Способ получения ингибированной соляной кислоты

 

Изобретение относится к производству ингибированной соляной кислоты, применяемой в нефтедобыче и используемой для обработки призабойных зон нефтяных и водонагнетательных скважин. Способ получения ингибированной соляной кислоты включает разбавление ее водой и ввод в нее первичных алифатических аминов формулы NH₂R или смеси первичных и вторичных алифатических аминов формулы NHR₂, где R - алкил с числом углеводородных атомов С₈-С₂₀ или изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции С₁₂-С₁₈, и дополнительный ввод неионогенного поверхностно-активного вещества и формальдегидсодержащего соединения или перед вводом в водный раствор соляной кислоты азотсодержащего компонента его предварительно смешивают с порцией соляной кислоты в соотношении моль/моль и в полученную смесь вводят неионогенное поверхностно-активное вещество и формальдегидсодержащее соединение. Технический результат: получение эффективной ингибированной соляной кислоты за счет образования ингибитора кислотной коррозии в самой соляной кислоте в процессе получения ингибированной соляной кислоты. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам получения ингибированной соляной кислоты, применяемой в нефтедобыче, а именно к производству ингибированной соляной кислоты, используемой для обработки призабойных зон нефтяных и водонагнетательных скважин.

Использование неингибированной соляной кислоты в нефтедобыче приводит к коррозионному разрушению нефтепромыслового оборудования и транспортных средств, используемых для ее перевозки.

Известен способ получения ингибированной соляной кислоты введением в нее ингибитора кислотной коррозии В-2, являющийся продуктом конденсации кубовых остатков разгонки бензилхлорида с аммиаком и формальдегидом (ТУ 6-01-147-67).

Недостатком известного способа является недостаточно высокая эффективность ингибирования соляной кислоты, связанная с наличием в составе смолообразных компонентов кубового остатка. Кроме того продукт конденсации бензилхлорида с формальдегидом и аммиаком характеризуется повышенной токсичностью, поскольку содержит производные ароматических углеводородов и обладает специфическим запахом горького миндаля и является вредным экологически.

Известный способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий последовательное разбавление ее водой до 20-22% концентрации, затем раствором, полученным путем обработки формальдегидом маточного раствора производства хлорамина Б со стадии амидирования бензосульфохлорида водным раствором аммиака, после чего в нее вводят азотсодержащий ингибитор (Патент РФ 2096523, кл. C 23 F 11/04, oпубл. 10.10.97).

К недостаткам известного способа ингибирования соляной кислоты относятся сложность процесса, невысокая эффективность ингибирования соляной кислоты при низких концентрациях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является известный способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий разбавление ее водой и ввод в нее азотсодержащего компонента - первичных высших алифатических аминов формулы NH₂R, где R-углеводородный радикал, содержащий от 10 до 18 атомов углерода или изоалкиламинов, содержащих разветвленную структуру аминов фракции C₁₂-C₁₈ (Патент РФ 2159300 С2, кл. С 23 F 11/04, опубл. 20.11.2000).

Ингибированная соляная кислота, получаемая по известному способу, недостаточно кондиционная по однородности, что приводит к ее расслоению и снижению степени защиты от коррозии.

В основу настоящего изобретения положена задача создания способа получения эффективной ингибированной соляной кислоты за счет образования ингибитора кислотной коррозии в самой соляной кислоте в процессе получения ингибированной соляной кислоты.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения ингибированной соляной кислоты, включающем разбавление ее водой и ввода в нее азотсодержащего компонента, в качестве которого берут первичные алифатические амины формулы NH₂R или смесь первичных и вторичных алифатических аминов формулы NHR₂, где R - алкил с числом углеводородных атомов C₈-C₂₀ или изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции C₁₂-C₁₈, и дополнительно вводят неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) и формальдегидсодержащее соединение (ФСС).

Как вариант способа по п.1 азотсодержащее соединение предварительно до ввода в водный раствор соляной кислоты смешивают с порцией разбавленной соляной кислотой в соотношении моль/моль и в полученную смесь вводят неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) и формальдегидсодержащее соединение (ФСС).

В качестве соляной кислоты может быть использована, например, кислота соляная из абгазов фосфорорганических производств по ТУ 6-02-12-103-84 с изв. 1-3, или техническая соляная кислота по ТУ 38-103141-78, или кислота соляная синтетическая техническая по ГОСТ 857-95.

В качестве аминов могут быть использованы следующие.

1. Алифатические амины нормального строения NF₂R, где R - углеводородный радикал, содержащий фракции от C₈ до С₂₀, такие как: 1) алифатический первичный амин нормального строения фракции или С₁₀, или С₁₂, или C₁₆, или C₁₈, производимый из кокосовых масел, например Генамины марок 12R 100D, 14R 100D, 16R 100D, 18R 100D; 2) алифатический первичный амин, содержащий смесь фракций аминов нормального строения, имеющих четное число углеродных атомов от C₈ до C₁₈, например, Генамин СС 100; 3) алифатический первичный амин Армеен С; 4) смесь первичных и вторичных алифатических аминов при их соотношении, мас. %, 50:98-98:2, содержащих смесь фракций аминов, имеющих четное и нечетное число углеродных атомов от С₁₀ до C₁₆ согласно ТУ 133-03-0203796-018-092 с изв.1, или от С₁₇до С₂₀ согласно ТУ 2413-047-00480689-95 с изв.1.; 5) амины талловые дистиллированные по ТУ 2413-00203795-019-2001.

2. Изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции C₁₂-C₁₈, например, ГИПХ-5 (ТТ 39-12966038-001-93) или Генамин 4113.

В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества могут быть использованы, например, неонол АФ 9/12 согласно ТУ 2483-077-05766801-98 или оксанол КД-6 по ТУ 6-14-821-87.

В качестве формальдегидсодержащего соединения могут быть использованы, например, формалин согласно ГОСТ 1625-89 (СТ СЭВ 2337-80) или параформ по ТУ 6-09-141-03-83.

Для получения 20-25% концентрации ингибированной соляной кислоты берут 27-28% абгазную или 33% техническую соляную кислоту, разбавляют пресной водой до получения значения плотности в разбавленной кислоте 1,11-1,12 г/дм³, затем вводят в нее амины, перемешивают, затем вводят НПАВ, ФСС или перед вводом амина в водный раствор HCL предварительно смешивают его с порцией разбавленной HCL в соотношении моль/моль, затем в полученную смесь кислоты и амина вводят НПАВ и ФСС.

Скорость коррозии стали в ингибированной соляной кислоте определяют согласно требованиям и нормам ТУ 2458-ОП-009-12666038-98.

В цилиндр прибора наливают 250 см³ ингибированной соляной кислоты и помещают стержень с тремя пластинами из стали марки Ст3 так, чтобы пластины были полностью погружены в раствор. Цилиндр с пластинами помещают в термостат или водяную баню с температурой (20±2)^oС. Пластины предварительно измеряют, промывают водой, ацетоном, спиртом, сушат и взвешивают. Пластины через 30 ч вынимают из раствора, промывают обильным количеством воды. Далее пластины промывают ацетоном, спиртом и сушат в эксикаторе в течение 1 ч и взвешивают. Результаты взвешивания в граммах записывают с точностью до 0,0001 г.

Скорость коррозии (V) в г/м²ч вычисляют по формуле , где m₁ - масса пластин до начала испытания, г; m₂ - масса пластин после испытания, г; S - площадь пластин, м²;
i - время испытания, ч.

За результат испытания принимают средние арифметическое трех параллельных определений.

Приводим конкретные примеры осуществления способа.

Пример 1. К 99,67 г 23%-ой технической соляной кислоты вводят 0,01 г смеси первичных и вторичных алифатических аминов фракции C₁₀-C₁₆, смесь перемешивают при температуре Т=50-60^oС в течение 0,5 ч, далее вводят 0,05 г неонола АФ 9/12 г и 0,27 г технического формалина, смесь перемешивают в течении 0,5 ч при температуре Т=20-30^oС.

Примеры 2-17. Осуществляют аналогично примеру 1, используя кислоту техническую, или синтетическую техническую, или абгазную, изменяя амин, НПАВ, ФСС и их концентрацию.

Пример 18. Берут порцию 23%-ной технической синтетической соляной кислоты в количестве 0,01 г и вводят в нее 0,05 г Генамина 4113, смесь перемешивают при температуре не выше 50^oС в течение 0,5 ч, далее вводят 0,10 г оксанола и 0,27 г параформа, смесь перемешивают в течении 0,5 ч при температуре Т= 20-30^oС, и полученную смесь добавляют в оставшуюся порцию соляной кислоты в количестве 99,57 г. Суммарное количество исходных компонентов берут, как в примере 1.

Примеры 19-24 готовят аналогично примеру 18, используя соотношение исходных компонентов по примерам 1, 10, 14, 11, 15, 13 соответственно.

Приготовленная заявленным способом ингибированная соляная кислота представляет собой однородную, прозрачную жидкость, стабильную при перевозке и хранении.

Результаты испытаний ингибированной соляной кислоты по примерам 1-24 сведены в таблицу. Из представленных в таблице данных видно, что заявленный способ позволяет получить ингибированную соляную кислоту, соответствующую требованиям и нормам технических условий на нее.

Формула изобретения

1. Способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий разбавление ее водой и ввод в нее азотсодержащего компонента, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего компонента берут первичные алифатические амины формулы NH₂R или смесь первичных и вторичных алифатических аминов формулы NHR₂, где R-алкил с числом углеводородных атомов С₈-С₂₀ или изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции С₁₂-С₁₈, и дополнительно вводят неионогенное поверхностно-активное вещество и формальдегидсодержащее соединение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед вводом в водный раствор соляной кислоты азотсодержащего компонента его предварительно смешивают с порцией разбавленной соляной кислоты в соотношении моль/моль и в полученную смесь вводят неионогенное поверхностно-активное вещество и формальдегидсодержащее соединение.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3