ИНГИБИТОР КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ В НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СРЕДАХ

ИНГИБИТОР КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ В НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СРЕДАХ


RU (11) 2023052 (13) C1

(51) 5 C23F11/04, C23F11/10 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 28.02.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5051721/26 
(22) Дата подачи заявки: 1992.06.05 
(45) Опубликовано: 1994.11.15 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Долинкин В.И., Каношин И.Д. и др. Обзор "Современное состояние и перспективы производства и потребления ингибиторов коррозии металлов нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности в СССР и за рубежом", ЦНИИТТЭНефтехим, 1979, сер. Техника безопасности и охрана труда в нефтеперерабатывающей промышленности. Золотова С.А., Новосельская Г.В. и др. Ингибирующие свойства масла ПОД//Лакокрасочные материалы и их применение, 1983, N 2, с.13-14. Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов, Л.: Химии, 1968. 
(71) Заявитель(и): Федорова Т.А.; Медведев А.Д.; Ефимова Г.А.; Аверьянов Ю.А.; Герасименко В.И.; Сабитов С.С.; Иванова М.Г.; Подгородецкая В.А. 
(72) Автор(ы): Федорова Т.А.; Медведев А.Д.; Ефимова Г.А.; Аверьянов Ю.А.; Герасименко В.И.; Сабитов С.С.; Иванова М.Г.; Подгородецкая В.А. 
(73) Патентообладатель(и): Федорова Татьяна Александровна; Медведев Александр Дмитриевич 

(54) ИНГИБИТОР КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ В НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СРЕДАХ 

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в нефте-и газодобывающей промышленности, конкретно для защиты оборудования нефтедобычи от кислотной коррозии, в том числе и от сероводородной. Сущность изобретения: ингибитор содержит кислородсодержащие отходы производства капролактама, в качестве которых использован куб ректификации продуктов окисления циклогексана и дегидрирования циклогексанола или его смесь со спиртовой фракцией производства капролактама, и азотсодержащую добавку, в качестве которой содержит моноэтаноламин или азотсодержащие отходы производства аммиака или капролактама при массовом соотношении кислорода и азотсодержащего компонента в смеси 2,5 - 1:1. 3 з.п. ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в нефте- и газодобывающей промышленности, конкретно для защиты оборудования нефтедобычи от кислотной коррозии, в том числе и от сероводородной.

Из уровня техники известно большое число композиций ингибиторов кислотной коррозии металлов, включающих азот-, серу-, фосфорсодержащие и непредельные соединения.

Наибольший практический интерес из них представляют ингибиторы коррозии, производимые на основе отходов нефтехимических производств. Вовлечение отходов производства в синтез ингибиторов позволяет существенно расширить сырьевую базу, снизить себестоимость, а также повысить эффективность основного производства.

Известен ингибитор атмосферной коррозии, представленный на основе отходов производства капролактама, а именно тяжелой фракции, полученной после вакуумного выделения циклогексанона и циклогексанола из кубового остатка ректификации побочных продуктов окисления циклогексана и дегидрирования циклогексанола (масло ПОД).

К недостатку композиции следует отнести ее высокую эффективность как ингибитора кислотной коррозии в нефтяных средах, большое количество отходов при получении ингибитора, так как используется лишь часть масла ПОД.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является композиция ингибитора кислотной коррозии в нефтепромысловых средах, содержащая отход производства капролактама и азотсодержащую добавку.

Большие объемы потребления ингибиторов кислотной коррозии в нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленности диктуют необходимость разработки композиции ингибитора, отличающейся высокой эффективностью защиты, низкой себестоимостью производства, доступностью сырьевых источников.

Поставленная цель достигается тем, что ингибитор кислотной коррозии в нефтепромысловых средах содержит кислородсодержащие отходы производства капролактама и азотсодержащую органическую добавку, причем эти отходы содержат куб ректификации продуктов окисления циклогексана и дегидрирования циклогексанола или его смесь со спиртовой фракцией производства капролактама, взятых в массовом соотношении 4:1, а в качестве азотсодержащей добавки - моноэтаноламин или отходы производства аммиака, или капролактама при массовом соотношении кислорода и азотсодержащих компонентов в смеси 2,5-1: 1. При этом в качестве азотсодержащих отходов производства аммиака используют кубовый остаток моноэтаноламинной очистки газов, а в качестве отходов производства аммиака используют кубовых остаток моноэтаноламинной очистки газов, а в качестве отходов производства капролактама используют кубовый продукт дистилляции производства капролактама.

