Состав для ингибирования солянокислой коррозии стали

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности углеродистой стали в солянокислых средах, и может быть использовано в нефтегазодобывающей отрасли, металлургии и энергетике при различных видах кислотной обработки изделий и оборудования. Состав содержит бензилированную полиэтиленполиаминную матрицу, включающую функциональный фрагмент тиосемикарбазида, полученный конденсацией тиосемикарбазида на полиэтиленполиаминной матрице с легким талловым маслом и последующим бензилированием. Технический результат: разработка нового состава на основе простых стадий, обеспечивающего эффективную защиту стали от коррозии при солянокислой обработке скважин. 1 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии углеродистой стали в кислых средах. В частности, к способу получения ингибирующего состава, на основе частично модифицированного полиэтиленполиамина (ПЭПА), бензилбромида и легкого таллового масла (ЛТМ), который может быть использован в нефтегазодобывающей отрасли, металлургии и энергетике при различных видах кислотной обработки изделий, оборудования, карбонатных пород и транспортировке кислот. Применение солянокислотной обработки скважин, дающей положительный эффект в виде увеличения нефте- и газоотдачи, сопровождается отрицательными последствиями, связанными с коррозией оборудования скважин. Именно поэтому при солянокислотной обработке скважин требуется применение ингибиторов коррозии - веществ, замедляющих протекание коррозионных процессов.

Целью изобретения является разработка нового состава, на основе простых стадий, дешевых реагентов и растворителей, обеспечивающего эффективную защиту стали от коррозии при солянокислотной обработке скважин.

Поставленная цель достигается применением нового состава - бензилированной полиэтиленполиаминной матрицы, предварительно функционализированной введением фрагмента тиосемикарбазида конденсированного с ЛТМ, что позволило получить высокий защитный эффект стали Ст3 в диапазоне концентраций 50÷200 мг/л в растворе 15% HCl.

Известны технические ингибирующие составы на основе полиэтиленполиамина (ПЭПА) или полипропиленполиамина (ПППА) с хлористым бензилом, в присутствии уротропина, изопропилового спирта и неионогенного ПАВ, показывающий высокую ингибирующую активность в кислых и водно-солевых средах (Патент РФ №2350689). Применение смесевых ингибиторов не позволяет учитывать вклад, вносимый каждым компонентом в защитное действие, в результате чего происходит перерасход реагентов и ресурсы используются нерационально.

Начальная частичная модификация полиэтиленполиаминной матрицы позволяет направленно вводить функциональные элементы, обладающие ингибирующей активностью, в совокупности с ингибирующими бензильными фрагментами, что сохраняет эффективность защитного действия наряду с сокращением количества вводимых компонентов. Подобный подход решает проблему воспроизводимости результатов в случае смены сырья для активной основы.

Исследуемый ингибирующий состав, предназначенный для подавления скорости кислотной коррозии, достигается предварительной модификацией ПЭПА - вводят тиосемикарбазидный фрагмент, который в дальнейшем взаимодействует с ЛТМ. При этом, количественное соотношение реагентов позволяет предполагать наличие свободных аминных групп в ПЭПА, которые задействуют последующим бензилированием.

Способ получения ингибитора кислотной коррозии подтверждается следующими примерами.

