Композиция для защиты металлов от кислотной коррозии

 

Композиция для защиты металлов от кислотной коррозии на основе кубового остатка ректификации высших пиридиновых оснований с температурой кипения выше 250°С при давлении 760 мм рт.ст., включающего компоненты с относительным временем удерживания выше 3,4 и содержанием основного азота 7,3 - 7,7 мас. %. Новая композиция высокоэффективна при использовании, не обладает резким пиридиновым запахом. 4 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области защиты металлов от кислотной коррозии в агрессивных средах, содержащих сероводород, диоксид углерода, кислород, а также в сильных минеральных кислотах, например, предлагаемая композиция может использоваться в нефтегазопромысловых средах.

Известен ингибитор коррозии металлов И-1-А, представляющий собой смесь полиалкилпиридинов ("Современное состояние и перспективы производства и потребления ингибиторов коррозии металлов нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности в СССР и за рубежом", ЦНИИИТнефтехим, М., 1979 г, стр. 9).

Этот ингибитор обладает резким пиридиновым запахом, плохими технологическими свойствами: высокой вязкостью, нерастворимостью в углеводородных растворителях.

Наиболее близкой к предлагаемой является композиция для защиты металлов от кислотной коррозии, содержащая высшие пиридиновые основания и растворитель ("Современное состояние и перспективы производства и потребления ингибиторов коррозии металлов нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности в СССР и за рубежом", ЦНИИТнефтехим, М., 1979 г, стр. 7).

Недостатками данного ингибитора являются: резкий пиридиновый запах, неудовлетворительная эффективность и ограниченная растворимость в углеводородных растворителях.

Задачей решаемой настоящим изобретением, является получение композиции для защиты металлов от кислотной коррозии, не имеющей резкого пиридинового запаха и обладающей повышенной эффективностью.

Предлагается композиция для защиты металлов от кислотной коррозии на основе кубового остатка ректификации высших пиридиновых оснований, включающего компоненты с относительным временем удерживания выше 3,4 и содержанием основного азота 7,3 - 7,7 мас.%, с температурой кипения выше 250^oC.

Используемый кубовый остаток представляет собой темно-коричневую пасту, хорошо текучую при температуре выше 60^oC. В качестве сырья для его получения могут использоваться высшие пиридиновые основания, получаемые целенаправленно, например, на Омском заводе СК (ТУ 38.103246-87) или в качестве отходов производства нефте- и коксохимии.

Дополнительно предлагаемая композиция может содержать следующие компоненты: 1. Синтетические жирные кислоты (СЖК) фракций C₅-C₇, C₇-C₉, C₁₀-C₁₃, C₁₀-C₁₆, C₁₆-C₂₀, C₂₁-C₂₅, C₅-C₂₅. Соотношение кубового продукта высших пиридиновых оснований и СЖК может составлять от 1:1 до 1:4 (моль). Содержание в композиции СЖК существенно расширяет диапазон ее защитного действия (возможность защиты от кислотной коррозии в средах, содержащих сероводород, диоксид углерода, кислород).

2. Низкоатомный спирт (например, этанол, изопропанол), содержание которого в композиции может составлять до 90мас.% 3. Углеводородный растворитель (нефрас, керосин, уайт-спирит, индустриальное масло, парафин, церезин и др.), содержание которого в композиции может составлять до 90мас.% Введение в композицию различных растворителей позволяет получить необходимые технологические свойства и повысить ее защитное действие.

4. Неионогенные поверхностно-активные вещества (ПАВ) (неонолы АФ_9-10, АФ_9-12, эмульгаторы ОП-7, ОП-10), содержание которых в композиции может составлять до 90мас.% Введение в композицию неионогенного ПАВ (эмульгатора) позволяет получить вододиспергируемый продукт, что часто является необходимым требованием для ингибиторов, работающих в нефте- и газопромысловых средах.

Отличием заявляемой композиции от прототипа является содержание в ней в качестве соединения пиридина кубового остатка ректификации высших пиридиновых оснований с температурой кипения выше 250^oC.

