Ингибитор углекислотной коррозии чёрных металлов

23 11/14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ИНГИБИТОР УГЛЕКИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ ЧРНЫХ МЕТАЛЛОВ(71) Заявитель Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединение Азот им. С.О. Притыцкого(73) Патентообладатель Гродненское ордена Дружбы народов производственное объединение Азот им. С.О. Притыцкого(57) Ингибитор углекислотной коррозии черных металлов в двухфазных средах типа углеводород-электролит, насыщенных углекислым газом, содержащий кубовый остаток моноэтаноламиновой очистки природного газа и органическую добавку, отличающийся тем, что в качестве органической добавки он содержит кубовый остаток ректификации циклогексанола при следующем соотношении компонентов, мас. кубовый остаток моноэтаноламиновой очистки природного газа 5,0-50,0 кубовый остаток ректификации циклогексанола остальное.(56) 1. Ингибиторы коррозии металлов. Каталог.-М., 1983.-С.129-130. Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в двухфазных средах типа углеводородэлектролит, насыщенных углекислым газом, и может быть использовано в нефте- и газодобывающей промышленности . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ингибитор коррозии ОР-2 К - смесь кубовых остатков моноэтаноламиновой очистки коксового газа и хлористого(роданистого) бензилхинолина 1. Это подвижная жидкостъ темно-коричневого цвета, хорошо растворимая в воде, температура замерзания -20 С, начала кипения 110 С, плотность 1,05 - 1,2 г/см 3. Этот ингибитор малоэффективен при насыщении двухфазной среды углекислым газом. При его применении наблюдается отложение минеральных солей в трубках, подающих газ, в газлифтных нефтяных скважинах. Предлагаемое изобретение позволяет повысить эффективность и стабильность защитных свойств ингибитора в двухфазных средах типа углеводород - электролит, насыщенных углекислым газом. Это достигается использованием смеси кубового остатка моноэтаноламиновой очистки природного газа и масла ПОД. Предлагаемое техническое решение не следует явным образом из известного уровня техники, так как из последнего не выявляется влияние существенных признаков этого изобретения на достижение нового технического результата. Масло ПОД (кубовый остаток ректификации циклогексанола) представляет собой коричневую текучую жидкость, растворимую в спирте и углеводородах, нерастворимую в воде следующего состава (мас., ) 2 циклогексилиденциклогексанон, 2-циклогексенилциклогексанол - 30-50 циклогексиловые эфиры пропионовой, масляной и адипиновой кислот - 2-8 простые эфиры - 15-30 циклогексилциклогексанол - 0,5-1,0 циклогексен - 3-6 циклогексанол - 8-15 циклогексанон - 0,5-10. Масло ПОД приведенного состава получают на химкомбинатах, где реализована окислительная схема получения капролактама (Щекинское ПО Азот, Гродненское ПО Азот, Черкасское ПО Азот и др.). Это крупнотоннажный полупродукт, на каждом из вышеперечисленных предприятий его получают от 2000 до 6000 тонн в год. Отсюда ясна актуальность вопроса его эффективного использования. Кубовые остатки моноэтаноламиновой очистки природного газа (КО), являющиеся одним из компонентов предлагаемого ингибитора, представляют собой темно-коричневую однородную жидкость следующего состава (мас., ) моноэтаноламин - 20-30- (2-оксиэтил) - этилендиамин - 15-20 имидазолидон -10-15 муравьиная кислота - 1-3 смолистые вещества - 3-10 вода - остальное. Предлагаемый ингибитор получают простым смешиванием компонентов при температуре от 10 до 60 С. 1667 1 Это однородная темно-коричневая жидкость с плотностью 980-1170 кг/м 3, температурой замерзания ниже -30 С. Ингибитор обладает последействием (до 10 суток). Растворим в спирте, диоксане, керосине, нефти, ограниченно растворим в воде. Применение ингибирующего состава возможно как в состоянии поставки, так и в виде 50 раствора в нефти, газовом конденсате или спирте. Ингибирующие свойства определены в лабораторных условиях на образцах Ст.3 весовым методом в коррозионных средах, моделирующих сильнообводненные нефтяные и газоконденсатные скважины. Коррозионные испытания проводили в циркуляционной ячейке с рабочим объемом 350 мл, скорость движения агрессивной среды - 1,0 м/сек. Результаты испытаний приведены в табл. 1-2. Таблица 1 Влияние количественного состава смеси (КОмасло ПОД) на ее эффективность. Среда 0,1 н аС 1 керосин (151), насыщенная СО 2 (Р 1105 Па), где о- скорость коррозии без ингибитора, - скорость коррозии в присутствии ингибитора. Для изучения влияния количественного соотношения компонентов на эффективность предлагаемого ингибитора испытывали смеси с различным соотношением компонентов (табл 1). Как видно из результатов,представленных