Ингибитор коррозии для защиты нефтегазодобывающего оборудования в двухфазных сероводородсодержащих средах "технохим-20"

 

Изобретение относится к средствам защиты стального оборудования для добычи нефти и газа от коррозии и коррозионно-механического разрушения, а именно: к ингибиторам коррозии. Ингибитор коррозии для защиты нефтегазодобывающего оборудования в двухфазных сероводородсодержащих средах "Технохим-20" содержит 23,2-25,4 мас.% продукта конденсации -смеси 1-диэтилендиамино -2- алкил/алкилен/-2-имидазолинов, и моноамидов - алкилоил/алкиленоил/триэтилен - тетрааминов и алкилоил/алкиленоил/1,4-ди/2 - аминоэтил/пиперазинов при весовом соотношении имидазолинов к моноамидам соответственно /2,7-3,0/:1, 4,6-6,8 мас.% ацетона и ароматический углеводород - до 100 мас.%, и степени ненасыщенности 37,5-52,3 J₂/100 г. Применение ингибитора позволяет увеличить время эксплуатации трубопроводов и насосов для перекачки агрессивной жидкости без замены, снизить аварийность и улучшить экологическую обстановку на промысловых участках. 1 табл.

Изобретение относится к средству защиты стального оборудования для добычи нефти и газа от коррозии и коррозионно-механического разрушения. Оно может быть использовано для защиты от коррозии и корозионно-механического разрушения деталей машин аппаратов и трубопроводов, работающих в условиях совместного воздействия механических напряжений и различных агрессивных сред, в том числе и двухфазных, содержащих сероводород, с целью снижения аварийных выходов из строя оборудования и снижения количества разрывов трубопроводов для сточных вод.

Известно, что наиболее эффективным способом защиты стали от коррозии, в том числе и в средах, содержащих сероводород, является применение ингибиторов коррозии [1] Однако ряд ингибиторов, которые эффективно защищают сталь от общей коррозии (потеря металла за счет его растворения) в то же время в кислых и сероводородсодержащих средах, способствуют наводороживанию стали, в результате чего резко снижаются ее механические характеристики, такие как предел прочности, относительное сужение [2] Наиболее близким по технической сущности является ингибитор коррозии, содержащий композицию на основе имидазолинов и моноамидов [3] Недостатками известного ингибитора являются низкая эффективность защиты стального оборудования в двухфазных сероводородсодержащих средах и достаточно высокое наводороживание стали.

Технический результат от использования изобретения может быть выражен в повышении эффективности ингибитора тормозить процесс коррозии и снижении новодороживания стали в двухфазных фазных сероводородсодержащих средах.

Указанный технический результат достигается тем, что ингибитор содержит продукт, включающий соединения на основе имидазолинов и моноамидов, причем продукт представляет собой смесь 1-диэтилендиамино-2-алкил(алкилен)-2-имидазолинов общей формулы (1), моноамидов алкилоил(алкеленоил) приэтилентетрааминов общей формулы (2) и алкиноил(алкиленоил) 1,4-ди(2-аминоэтил) пиперазинов общей формулы (3) где R -(CH₂)₁₄CH₃ -(CH₂)₁₅CH₃ -(CH₂)₆-CH=CH-(CH₂)₆CH₃ -(CH₂)_T-CH=CH-(CH₂)₆CH₃ -(CH₂)_T-CH=CH-(CH₂)_tCH₃ -(CH₂)_T-CH=CH-CH₂-CH= CH(CH₂)₄CH₃
-(CH₂)₆-CH=CH-CH₂-CH=CH-CH₂-CH=CH (CH₂)₂CH₃
-(CH₂)_T-CH=CH-CH₂-CHOH-(CH₂)₅ CH₃

при весовом соотношении имидазолинов к моноамидам соответственно (2,7-3,0): 1 и дополнительно содержит ацетон и ароматический углеводород при следующем соотношении компонентов, мас.

Продукт 23,2-25,4
Ацетон 4,6 6,8
Ароматический углеводород и степени ненасыщенности 37,5 52,3 J₂/100 г До 100
Приведенный состав смеси продукта обеспечивает коррозионную стойкость стального оборудования при введении его в двухфазную агрессивную среду, содержащую сероводород.

Для получения заявленного ингибитора коррозии "Технохим -20" продукт сначала смешивают с расчетным количеством ацетона, а затем полученную смесь разбавляют ароматическим растворителем (углеводородом).

Благодаря тому продукт смешивается с ацетоном при следующем соотношении компонентов, мас. (23,2 25,4):(4,6 6,8) наблюдается модификация его химического состава, что приводит к повышению степени ненасыщенности (иодного числа) и как следствие к повышению защитной эффективности ингибитора.

Вследствие того, что смесь продукта и ацетона разбавляется ароматическим растворителем, повышаются эксплуатационные свойства ингибитора уменьшение вязкости и понижение температуры замерзания.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Смесь 1-диэтилендиамино-2-алкил(алкилен)-2-имидазолинов и моноамидов-алкилоил(алкеленоил) триэтилентетрааминов и алкилоил(алкиленоил) 1,4-ди(2-аминоэтил) пиперазинов, полученная конденсацией синтетических жирных кислот (СЖК) и полиэтиленполиамина (ПЭПА), смешивали с ацетоном при следующем соотношении компонентов,мас.

