Ингибитор сероводородной коррозии

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к области синтеза ингибиторов сероводородной коррозии, предназначенных для защиты стального оборудования в средах, содержащих сероводород. Ингибитор представляет собой продукт взаимодействия N’N-тетраметил-диаминометана и алкенилхлоридов - 1,3-дихлорпропена, 3-хлор-1,2-эпоксипропана, 3-хлор-2-метилпропена, 1,3-дихлор-2-метилпропен-хлористые N-(алкенил)-N,N-тетраметил-диаминометаны формулы

где R - -СН₂-СН=CHCl; ; -CH₂-C(CH₃)=СН₂; -СН₂ -CCl=СН₂; -СН₂-СС1=СНС1; -СН ₂-СН=СН₂. Технический результат при использовании изобретения выражается в квалифицированном использовании отходов производства металлилхлорида, хлористого аллила и эпихлоргидрина; в снижении энергоемкости процесса получения ингибиторов коррозии; в упрощении технологии процесса. 1 табл.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, а именно к области синтеза ингибиторов сероводородной коррозии, предназначенных для защиты стального оборудования в средах, содержащих сероводород.

В литературе широко известно применение в качестве ингибиторов коррозии черных металлов в процессах добычи нефти и нефтепереработки природных 1,2-дизамещенных имидазолинов с минеральными и органическими кислотами (см. С.А. Балезин, Е.С. Иванов, Г.Н. Кузнецова. Ингибиторы коррозии металлов. М., 1985 г., с.55).

Известен способ получения ингибирующей композиции путем конденсации полимерной кислоты с 1-аминоалкил-2-алкил-2-имидазолина и последующего смешения с полиатомным спиртом, пропиленкарбонатом и 1-аминоалкил-2-адкил-2-имидазолином (см. патент США №3687847, НКИ 252-8.55Е, 1971 г.).

Недостатком предложенного способа является дефицитность используемых для синтеза 1,2-дизамещенных имидазолинов карбоновых кислот, получаемых, как правило, гидролизом растительных и животных жиров.

Известен способ получения ингибитора коррозии путем конденсации альфа-разветвленных монокарбоновых кислот фракции С₅ -С₉ или С₉-С₁₉, или С₂₁-C₅₁ общей формулы Н(СН₂) _2m-СR(СН₃)-С(O)ОН, где R - C₂ Н₅,C₄Н₉; m=0-22, со смесью триэтилентетрамина с 1,4-ди-(2-аминоэтил) пиперазином (молярное соотношение 1:(0,2-0,35) при молярном соотношении исходной кислоты и аминов 1:1,1:1,4 и температуре 250-320°С (см. авт. св. СССР №1503258, 1987 г.).

Основным недостатком известного способа является относительно невысокое защитное действие ингибирующего состава при дозировке 50 мг/л особенно в отстое водонефтяной эмульсии (80-90%).

Известен способ получения ингибитора коррозии путем конденсации 1-аминоалкил-2-алкил-2-имидазолина с полимерной кислотой и последующего смешения с диспергирующим агентом и ароматическим растворителем (см. патент Англии №1301138, НКИ С2С, 1970 г.).

Недостатком указанного способа является недостаточно высокая степень защиты черных металлов в водных и, особенно, водонефтяных средах (при содержании ингибирующей композиции 50 мг/л степень защиты составляет 55-65%).

Наиболее близким по совокупности признаков является ингибитор сероводородной коррозии и наводораживания, содержащий четвертичную аммонийную соль или смесь указанных хлорсодержащих радикалов, соль третичного амина и воду (RU №2064021). Недостатком известного ингибитора коррозии является использование дорогостоящего и труднодоступного сырья для его получения.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение высокой степени предотвращения коррозии новыми ингибиторами коррозии и расширение ассортимента ингибиторов сероводородной коррозии.

Технический результат при использовании изобретения выражается:

- в квалифицированном использовании отходов производства металлилхлорида, хлористого аллила и эпихлоргидрина;

- в снижении энергоемкости процесса получения ингибиторов коррозии;

- упрощении технологии процесса.

Вышеуказанный технический результат достигается особенностью изобретения, которая заключается в том, что в качестве ингибитора сероводородной коррозии применяют соединение, представляющее собой продукт взаимодействия N’,N-тетраметил-диаминометана и алкенилхлоридов - 1,3-дихлорпропена, 3-хлор-1,2-эпоксипропана, 3-хлор-2-метилпропена, 1,3-дихлор-2-метилпропен-хлористые N-(алкенил)-N,N-тетраметил-диаминометаны формулы

где R - -СН₂-СН=СНС1; ; -CH₂-C(СH₃)=СН₂; -СН₂ -СС1=СН₂; -СН₂-СС1=СНС1; -СН ₂-СН=СН₂.

В качестве аммина используют N’,N-тетраметил-диаминометан - известный продукт, представляющий собой продукт взаимодействия формальдегида и диметиламина.