Пример 1. В лабораторную установку, состоящую из трехгорлой кругло донной колбы необходимого объема, магнитной мешалки, колбонагревателя, термопары, насадки Клайзена, насадки Дина-Старка, капельной воронки с противодавлением, термометра, нисходящего холодильника Либиха, колбы-приемника, склянки Дрекселя и водоструйного насоса с краном сброса давления, загружают ПЭПА (2,5 мл, 1 экв.), добавляют изопропиловый спирт, затем при перемешивании и 30°С добавляют КОН (0,75 г, 0,25 экв.). Полученный раствор перемешивают при 30°С в течение 10 минут, затем медленно, в течение 30 минут прикапывают CS2 (0,8 мл, 0,25 экв.) с одновременным нагревом реакционной массы до 40°С. Спустя 1 час к реакционной смеси медленно, в течение 20 минут, прикапывают N2H4⋅H2O (0,6 мл, 0,25 экв.) с одновременным нагревом до 80°С. Спустя 1,5 часа реакционную смесь охлаждают до 55°С и при перемешивании и дегазации прикапывают раствор ЛТМ (4,42 г, 0,5 экв.) в n-ксилоле (10 мл) в течение 40 минут. Перемешивают при заданных условиях 16 часов. Далее отгоняют из полученной реакционной смеси изопропиловый спирт при пониженном давлении и 50°С. После этого, реакционную смесь кипятят с насадкой Дина-Старка 6 часов, при интенсивном перемешивании. Затем охлаждают полученную реакционную массу до 75°С и отгоняют растворитель прямой перегонкой при пониженном давлении с поэтапным повышением температуры до 145°С. Полученный состав охлаждают до 25°С и сушат на воздухе в течение 24 ч. Далее, реакционную массу растворяют в толуоле, охлаждают до 0°С и прикапывают бензилбромид (3,2 мл, 0,5 экв) в течение 5 минут. Перемешивают при заданной температуре 20 минут, затем постепенно, в течение 2 часов нагревают до 70°С. Через 15 часов реакционную массу охлаждают до 55°С, после чего отгоняют растворитель прямой перегонкой при пониженном давлении. В результате получают новый противокоррозионный состав в виде жидкой коричневой массы. Полученный продукт - бензилированный ПЭПА, включающий функциональный фрагмент тиосемикарбазида конденсированного с ЛТМ. Для введения ингибитора в коррозионную среду его предварительно растворяют в этиловом или изопропиловом спирте, присутствие которых не влияет на скорость коррозии. Исследуемые растворы ингибитора не образуют пены при интенсивном перемешивании.

Пример 2. Коррозионные испытания проводят в лабораторных условиях гравиметрическим методом в 15% растворе соляной кислоты в воде. Ингибитор в растворы вводят, предварительно растворяя его в этиловом или изопропиловом спирте. Образцы изготовлены из Ст3 в соответствии с ГОСТ 380-71. Время экспозиции образцов в данных условиях 24 часа. После завершения испытаний продукты коррозии удаляются с поверхности стали, и рассчитывается скорость коррозии (1) и защитный эффект ингибитора (2):

где K - скорость коррозии стали, [г/(м2⋅ч)]; mo - масса исходного образца, г; m - масса образца после испытания и удаления продуктов коррозии, г; S - площадь поверхности образца, м2; τ - время испытания, ч.

где Ко и K - скорость коррозии стали в неингибированном растворе и с добавлением ингибитора, [г/(м2⋅ч)].

Состав для ингибирования солянокислой коррозии стали, содержащий бензилированную полиэтиленполиаминную матрицу, включающую функциональный фрагмент тиосемикарбазида, полученный конденсацией тиосемикарбазида на полиэтиленполиаминной матрице с легким талловым маслом и последующим бензилированием.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности малоуглеродистой стали в солянокислых средах и может быть использовано при кислотных обработках скважин, отмывке оборудования от минеральных отложений или травлении металлов. Состав для ингибирования кислотной коррозии стали содержит гидрохлорид тиосемикарбазида на полиэтиленполиаминной матрице, полученный конденсацией тиосемикарбазида на полиэтиленполиаминной матрице с легким талловым маслом и последующей обработкой раствором НСl.

Изобретение относится к получению модифицированного ингибитора коррозии подкислением хитозана. В способе хитозан растворяют в разбавленном растворе кислоты с получение разбавленного кислотного раствора хитозана, альдегиды растворяют в этаноле, пропаноле или изопропаноле с получением спиртового раствора альдегидов.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности для защиты оборудования и трубопроводов, эксплуатируемых в сероводородсодержащих и углекислых агрессивных средах. Ингибитор коррозии оборудования и трубопроводов в сероводородсодержащих и углекислых агрессивных средах включает: 20-40 мас.% активной основы - медного комплекса соли имидазолина, образованного реакцией полиамина в виде триэтанолтетрамина или полиэтиленполиамина с карбоновой кислотой в виде олеиновой или стеариновой и ледяной уксусной кислотой и добавлением к полученной соли имидазолина медьсодержащих углеродных наноструктур с перемешиванием, и 60-80 мас.% компонента, снижающего температуру замерзания ингибитора, - полного метилового эфира трифосфоната триэтаноламина, образованного реакцией триэтаноламина с фосфорной кислотой технической и добавлением к полученному трифосфонату триэтаноламина метилового спирта с перемешиванием.