Продукт 23,2
Ацетон 4,6
Затем полученную смесь разбавляли ароматическим углеводородом в соотношении,мас.

Смесь 27,8
Ароматический углеводород 72,2
Полученный состав имеет степень ненасыщенности 37.5 J₂/100 г.

Пример 2. Смесь 1-диэтилендиамино-2- алкил(алкилен)-2-имидазолинов и моноамидов-алкилоил(алкеноил) триэтилентетрааминов и алкилоил(алкеленоил) триэтилентетрааминов и алкилоил (алкиленоил) 1,4-ди(2-аминоэтил) пиперазинов, полученная конденсацией (СЖК) и (ПЭПА), смешивали с ацетоном при следующем соотношении компонентов,мас.

Продукт 24,7
Ацетон 5,1
Затем полученную смесь разбавляли ароматическим углеводородом в соотношении, мас.

Смесь 29,8
Ароматический углеводород 70,2
Полученный состав имеет степень ненасыщенности 46.3 J₂/100 г.

Пример 3. Смесь 1-дтэтилен диамино-2- алкил(алкилен)-2-имидазолинов и моноаминов алкилоил(алкеленоил) триэтилентетрааминов и алкилоил(алкиленоил) пиперазинов, полученная конденсацией (СЖК) и (ПЭПА), смешивали с ацетоном при следующем соотношении компонентов,мас.

Продукт 25,4
Ацетон 6,8
Затем полученную смесь разбавляли ароматическим углеводородом в соотношении,мас.

Смесь 32,2
Ароматический углеводород 67,8
Полученный состав имеет степень ненасыщенности 52.5 J₂/100 г.

Коррозионные испытания заявленного ингибитора проводят согласно ГОСТ 9. 506-87 в агрессивной среде NACE (50г/л NaCl+ 5 г/л CH₃COOH+H₂S(нас) в смеси с гексаном в соотношении среда NACE: гексан 4:1, на образцах из стали 10 прямоугольной формы (50х20х2).

Испытания проводят в течении 4 ч в гидродинамическом режиме при скорости потока агрессивной среды 1м/с при комнатной температуре. Концентрация ингибитора 0,1 г/л.

Наводороживание определяют по потере пластичности образцов из стали ст3 диаметром 4мм, после 24-часовой выдержки в указанной выше среде. Пластичность характеризуется числом перегибов образцов на 180^o до их излома. Число перегибов в условиях поставки образцов на воздухе до разрушения 14.

Результаты испытаний представлены в таблице.

В таблице представлены следующие величины:
K скорость коррозии, г/м²·ч.

γ ингибиторный эффект K_(фона)/K_(инг)
Z защитный эффект (1 1 g )·100.

n число перегибов до разрушения
H потеря пластичности (1-n_(инг)/n_(возд)·100
Из представленных данных видно, что заявленный ингибитор по своей эффективности подавлять скорость коррозии и наводороживание превосходит известный. Предложенный состав ингибитора позволяет решить поставленную задачу.

Производственные испытания проведены на нефтепромысле. Испытания показали, что при применении ингибитора скорость коррозии стальных трубопроводов упала в 5 10 раз. Это позволяет увеличить время эксплуатации трубопроводов и насосов для перекачки агрессивной жидкости без замены, снизить аварийность и улучшить экологическую обстановку на промысловых участках.

Формула изобретения

Ингибитор коррозии для защиты нефтегазодобывающего оборудования в двухфазных сероводородсодержащих средах, содержащий продукт конденсации, включающий соединения на основе имидазолинов и моноамидов, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ацетон и ароматический углеводород, а в качестве продукта конденсации смесь 1-диэтиленамино-2-алкил(алкилен)-2-имидазолинов общей формулы

моноамидов алкилоил(алкиленоил)триэтилентетрааминов общей формулы
R-CONHCH₂CH₂NHCH₂CH₂NHCH₂CH₂NH₂,
и алкилоил(алкиленоил)-1,4-ди(2-аминоэтил)-пиперазинов общей формулы

где R -(CH₂)₁₄CH₃, -(CH₂)₁₆CH₃, -(CH₂)₆-CH= CH-(CH₂)₆CH₃, -(CH₂)₇-CH= CH- (CH₂)₆CH₃, -(CH₂)₇-CH=CH- (CH₂)₇CH₃, -(CH₂)₇-CH=CH- CH₂-CH=CH(CH₂)₄CH₃,
-(CH₂)₆-CH= CH-CH₂-CH= CH-CH₂-CH= CH(CH₂) ₂CH₃, -(CH₂)₇-CHCH-CH₂-CHOH-(CH₂)₅CH₃,

n=1-6,
при массовом соотношении имидазолинов к моноамидам соответственно (2,7 - 3,0):1 при следующем соотношении компонентов, мас.

Продукт конденсации 23,2 25,4
Ацетон 4,6 6,8
Ароматический углеводород До 100
и степени ненасыщенности ингибитора 37,5 52,3 J₂/100 г.

РИСУНКИ

Рисунок 1