Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2452795

(19)

RU

(11)

2452795

(13)

C2

(51) МПК C23F11/04 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 27.08.2012 - действует Пошлина: учтена за 3 год с 01.01.2012 по 31.12.2012

(21), (22) Заявка: 2009149808/02, 31.12.2009

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

31.12.2009

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 31.12.2009

(43) Дата публикации заявки: 10.07.2011

(45) Опубликовано: 10.06.2012

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: RU 2207402 C1, 27.06.2003. ТУ 6-01-147-67 Ингибитор коррозии В-2, 24.03.1968. RU 2096524 C1, 20.11.1997. DE 3337523 A1, 25.04.1985.

Адрес для переписки:

450054, г.Уфа-54, пр. Октября, 71, Учреждение Российской академии наук Институт органической химии Уфимского научного центра РАН

(72) Автор(ы):

Юнусов Марат Сабирович (RU),

Сафиуллин Рустам Лутфуллович (RU),

Абдрахманов Ильдус Бариевич (RU),

Мустафин Ахат Газизьянович (RU),

Хуснутдинов Раиль Альтафович (RU),

Хуснитдинов Рамиль Нуритдинович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Учреждение Российской академии наук Институт органической химии Уфимского научного центра РАН (RU)

(54) ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ СТАЛИ В МИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДНОЙ ФАЗЕ ВОДНО-НЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в нефтяной отрасли ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии оборудования, контактирующего с минерализованной водной фазой водно-нефтяных эмульсий, содержащих сероводород. Ингибитор содержит, мас.%: аммиак в виде аммиака водного или жидкого аммиака 8,98-13,2, аллилгалогенид в виде аллила хлористого или металлила хлористого 20,21-35,28, формальдегид в виде формалина или параформальдегида 7,93-11,70 и растворитель в виде водорастворимого спирта, или воды, или их смеси до 100. Технический результат - повышение эффективности ингибиторов коррозии стали в минерализованной водной фазе водно-нефтяных эмульсий, содержащих сероводород. 2 табл., 3 пр.

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в минерализованной водной фазе водно-нефтяных эмульсий ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии оборудования, контактирующего с минерализованной водной фазой водно-нефтяных эмульсий, содержащих сероводород, т.е. в нефтяной отрасли.

Известно много ингибиторов коррозии на основе производных формальдегида, аминов и различных органических соединений: продукт конденсации амина с альдегидом (ТУ 6-02-7-138-80. Ингибитор ГМУ. Введ. 01.01.80.13 с); смеси азотсодержащего и формальдегидсодержащего соединения (RU 2259424 C1, 27.08.2005); продукт конденсации бензиламина с уротропином (ТУ 6-02-1192-79. Ингибитор коррозии БА-6. Введ. 01.01.80.13 с); ингибитор коррозии, содержащий этоксилированный продукт конденсации алкилфенолов, полиалкилен-полиаминов и формальдегида (RU 2063478 C1, 25.02.1993); состав, состоящий из продукта конденсации моно- и дихлорфенолов с формальдегидом и диметиламином (RU 2092612 C1, 11.10.1995).

Однако указанные ингибиторы не обладают высокой эффективностью защиты в минерализованной водной фазе водно-нефтяных эмульсий, содержащих сероводород. Ближайшим аналогом по структуре и эффективности является ингибитор коррозии B-2, представляющий собой продукт конденсации аммиака и кубовых остатков от разгонки бензилхлорида с альдегидом (ТУ 6-01-147-67. «Ингибитор коррозии B-2» Введ. 24.03.68. 11 с.)

Недостатком указанного ингибитора является низкая его эффективность в минерализованной водной фазе водно-нефтяных эмульсий, содержащих сероводород.

Заявленное техническое решение направлено на повышение эффективности ингибиторов коррозии стали в минерализованной водной фазе водно-нефтяных эмульсий, содержащих сероводород.

В заявленном техническом решении это достигается составом для ингибирования коррозии стали в минерализованной водной фазе водно-нефтяных эмульсий, включающем аммиак - в виде аммиака водного (25%-ный водный раствор) или жидкого аммиака; аллилгалогенид - аллил хлористый или металлил хлористый, формальдегид - в виде формалина или параформальдегида, и в качестве растворителя - водорастворимый спирт, или воду, или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Аммиак (аммиак водный или жидкий аммиак)

8.98-13.2

Аллилгалогенид (аллил хлористый

или металлил хлористый)

20.21-35.28

Формальдегид (формалин или параформальдегид)

7.93-11.70

Водорастворимый спирт, или вода, или их смесь

до 100

Композицию готовят следующим образом. В емкость с мешалкой загружают расчетное количество аммиака (водный аммиак или жидкий аммиак), аллил-хлорид (аллил хлористый или металлил хлористый) и растворитель, перемешивают при температуре 35-45°C в течение 2-3 часов. Далее в полученную смесь постепенно вводится расчетное количество формальдегида (формалин или параформальдегид) с последующим перемешиванием еще в течение 2-3 часов. Готовый продукт имеет следующие параметры.

