більш високих і стабільних антикорозійних властивостей в системах видобутку нафти при будь-якій обводненості продукції, що добувається. Поставлена мета досягається тим, що після взаємодії поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами, наступної конденсації реакційної суміші з альдегідами і заміщеними фенолами та взаємодії продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами, здійснюють його перекватернізацію продуктом взаємодії поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами, якого беруть у кількості від 20 до 50 мас. %, а реакцію ведуть в присутності каталізатору - фталевої кислоти (0,001-0,005 М). Загальна методика отримання інгібіторів корозії по способу, що заявляється. До продукту, отриманому взаємодією продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами, при перемішуванні і температурі 20-30 °C додають від 20 до 50 мас.% продукту взаємодії поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами і 0,001-0,005 М каталізатору - фталевої кислоти. Витримують реакційну суміш при цій температурі впродовж 3-х - 4-х годин, після чого процес отримання вважається завершеним. Приклади конкретного виконання. Приклад 1. До 75 г продукту, отриманого взаємодією продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами в суміші розчинників бензол (вуглеводень С6) : ізопропанол (аліфатичний спирт С3) у співвідношенні 1:1, взятої в кількості 25 г (25% від маси реакційної суміші: реагент + розчинник) в присутності каталізатору - хлориду цинку, де як жирну карбонову кислоту використовують жирні кислоти талової оливи (ЖКТО) або олеїнову кислоту, як поліалкіленполіамін - діетилентриамін (ДЕТА), як альдегід - параформальдегід, а як заміщений фенол - ізононілфенол, при перемішуванні додають 20 г продукту взаємодії поліалкіленполіамінів (ДЕТА) з жирними карбоновими кислотами (ЖКТО) і 0,166 г (0,001 М) каталізатору - фталевої кислоти. Перекватернізацію ведуть при температурі 20-30 °C впродовж 3-4 годин. 1 UA 107224 C2 5 10 15 20 25 30 Приклад 2. До 70 г продукту, отриманого взаємодією продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами в суміші розчинників октан (вуглеводень С8): ізобутанол (аліфатичний спирт С4) у співвідношенні 1:1, взятої в кількості 30 г (30% від маси реакційної суміші: реагент + розчинник) в присутності каталізатору - хлориду цинку, де в як жирну карбонову кислоти використовують ЖКТО або олеїнову кислоту, як поліалкіленполіамін - ДЕТА, як альдегід параформальдегід, а як заміщений фенол - нонілфенол, при перемішуванні додають 30 г продукту взаємодії ДЕТА з ЖКТО або олеїновою кислотою і 0,498 г (0,003М) каталізатору фталевої кислоти. Далі синтез ведуть згідно прикладу 1. Приклад 3. До 50 г продукту, отриманого взаємодією продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами в суміші розчинників додекан (вуглеводень С12): ізооктанол (аліфатичний спирт С8) у співвідношенні 1:1, взятої в кількості 50 г (50% від маси реакційної суміші:реагент + розчинник) в присутності каталізатору - хлориду цинку, де як жирну карбонову кислоту використовують ЖКТО або олеїнову кислоту, як поліалкіленполіамін - ДЕТА, як альдегід - параформальдегід, а як заміщений фенол - діізононілфенол, на стадії перекватернізації беруть 50 г продукту взаємодії ДЕТА с ЖКТО або олеїновою кислотою і 0,830г (0,005М) каталізатору - фталевої кислоти. Далі синтез ведуть згідно прикладу 1. Визначення захисних (антикорозійних) властивостей. Корозійні випробування зразків інгібіторів, отриманих по способу, що заявляється, проводили гравіметричним методом по ГОСТ 9.506-87 "Ингибиторы коррозии в воднонефтяных средах. Методы определения защитной способности". У якості двофазного корозійного середовища використовували модель