Сопоставительный анализ с композицией по прототипу позволяет сделать вывод, что предлагаемая композиция ингибитора коррозии отличается от известной введением новых компонентов, а именно в качестве кислородсодержащих отходов производства капролактама используется куб ректификации продуктов окисления и дегидрирования циклогексанола (масло ПОД), смесь с органическим растворителем - спиртовой фракцией производства капролактама (СФПК), взятых в массовом соотношении 4:1. В качестве азотсодержащей добавки использованы моноэтаноламин или азотсодержащие отходы производства аммиака (кубовый остаток моноэтаноламинной очиcтки газов) или капролактама (кубовый оcтаток дистилляции капролактама).

Таким образом заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных составов ингибиторов кислотной коррозии показал, что некоторые введенные в предлагаемую рецептуру компонентов известны, однако, ингибирующие функции их слабо выражены (см. таблицу, примеры 2 и 3).

При этом специальными исследованиями, осуществленными в последнем случае, доказано, что антикоррозионные свойства масла ПОД как индивидуального компонента, равно как и при его механическом введении в рецептуру лакокрасочного покрытия, практически не проявляются. Защитные свойства масла ПОД проявляются лишь при использовании специальной технологии его введения в композицию.

Данные, представленные в таблице, показывают, что компоненты предлагаемой рецептуры образуют синергическую смесь, позволяющую значительно повысить эффективность защиты от коррозии в различных нефтепромысловых средах.

Таким образом, на основании вышеизложенного можно сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

В результате реализации изобретения достигается следующий технический и социально-экономический эффект:

предлагаемый ингибитор обеспечивает высокую эффективность защиты от коррозии в углеводородных, водных, а также двухфазных средах в широком температурном диапазоне использования (от -40 до +60оС);

производство ингибитора базируется на доступной сырьевой базе, включающей не находящие в настоящее время квалифицированного использования отходы крупнотоннажного производства. Это позволяет заметно снизить себестоимость производства ингибитора относительно известных аналогов (дешевое сырье, организация производства по месту нахождения сырьевых источников, экономия энергетических средств на утилизацию отходов и т.п.), и одновременно существенно улучшить технико-экономическую эффективность основного производства (капролактама);

квалифицированное использование основных крупнотоннажных отходов производства капролактама существенно улучшает экономические показатели технологии.

Для экспериментальной проверки предлагаемой композиции ингибитора были приготовлены 16 образцов, 8 из которых показали оптимальные результаты. Результаты представлены в таблице примеров.

В качестве кислородсодержащих отходов производства капролактама использовали "масло ПОД", соответствующее ТУ 113-03-476-89 или его смесь со спиртовой фракцией производства капролактама (СФПК), соответствующей ТУ 113-03-10-5-85. Масло ПОД представляет собой остаток ректификации продуктов окисления циклогексана и дегидрирования циклогексанола. Продукт содержит в своем составе сложные эфиры карбоновых кислот, легколетучие компоненты (низкомолекулярные спирты и альдегиды), циклогексанол, циклогексанон, циклогексилиден-циклогексанол, тяжелые высококипящие продукты поликонденсации и полимеризации. Введение СФПК в композицию в соотношении масло ПОД: СФПК = 4:1, наряду с улучшением эффективности защиты, позволяет заметно улучшить эксплуатационные характеристики рецептуры, расширить температурный диапазон ее применения (см. примеры 10 и 12).

В качестве азотсодержащей органической добавки использовали или моноэтаноламин (ТУ 6-02-915-84), или азотсодержащие отходы производства аммиака или капролактама, конкретно кубовый остаток моноэтаноламинной очистки газов производства аммиака (имеющий состав, мас.%: моноэтаноламин 40-80, вода 15-50, примеcи 5-15), который в настоящее время сжигается, или кубовый продукт дистилляции капролактама, соответствующий ТУ 113-03-10-6-84.