в этой таблице, отдельные компоненты не обеспечивают высокой защиты от коррозии, только в смеси проявляется синергический эффект-эффект взаимного усиления защитного действия. Эффективность смеси зависит от количественного соотношения компонентов. Максимальная эффективность наблюдается при концентрации масла ПОД в смеси от 5,0 до 50. Исследовалась зависимость защитного действия наиболее эффективной смеси от концентрации (табл.2). Таблица 2 Зависимость защитного действия смеси от концентрации 0,1 н аС 1 керосин (151 ) р 2 , СО 2 20 80 К, г/м 2 ч К, г/м 2 ч 1 0,005 1,93 1,5 1,98 2,5 2 0,05 1,52 1,9 1,06 4,7 3 0,5 1,03 2,8 0,63 7,9 4 1,0 0,70 4,1 0,20 25 5 2,5 0,34 8,6 0,09 55 Фон 2,89 4,96 При увеличении концентрации ингибитора в коррозионно-агрессивной среде и с повышением температуры возрастает защитное действие. Концентрация при применении колеблется в зависимости от условий в пределах 0,05 - 2,5 г/л. Эффективность и стабильность защитного действия предлагаемого ингибитора иллюстрируется таблицей 3, в которой представлены результаты испытаний четырех партий ингибитора на основе кубовых остатков, отобранных с интервалом в 1 месяц. Для сравнения в таблице приведены сведения об эффективности в этих условиях ингибиторов - этаноламина и ОР-2 К. пп 1667 1 Таблица 3 Влияние ингибиторов на скорость коррозии Ст.3 в 3 С 1 керосин (151), СО 2. Температура 20 С, время испытаний 5 ч Ингибитор Предлагаемый ингибиторпартияпартияпартияпартия Этаноламин ОР-2 К Фон Как видно из представленных данных, все партии предлагаемого ингибитора, изготовленные на основе кубовых остатков, получеиных в разное время и отличающихся по качеству, обладают стабильным и высоким защитным действием. По эффективности новый ингибитор превосходит отечественные аналоги. К ингибиторам для нефтегазодобывающей промышленности предъявляются дополнительные требования, например наличие деэмульгирующих и антивспенивающих свойств. Исследовалось влияние предлагаемого состава на скорость расслоения водонефтяной эмульсии. Растворимость и влияние ингибиторов на скорость расслоения фаз определяли путем испытаний в колбах. Ингибиторы вводили в раствор в концентрации 0,52,5 г/л, встряхивали колбы с раствором и визуально определяли полную растворимость и время, необходимое для разделения фаз. Предлагаемый ингибирующий состав ускоряет в 3 раза скорость расслоения эмульсии, при распределении переходит в углеводородную фазу. Параллельно влияние ингибиторов коррозии на процесс деэмульсации нефти определяли по методу ДинаСтарка, основанном на определении остаточной воды в нефти до и после введения ингибитора.Результаты представлены в табл.4. По полученным данным можно сделать вывод, что предлагаемый ингибирующий состав по деэмульгирующим свойствам превосходит моноэтаноламин и несколько уступает ингибитору деэмульгатору ОР-2 К. Таблица 4 Влияние ингибиторов на деэмульгацию нефти Состав среды. Ингибитор С инг. г/л Объемное содержание остаточной воды в нефти,50 мл нефти 25 мл минерализованной воды 0 9,4 Предлагаемый состав 2,5 2,7 0,5 1,6 ОР-2 К 2,5 1,2 0,5 0,6 Моноэтаноламин 2,5 7,0 0,5 9,2 Предлагаемый ингибитор обладает пеногасящими свойствами в отличие от ингибитора ОР-2 К, увеличивающего вспенивание 95-ного диэтиленгликоля. Эксплуатационные трубы в скважинах работают в условиях больших нагрузок, вибрации и коррозии. Снижение механической прочности в этих условиях может ускорить возникновение арарийных ситуаций. Изучение влияния ингибиторов на механическую прочность металла проводили на проволочных образцах, которые помещали в ячейку с двухфазной средой 0,1 наС 1 керосин (15) подкисленной до рН 2, насыщенной углекислым газом (2.105 Па). Опыты проводили в потоке агрессивной среды в течение 6 часов. Концентрация ингибиторов 1 г/л. Результаты представлены в табл.5. Таблица 5 Влияние ингибиторов на число цикловдо разрушения и коэффициенты торможения разрушения , стали в двухфазной среде Ингибитор Состояние поставки Без ингибитора Предлагаемый состав ОР-2 К 1667 1 Наблюдается сохранение пластичности стали в ингибированной двухфазной среде. В присутствии предлагаемого состава улучшается микрогетерогенность поверхности образца, отсутствуют питтинги и язвы. Таким образом , технико-экономическим преимуществом предлагаемого ингибитора по сравнению с прототипом является более высокое и стабильное защитное действие в двухфазных средах, насыщенных углекислым газом, наличие антивспенивающих и деэмульгирующих свойств, наличие последействия, сохранение первоначальных пластических свойств металла. оставитель А.И.Сорокин Редактор В.Н. Позняк Корректоры А.М. Бычко, С.А. Тикач Заказ 1234 Тираж 20 экз. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 4