Изобретение может быть использовано для получения смазочно-охлаждающей жидкости или профилактического средства от ржавчины. Композиция для обработки поверхностей, содержащих алюминий, включает продукт реакции по меньшей мере одного амин-функционализированного органосилана и по меньшей мере одной жирной кислоты.

Изобретение может быть использовано для получения смазочно-охлаждающей жидкости или профилактического средства от ржавчины. Композиция для обработки поверхностей, содержащих алюминий, включает продукт реакции по меньшей мере одного амин-функционализированного органосилана и по меньшей мере одной жирной кислоты.

Изобретение относится к области защиты стали от водно-нефтяной сероводородной коррозии и может быть использовано для защиты от коррозии оборудования и трубопроводов, контактирующих с сероводородсодержащими средами в нефтяной отрасли. Способ включает добавление в сероводородсодержащую среду азотсодержащего соединения, при этом в качестве азотсодержащего соединения используют N,N-диаллил-4-[(1-метилбут-2-ен-1-ил)окси]анилин в концентрации 50-200 мг/л.

Изобретение относится к ингибиторам коррозии углеродистых сталей и может быть использовано при организации водно-химического режима пароводяного тракта энергоблока с барабанными котлами, котлами-утилизаторами низкого и среднего давления. Ингибитор включает компоненты при следующем соотношении, мас.

Изобретение относится к области защиты газо- и нефтепромыслового оборудования и трубопроводов. Способ включает взаимодействие полиэтиленполиаминов и карбоновых кислот с отгоном реакционной воды и примесей, при этом в качестве полиэтиленполиамина используют пентаэтиленгексамин, который взаимодействует с монокарбоновой кислотой сначала при температуре 145-155°С в течение 4-6 ч, затем при 255-260°С в течение 1,5-2,5 ч в мольном соотношении пентаэтиленгексамин : монокарбоновая кислота, равном 1:2-2,1, с последующим взаимодействием полученного бис-имидазолина с бензилхлоридом при температуре 90°С в мольном соотношении бис-имидазолин на основе пентаэтиленгексамина : бензилхлорид, равном 1:1, или с последующим взаимодействием полученного бис-имидазолина с бензилхлоридом и нитрилом акриловой кислоты при температуре 95°С в мольном соотношении бис-имидазолин на основе пентаэтиленгексамина : бензилхлорид : нитрил акриловой кислоты, равном 1:1,05:1.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано на энергоблоках сверхкритического давления для усиления защитных и адгезионных свойств окисных пленок водопарового тракта. Способ включает следующие этапы: 1-2 раза в год перед бустерным насосом энергоблока осуществляют периодическое дозирование водного мицелла-молекулярного раствора стеариламина в течение 5-10 суток в количестве, обеспечивающем концентрацию стеариламина в питательной воде перед котлом 1,5-2,0 мг/дм3, при этом одновременно прекращают штатный ввод газообразного кислорода в период дозирования, при этом работу энергоблока проводят в штатном режиме под нагрузкой при номинальных параметрах.

Изобретение относится к области защиты газо- и нефтепромыслового оборудования и трубопроводов, работающих в высокоминерализованных сероводородсодержащих водных средах, от коррозии, а также к области транспортировки нефти и газа. Способ включает взаимодействие полипропиленполиамина и карбоновой кислоты с отгоном реакционной воды и примесей, при этом в качестве полипропиленполиамина используют тетрапропиленпентамин [(3,6,9,12-тетраметил)-1,4,7,10,13 -пентамино-тридекан], который взаимодействует с монокарбоновой кислотой, в качестве которой используют олеиновую кислоту, сначала при температуре 160°С в течение 5,5 ч, затем при температуре 260°С в течение 2,5 ч в мольном соотношении тетрапропиленпентамин и олеиновая кислота равном 1:2,1 с последующим взаимодействием полученного бис-имидазолина с окисью этилена при температуре 45°С в мольном соотношении бис-имидазолин на основе тетрапропиленпентамина и окись этилена равном 1:1,05.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии, в частности малоуглеродистой стали в солянокислых средах и может быть использовано при кислотных обработках скважин, отмывке оборудования от минеральных отложений или травлении металлов. Состав для ингибирования кислотной коррозии стали содержит гидрохлорид тиосемикарбазида на полиэтиленполиаминной матрице, полученный конденсацией тиосемикарбазида на полиэтиленполиаминной матрице с легким талловым маслом и последующей обработкой раствором НСl.
Наверх