Для снижения вязкости ингибитора в его состав может быть введена также и добавка поверхностно-активного вещества типа оксиэтилированных алкилфенолов, например ОП-7 или ОП-10. Указанная добавка может быть введена в композицию в количестве до 5 мас.% от массы ингибитора.

Ингибитор получают простым смешением ингредиентов при температуре 20-60оС и времени перемешивания 2-4 ч. Оптимальная концентрация ингибитора в водонефтяной эмульсии составляет 50-200 мг/л.

Испытание ингибирующих свойств предлагаемого ингибитора осуществляли по стандартной методике (ГОСТ 9,506-87, раздел 2 ОСТ 14-15-15-7-85) со следующими изменениями:

в качестве контрольных образцов использовали плоские образцы (пластины) стали Ст. 3 по ГОСТу 380-91, размером 50х20х2 мм, с отверстиями на одном конце диаметром 4 мм;

в качестве реакционной среды использовали высокоминерализованную нефтепромысловую среду с ПО "Куйбышевнефть", со следующей характеристикой: содержание сероводорода от 140 до 600,0 мг/л, рН 5,4-6,2, плотность 1,025-1,162 г/см3, степень минерализации 100-250 г/л, а также среду NaCE; содержание сероводорода 1156 мг/л, рН 3,35;

испытания проводили гравиметрическим и электрохимическим методами в динамическом режиме;

продолжительность испытания 6 ч при 20 и 60оС. Концентрация ингибитора в испытуемом потоке составляла 50-200 мг/л.

Компонентный состав ингибитора и результаты коррозионных испытаний приготовленных образцов представлены в таблице примеров.

В примерах 1-6 приведены результаты испытаний образца ингибитора-прототипа (пример 1) и индивидуальных компонентов предлагаемой рецептуры (примеры 2-6). Как видно из приведенных данных, индивидуальные компоненты проявляют низкий защитный эффект. Наибольшая степень защиты 50,9-55,3% достигается лишь в случае применения моноэтаноламина или кубового остатка МЭА при содержании их в потоке не менее 200 мг/л. При соотношении масло ПОД:азотсодержащий компонент ниже 1:1 (пример 8) защитный эффект снижается, при - выше 1,5:1 (пример 11) не повышается больше 85%. При оптимальном соотношении масло ПОД: азотсодержащий компонент 1-2,5:1 достигается максимальный защитный эффект 87,8-100% при концентрации ингибитора 50-200 мг/л (примеры 7, 9, 10, 14, 15 и 16).

Примеры 12 и 13 иллюстрируют улучшение эксплуатационных характеристик (температуры застывания и вязкости) при введении СПФК и ОП-7.

Таким образом, из таблицы следует, что компоненты предлагаемой рецептуры образуют синергическую смесь, позволяющую заметно повысить эффективность защиты в минерализованном угленосном потоке, по сравнению с ингибирующей способностью индивидуальных компонентов или ингибитора-прототипа. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. ИНГИБИТОР КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ В НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СРЕДАХ, включающий кислородсодержащий отход производства капролактама и азотсодержащую органическую добавку, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего отхода производства он содержит куб ректификации продуктов окисления циклогексана и дегидрирования циклогексанола или его смесь со спиртовой фракцией производства капролактама, а в качестве азотсодержащей добавки - моноэтаноламин или азотсодержащие отходы производства аммиака или капролактама при массовом соотношении кислород-и азотсодержащих компонентов в смеси 2,5 - 1:1.

2. Ингибитор по п.1, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащих отходов производства аммиака использован кубовый остаток моноэтаноламиновой очистки газов.

3. Ингибитор по п.1, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащих отходов производства капролактама использован кубовый остаток дистилляции капролактама.

4. Ингибитор по п.1, отличающийся тем, что массовое соотношение компонентов в смеси куба ректификации продуктов окисления циклогексана и дегидрирования циклогексанола и спиртовой фракции производства капролактама составляет 4 : 1.