Выше перечисленные хлорорганические соединения – алкенилхлориды получают из отходов производств металлилхлорида, аллилхлорида и эпихлоргидрина.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 10,2 г (0,1 моля) N’,N-тетраметил-диаминометана растворяют в 50 мл обезвоженного ацетона и при постоянном перемешивании приливают 11,1 г (0,1 моля) 1,3-дихлорпропена. Реакцию ведут при температуре 50-60°С и атмосферном давлении в течение 6 часов в токе инертного газа. По окончании реакции реакционную смесь охлаждают до комнатной температры, выпавшую в осадок соль отфильтровывают, промывают свежей порцией ацетона и сушат в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 60°С. Выход составляет 18,6 г (87,2%). Полученный продукт представляет собой кристаллическое вещество желто-коричневого цвета, хорошо растворимое в воде, не растворимое в органических растворителях.

Пример 2. 10,2 г (0,1 моля) N’,N-тетраметил-диаминометана растворяют в 50 мл обезвоженного ацетона и при постоянном перемешивании приливают 9,5 г (0,1 моля) 3-хлор-1,2-эпоксипропана. Реакцию ведут при температуре 50-60°С и атмосферном давлении в течение 6 часов в токе инертного газа. По окончании реакции реакционную смесь охлаждают до комнатной температры, выпавшую в осадок соль отфильтровывают, промывают свежей порцией ацетона и сушат в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 60°С. Выход составляет 15,8 г (80,3%). Полученный продукт представляет собой кристаллическое вещество желто-коричневого цвета, хорошо растворимое в воде, не растворимое в органических растворителях.

Пример 3. 10,2 г (0,1 моля) N’,N-тетраметил-диаминометана растворяют в 50 мл обезвоженного ацетона и при постоянном перемешивании приливают 9,1 г (0,1 моля) 3-хлор-2-метилпропена. Реакцию ведут при температуре 50-60°С и атмосферном давлении в течение 6 часов в токе инертного газа. По окончании реакции реакционную смесь охлаждают до комнатной температры, выпавшую в осадок соль отфильтровывают, промывают свежей порцией ацетона и сушат в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 60°С. Выход составляет 17,1 г (88,7%). Полученный продукт представляет собой кристаллическое вещество желто-коричневого цвета, хорошо растворимое в воде, не растворимое в органических растворителях.

Пример 4. 10,2 г (0,1 моля) N’,N-тетраметил-диаминометана растворяют в 50 мл обезвоженного ацетона и при постоянном перемешивании приливают 12,5 г (0,1 моля) 1,3-дихлор-2-метилпропена. Реакцию ведут при температуре 50-60°С и атмосферном давлении в течение 6 часов в токе инертного газа. По окончании реакции реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, выпавшую в осадок соль отфильтровывают, промывают свежей порцией ацетона и сушат в сушильном шкафу до постоянного веса при температуре 60°С. Выход составляет 19,6 г (83,6%). Полученный продукт представляет собой кристаллическое вещество желто-коричневого цвета, хорошо растворимое в воде, не растворимое в органических растворителях.

Эффективность использования рекомендуемых химических реагентов для предотвращения коррозии определяют по известной методике. Для опытов берут стальные образцы марки 08-КП, которые предварительно обрабатывают пескоструйным аппаратом, обезжиривают соляной кислотой, затем промывают водой и ацетоном. После этого сушат 2 ч в эксикаторе и взвешивают. В качестве среды, в которой проводят испытание ингибиторы коррозии, используют предварительно обескислороженную углекислотой воду, которую насыщают сероводородом до концентрации 100 мг/л. Предварительно обработанный и взвешенный стальной образец помещают на 6 часов в подготовленную среду. Для сравнения берут сероводородсодержащую среду без содержания ингибитора коррозии. После проведения испытания стальные образцы обезжиривают соляной кислотой, промывают водой и ацетоном, сушат и взвешивают.

В таблице приведены результаты испытаний солей, полученных выше описанными способами, примененных в качестве ингибиторов коррозии.

Как видно из таблицы, предлагаемые реагенты - соли, полученные взаимодействием амина и хлорорганических соединений и примененные в качестве ингибиторов коррозии, обеспечивают достаточно высокую степень предотвращения коррозии - не уступают известным прототипам. Применяемые исходные вещества вырабатываются отечественной промышленностью, легкодоступны.

Формула изобретения

Ингибитор сероводородной коррозии, представляющий собой продукт взаимодействия N’,N-тетраметил-диаминометана и алкенилхлоридов - 1,3-дихлорпропена, 3-хлор-1,2-эпоксипропана, 3-хлор-2-метилпропена, 1,3-дихлор-2-метилпропен-хлористые N-(алкенил)-N,N-тетраметил-диаминометаны формулы

где R = -СН₂-СН=СНС1; ; -CH₂-C(СH₃)=СН₂;

-СН ₂-СС1=СН₂; -СН₂-СС1=СНС1;

-СН₂-СН=СН₂.