Жидкость от светло-коричневого до темно-коричневого цвета.

Плотность 0,999-1,053 г/см 3 .

Температура застывания - от минус 31° до минус 45°C.

Испытания защитного действия заявляемой композиции в качестве ингибитора коррозии стали в минерализованной водной фазе водно-нефтяных эмульсий проводили в лабораторных условиях гравиметрическим методом в соответствии с ГОСТ 9.506-87 «Ингибиторы коррозии металлов в водно-нефтяных средах». В качестве рабочих сред использовали смесь модели минерализованной воды (ММВ) и нефти или модели нефти (гексан или гептан) в соотношении 80:20. В качестве ММВ использовали водно-солевую смесь состава, г/л: NaCl - 163,00; CaCl 2 ·6H 2 O - 34,00; MgCl 2 ·2H 2 O - 17,0; CaSO 4 ·2H 2 O - 0,14. Содержание H 2 S составляло 1200 мг/л. В качестве образцов-свидетелей использовали образцы стали марки 3 (ГОСТ 380-90).

Испытания проводили следующим образом: в два стеклянных сосуда, снабженных перемешивающим устройством и нижним тубусом с краном, заливали нефть (или модель нефти: гексан или гептан) и раствор минерализованной пластовой воды в предусмотренном соотношении, перемешивали в течение 5 минут со скоростью, обеспечивающей образование эмульсии. В один из сосудов дозировали исследуемый ингибитор и продолжали перемешивание в обоих сосудах в течение 30 минут, после чего эмульсию отстаивали до разделения фаз.

Обезжиренные и высушенные до постоянного веса образцы из стали 3 помещали в минерализованные водные фазы водно-нефтяных эмульсий, полученные по вышеописанной методике, на 6 часов при 20°C. По истечении времени выдерживания образцы погружали на 5-10 минут в раствор щелочи, промывали проточной водой и сушили до постоянного веса. Далее образцы взвешивали с точностью до 0,0002 г.

Скорость коррозии (p), степень защиты стали от коррозии (Z) определяли в соответствии с формулами (1) и (2)

где m1-m2 - изменение массы, г;

S - площадь образца, м 2 ;

t - время испытания, ч.

где p1 - скорость коррозии в среде без ингибитора, г/м 2 ч;

р2 - скорость коррозии в ингибированной среде, г/м 2 ч.

Сущность заявляемого технического решения подтверждается примерами конкретного выполнения.

Пример 1.

В емкость с мешалкой загружается 8.98 г (8.98%) аммиака жидкого, 20,21 г (20,21%) аллила хлористого и 49.38 г (49.38%) растворителя (39.38 г воды и 10 г этилового спирта), перемешивается при температуре 35-45°C в течение 2 часов. Далее в полученную смесь постепенно вводится 21,43 г (в пересчете на формальдегид 7,93%) формалина с последующим перемешиванием еще в течение 2 часов. Полученный продукт имеет следующие параметры.

Жидкость коричневого цвета.

Плотность - 0,999 г/см 3 .

Температура застывания - минус 31°C.

Пример 2.

Испытания эффективности защитного действия полученной композиции в качестве ингибитора коррозии стали проводили по вышеописанной методике.

В минерализованной водной фазе, содержащей 1200 мг/л H 2 S, скорость коррозии без ингибитора составляет 0,90 г/м 2 ч, а в присутствии 200 мг/л заявляемой композиции (далее реагента) - 0,018 г/м 2 ч.

Степень защиты от коррозии в указанных условиях составляет 98.0%.

Пример 3.

Испытания эффективности защиты от коррозии прототипом (ингибитор В-2) проводили аналогично примеру 2. Скорость коррозии стали в минерализованной водной фазе с содержанием H 2 S 1200 мг/л составляет 0,90 г/м 2 ч без реагента и 0,486 г/м 2 ч в присутствии 200 мг/л прототипа. Степень защиты в указанных условиях составляет 46,0%.

В таблице 2 представлены остальные примеры испытания заявляемой композиции в качестве ингибитора коррозии стали.