Указанный кубовый остаток получают отгонкой от высших пиридиновых оснований фракции диалкилпиридинов, выкипающих при температуре до 250^oC (при давлении 760 мм рт.ст.). Новая композиция, не содержащая диалкилпиридинов, не имеет резкого пиридинового запаха и гораздо более эффективна при использовании, чем прототип.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

В колбу для вакуумной отгонки, снабженную термометром, загружают высшие пиридиновые основания в количестве 100 г и подсоединяют ее к вакуумнасосу, с помощью которого в колбе создается остаточное давление 2-4 мм рт.ст. Затем колба нагревается до температуры 110 - 120^oC. Данные условия соответствуют 250 - 260^oC при нормальном атмосферном давлении 760 мм. рт.ст. (см. номограмма в "Jndustrial and engineering chemistry", March, 1946, стр. 321).

При указанных условиях отгоняется выкипающая фракция в количестве 35 г от загрузки.

Полученный кубовый остаток представляет собой темно-коричневую пасту, хорошо текучую при температуре более 60^oC, со следующими показателями: Плотность при 50^oC, г/см³ - 1,025 - 1,045 Температура застывания, ^oC, не ниже - 20 Температура начала кипения, ^oC - 250 Температура вспышки, ^oC - 114 Температура воспламенения, ^oC - 128
Температура самовоспламенения, ^oC - 375
Содержание компонентов:
2-метил-5-этилпиридин - отсутствие
3-этил-4-метилпиридин - отсутствие
2-метил-5-бутилпиридин - отсутствие или следы
Суммарное содержание компонентов с относительным временем удерживания до 3,4 - не более 0,2 мас.%
Содержание основного азота,% 7,3 - 7,7.

Пример 2.

Получение композиции, предназначенной для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии, вызываемой агрессивными средами, содержащими сероводород, диоксид углерода, кислород.

В круглодонную колбу, снабженную мешалкой и термометром загружается 100 г кубового остатка ректификации высших пиридиновых оснований, затем добавляется 216 г СЖК фракции C₁₀-C₁₃, включается мешалка и смесь перемешивается 2 часа при температуре 40 - 50^oC. По окончании реакции к полученному продукту добавляется 497 г уайт-спирита и 90 г этанола. Смесь перемешивается 1 час при температуре 20^oC.

Таким образом, получена композиция следующего состава, мас.%:
Кубовый остаток ректификации высших пиридиновых оснований - 11
СЖК фракции C₁₀-C₁₃ - 24
Уайт-спирит - 55
Этанол - 10
Пример 3.

Получение композиции, предназначенной для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии, вызываемой агрессивными средами, содержащими сероводород, углекислоту и кислород, и являющейся вододиспергируемой.

В круглодонную колбу, снабженную мешалкой и термометром, загружается 100 г кубового остатка ректификации высших пиридиновых оснований, затем добавляется 141 г СЖК фракции C₁₀-C₁₆, включается мешалка и смесь перемешивается 2 часа при температуре 40 - 50^oC. По окончании реакции к полученному продукту добавляется 34 г индустриального масла, 310 г нефраса, 69 г этанола, 34 г эмульгатора неонола АФ_9-12. Смесь перемешивается 1 час при температуре 20^oC.

Таким образом получена композиция состава, мас.%:
Кубовый остаток ректификации высших пиридиновых оснований - 15
СЖК Фракции C₁₀-C₁₆ - 20
Индустриальное масло - 5
Нефрас - 45
Этанол - 10
Эмульгатор неонол АФ_9-12 - 5
Пример 4.

Получение композиции, предназначенной для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии, вызываемой агрессивными средами, содержащими сероводород или смесь сероводорода с углекислотой, а также являющейся бактерицидом для подавления жизнедеятельности сульфатвосстанавливающих бактерий.