пластової води із загальним вмістом солей 197,40 г/дм3 і густиною 1,12 г/дм3 складу: NaCl - 163,00 г/дм3, СаСl2 34,20 г/дм3, MgSO4 - 0,21 г/дм3, у яку додавали 2 % об. дизельного палива. Тобто, обводненість корозійного середовища при випробуваннях складала 98 %. У другій серії корозійних випробувань в корозійне середовище додавали 0,1 г/дм3 сірководню (H2S). Взірці-свідки були виготовлені зі сталі 3. Термін експозиції взірців-свідків у корозійному середовищі - 6 год., температура - кімнатна. Швидкість течії корозійного середовища відносно взірців-свідків складала 1,0±0,1 м/с. Суттєві переваги інгібіторів, отриманих по пособу, що заявляється, підтверджені результатами випробувань, які у кількості 42-х прикладів наведені в таблиці. Таблиця Результати корозійних випробувань Корозійні випробування у Корозійні випробування відсутності H2S в присутності H2S Доза № Найменування інгібітору інгібітору, Швидкість Ступінь пп Швидкість корозії, Ступінь мг/дм3 корозії, захисту, мм/рік захисту, % мм/рік % 1 2 3 4 5 6 7 1 Без інгібітору 0,7436 0,8390 10 0,3950 46,89 0,3200 61,85 2 Аналог 30 0,2935 61,67 0,3070 63,41 10 0,1280 82,78 0,0813 90,31 3 Найближчий аналог 30 0,0951 87,21 0,0799 90,47 Інгібітор, отриманий по 10 0,0859 89,4 0,0730 91,29 4 прикладу 1 30 0,0688 90,4 0,0620 92,60 Інгібітор, отриманий по 10 0,0861 89,00 0,0605 92,78 5 прикладу 2 30 0,0600 91,50 0,0405 95,17 Інгібітор, отриманий по 10 0,0690 90,12 0,0580 93,08 6 прикладу 3 30 0,0580 92,54 0,0295 96,48 35 Із таблиці видно, що в умовах проведених експериментів, усі зразки інгібіторів корозії, отриманих по способу, що заявляється, проявляють більш високі і стабільні антикорозійні властивості в системах видобутку нафти, ніж аналог і прототип, навіть при 98 %-й обводненості продукції, що добувається. Таким чином, інгібітори корозії, отримані по способу, що заявляється можуть бути рекомендовані як ефективні антикорозійні реагенти для успішного використання в нафтогазовидобувній та переробній галузях промисловості при видобутку, підготовці, 2 UA 107224 C2 5 10 переробці, транспортуванню (в т. ч. - по магістральних трубопроводах) нафти, газу, газового конденсату, а також їх зберіганні, позаяк при цьому вони будуть забезпечувати високі ступені захисту металічного обладнання від корозійних руйнувань практично при будь-якій обводненості продукції, що добувається, що, в свою чергу, призведе до: - зменшення втрат металу, нафти, газу, газового конденсату, нафтопродуктів, тощо з причини корозійних руйнувань; - скорочення витрат електроенергії; - збільшення термінів міжремонтних пробігів та безаварійної експлуатації обладнання і трубопроводів; - скорочення поривів трубопроводів з причин корозії та матеріальних витрат на позапланові ремонти обладнання, штрафи і заходи, пов'язані з рекультивацією земель і захистом водойм; - покращання умов праці та охорони довкілля. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Спосіб отримання інгібіторів чорних металів, що включає взаємодію поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами, наступну конденсацію реакційної суміші з альдегідами і заміщеними фенолами, що проводять у суміші розчинників вуглеводень С6-С12 і аліфатичний спирт С3-C8 у співвідношенні 1:1 в кількості 25-50 % від маси реакційної суміші в присутності каталізатору - хлориду цинку, і взаємодію продукту конденсації з жирними карбоновими кислотами, який відрізняється тим, що здійснюють його перекватернізацію продуктом взаємодії поліалкіленполіамінів з жирними карбоновими кислотами, який беруть у кількості від 20 до 50 мас. %, а реакцію ведуть в присутності каталізатору - фталевої кислоти (0,001-0,005 М). 25 Комп’ютерна верстка В. Мацело 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