Результаты испытаний, приведенные в таблице 2, свидетельствуют о высокой эффективности заявляемой композиции в качестве ингибитора коррозии стали в минерализованной водной фазе водно-нефтяных эмульсий, содержащих сероводород. Наиболее высокая эффективность защиты наблюдается при концентрациях аммиака в композиции от 8.98 до 13.25%. При снижении содержания аммиака ниже 8.98% эффективность защиты резко уменьшается, а при повышении содержания аммиака выше 13.25% эффективность защиты существенно не увеличивается. Наиболее высокая эффективность достигается при концентрации заявляемой композиции от 50 до 200 мг/л. При повышении концентрации композиции выше 200 мг/л степень защиты существенно не меняется, а при понижении концентрации композиции ниже 50 мг/л наблюдается резкое снижение степени защиты.

Таблица 1

Примеры приготовления композиций ингибитора коррозии

Исходные данные для приготовления композиции

Показатели полученной композиции

Композиции

Ам

АГ

ФД

P

Цвет

Плотность, г/см 3

T заст., °C

АВ

АЖ

АХ

МАХ

ФА

ПФД

ВА

СП

1

8.98

20.21

21.43

39.38

10.0 эс

Коричневый

0.999

-31

2

40

22.5

23.84

10.0

3.66 мс

Темно-кор.

1.015

-33

3

44.8

25.2

9.88

15.0

5.12 пс

Светло-кор.

1.024

-35

4

12.2

32.47

29.08

13.0

13.25 эс

Коричневый

1.04

-39

5

13.25

35.27

31.62

10.0

9.86 мс

Темно-кор.

1.053

-43

6*

32.0

18.0

19.08

15.0

15.92 эс

Светло-кор.

0.98

-30

7*

14.0

37.26

33.38

7.0

8.36 мс

Темно-кор.

1.067

-45

Примечания: Ам - аммиак, АГ - аллилгалогенид; ФД - формальдегид; Р - растворитель; АВ - аммиак водный; АЖ - аммиак жидкий; АХ - аллил хлористый; МАХ - металлил хлористый; ФА - формалин; ПФД - параформальдегид; ВА - вода; СП - спирт; ЭС - этиловый спирт; МС - метиловый спирт; ПС - пропиловый спирт; 6* и 7* - запредельные значения состава композиции

Таблица 2

Результаты испытания композиций ингибитора коррозии

примера

композиции

Концентрация ингибитора, мг/л

Скорость коррозии, г/м 2 ч

Степень защиты, %

Контроль

0.90

2

1

200

0.018

98.0

3

прототип

200

0.486

46.0

4

1

100

0.036

96.0

5

1

50

0.0558

93.8

6

2

200

0.0216

97.6

7

2

100

0.0423

95.3

8

2

50

0.0585

93.5

9

3

200

0.027

97.0

10

3

100

0.09

95.2

11

3

50

0.0612

93.2

12

4

200

0.0171

98.1

13

4

100

0.0333

96.3

14

4

50

0.0639

92.9

15

5

200

0.0162

98.2

16

5

100

0.0369

95.9

17

5

50

0.0603

93.3

18

6

200

0.0126

86.0

19

6

100

0.01962

78.2

20

6

50

0.0279

69.0

21

7

200

0.01755

98.05

22

7

100

0.0351

96.1

23

7

50

0.0594

93.4

24

Прототип

100

0.576

36,0

Преимущества заявляемой композиции в качестве ингибитора коррозии стали по сравнению с прототипом состоят в следующем.

1. Высокая степень защиты от коррозии заявляемой композиции (92.9-98,2%) по сравнению с прототипом (36,0-46.0%).

2. Снижение скорости коррозии стали в присутствии заявляемой композиции в 14-52.6 раза, а в присутствии прототипа - 1.56-1.85 раза.

3. Эффективными дозировками заявляемой композиции являются 50-200 мг/л (степень защиты 92,9-98,2%), а в прототипе даже при дозировках 200 мг/л степень защиты не превышает 46,0%.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что заявляемая композиция является эффективным ингибитором коррозии стали в минерализованной водной фазе водно-нефтяных эмульсий, содержащих сероводород, т.е. может найти применение в нефтяной отрасли.

Формула изобретения

Ингибитор коррозии стали в минерализованной водной фазе водно-нефтяных эмульсий, отличающийся тем, что он содержит аммиак в виде аммиака водного или жидкого аммиака, аллилгалогенид в виде аллила хлористого или металлила хлористого, формальдегид в виде формалина или параформальдегида и растворитель в виде водорастворимого спирта или воды или их смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

аммиак водный или жидкий аммиак

8,98-13,2

аллил хлористый или металлил хлористый

20,21-35,28

формалин или параформальдегид

7,93-11,70

водорастворимый спирт или вода или их смесь

до 100