В круглодонную колбу, снабженную мешалкой и термометром, загружается 28 г кубового остатка ректификации высших пиридиновых оснований, затем добавляется 19 г этанола, 48 г нефраса, 5 г эмульгатора неонола АФ_9-12, включается мешалка и смесь перемешивается 2 часа при температуре 30 - 40^oC.

В результате получается однородный продукт, имеющий низкую температуру застывания (ниже минус 40^oC) следующего состава. мас.%:
Кубовый остаток ректификации высших пиридиновых оснований - 28
Эмульгатор неонол АФ_9-12 - 5
Этанол - 19
Нефрас - 48
Пример 5.

Получение композиции, предназначенной для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии, вызываемой агрессивными средами, содержащими сероводород, диоксид углерода, кислород и являющейся твердым продуктом.

Твердый продукт имеет преимущества перед жидкими при транспортировке, хранении, применении. Кроме того, блок твердого ингибитора, растворяясь медленно и постепенно, является естественным дозатором, благодаря чему поддерживается заданное количество реагентов в нефти.

В круглодонную колбу, снабженную мешалкой и термометром загружается 100 г кубового остатка ректификации высших пиридиновых оснований, затем добавляется 82 г СЖК фракции C₂₁-C₂₅. Реакция проводится в течение 3 часов при температуре 90^oC.

В результате получена композиция следующего состава, мас.%:
Кубовый остаток ректификации высших пиридиновых оснований - 55
СЖК фракции C₂₁-C₂₅ - 45
Пример 6.

Эффективность полученных композиций проверялась в модельной нефтегазопромысловой среде - 3% хлориде натрия, содержащем 100 мг/л сероводорода при комнатной температуре в течение 5 часов.

Пример 7.

Эффективность защиты металлов с помощью кубового остатка ректификации высших пиридиновых оснований проверялась в модельной в нефтегазопромысловой среде - 3% хлориде натрия, содержащем 100 мг/л сероводорода, при комнатной температуре в течение 5 часов.

Концентрация кубового остатка ректификации высших пиридиновых оснований в испытуемой среде - 100 мг/л.

Защитное действие составляет - 95%.

Также эффективность защиты металлов с помощью кубового остатка ректификации высших пиридиновых оснований проверялась в 0,1 соляной кислоте при температуре 40^oC в течение 2 часов. Концентрация кубового остатка ректификации пиридиновых оснований в испытуемой среде - 1 г/л защитное действие составляет - 90%.

Формула изобретения

1. Композиция для защиты металлов от кислотной коррозии на основе соединений пиридина, отличающаяся тем, что в качестве соединения пиридина она содержит кубовый остаток ректификации высших пиридиновых соединений с температурой кипения выше 250^oС при давлении 760 мм рт.ст., включающий компоненты с относительным временем удерживания выше 3,4 и содержанием основного азота 7,3 - 7,7 мас.%.

2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит СЖК фракции C₁₀ - C₁₃, уайт-спирит и этанол при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кубовый остаток ректификации высших пиридиновых оснований - 11
СЖК фракции C₁₀ - C₁₃ - 24
Уайт-спирит - 55
Этанол - 10
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит СЖК фракции C₁₀ - C₁₆, индустриальное масло, нефрас, этанол и эмульгатор неонол АФ_9-12 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кубовый остаток ректификации высших пиридиновых оснований - 15
СЖК фракции C₁₀ - C₁₃ - 20
Индустриальное масло - 5
Нефрас - 45
Этанол - 10
Эмульгатор неонол АФ_9-12 - 5
4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит эмульгатор неонол АФ_9-12, этанол и нефрас при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кубовый остаток ректификации высших пиридиновых оснований - 28
Эмульгатор неонол АФ_9-12 - 5
Этанол - 19
Нефрас - 48
5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит СЖК фракции C₂₁ - C₂₅ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Кубовый остаток ректификации высших пиридиновых оснований - 55
СЖК фракции C₂₁ - C₂₅ - 45

РИСУНКИ

Рисунок 1