"Procédé de préparation d'un inhibiteur de dépôts de sels minéraux et inhibiteur de dépôts obtenu par ledit procédé"
<EMI ID=1.1>
2) NINA MIKHAILOVNA DYATLOVA,
2-y Samotechny pereulok, 4, korpus I, kv.4, MOSCOU. (U.R.S.S.),
3) NATALYA EVGENIEVNA KHÀVCHENKO,
ulitsa Chugunnye Vorota, 5, korpus 3, kv. 47, MOSCOU. (U.R.S.S.),
4) LJUDMILA VASILIEVNA KRINITSKAYA,
ulitsa Scherbakovskaya, 7, kv. 74, MOSCOU. (U.R.S.S.),
5) LEONID TERENTIEVICH DYTJUK,
ulitsa Narodnaya, 13, kv. 51, ORENBURG. (U.R.S.S.),
6) RAFAIL KHAKIMOVICH SAMAKAEV,
ulitsa Chkalova, 28, kv. 70, ORENBURG. (U.R.S.S.),
7) VLADIMIR IVANOVICH GUSEV,
ulitsa Ulyanovykh 57/2, kv. 20, KAZAN. (U.R.S.S.),
8) LEONID IVANOVICH KUTYANIN,
ulitsa Zoi Maresovoi, 15, kv. 21, VOLGOGRAD. (U.R.S.S.),
9) NIKOLAI ANISIMOVICH DOBRORADNYKH,
ulitsa Generala Shumilova, 31, kv. 44, VOLGOGRAD. (U.R.S.S.),
10) EVGENY DMITRIEVICH KISIL,
bulvar Engelsa, 10, kv. 168, VOLGOGRAD. (U.R.S.S.),
11) YAKOV LEONIDOVICH USKACH,
ulitsa Pisemskogo, 22, kv. 12, VOLGOGRAD. (U.R.S.S.),
12) NIKOLAI VIKTOROVICH MATIEVSKY,
ulitsa Bystrova, 80a, kv. 24, VOLGOGRAD. (U.R.S.S.).
La présente invention se rapporte à la chimie des composés organophosphorés et a notamment pour objet un procédé de préparation d'un inhibiteur de dépôts de sels minéraux, qui est susceptible d'être utilisé notamment dans les systèmes de préparation d'eaux, dans les déminéralisateurs d'eaux, dans les procédés d'extraction, de transport et de préparation d'huile brute et de gaz naturel.
On connaît déjà un procédé de préparation d'un
<EMI ID=2.1>
d'inhibiteur de dépôts de sels minéraux, consistant en une interaction de polyéthylènepolyamines, de formaldéhyde et
<EMI ID=3.1>
d'acide chlorhydrique (cf. certificat d'auteur URSS n[deg.] 401692 C 08 G 33/06, 1974).
Un inconvénient de ce procédé connu consiste en ce que l'inhibiteur obtenu manifeste une basse efficacité protectrice contre les dépôts de sulfate de baryum. En outre, 'ledit procédé est caractérisé par une haute température d'exécution de la synthèse.
Le procédé le plus proche, par son principe technique et par l'effet obtenu, du procédé faisant l'objet de l'invention est un procédé de préparation d'un inhibiteur de dépôts de sels minéraux, qui consiste à soumettre un mélange contenant des amines (polyèthylènepolyamine, monoéthanolamine),du chlorure d'ammonium et uncarbamide à un traitement dans un milieu aqueux avec le formaldéhyde et le trichlorure de
phosphore à une température de 98 à 100[deg.]C, avec extraction par distillation subséquente de l'acide chlorhydrique obtenu à partir du milieu réactionnel et neutralisation dudit milieu réactionnel par un hydroxyde de métal alcalin, par exemple l'hydroxyde de sodium, jusqu'à un pH de 3,7 à 3,8 (cf. certificat d'auteur URSS n[deg.] 791645, classe internationale C02 F 5/12, 1980).
Un inconvénient de ce procédé réside en l'utilisation de températures élevées pour la réalisation du processus. En outre, l'inhibiteur de dépôts de sels minéraux obtenu par le procédé considéré est insuffisamment efficace contre les dépôts de sulfate de baryum.
La présente invention vise à suppimer les inconvénients précités.
On s'est donc proposé de créer un procédé permettant d'obtenir un inhibiteur présentant une haute efficacité protectrice contre les dépôts de sulfate de baryum, avec conservation de propriétés protectrices élevées contre les dépôts d'autres sels minéraux, par exemple de sulfate et de carbonate de calcium, et qui aurait une basse température
de synthèse.
Ce problème est résolu par un procédé de préparation d'un inhibiteur de dépôts de sels minéraux par interaction d'aminés, de formaldéhyde et de trichlorure de phosphore dans un milieu aqueux sous chauffage, avec extraction par distillation ultérieure de l'acide chlorhydrique formé à partir de la masse réactionnelle et neutralisation de ladite masse réactionnelle, étant entendu que, suivant l'invention, on utilise à titre d'amines le diamino-1,3 propanol-2 et/ou des dérivés de diamino-1,3 propanol-2 de formule générale :
<EMI ID=4.1>
dans laquelle n=2 à 20,
et on réalise l'interaction des réactifs indiqués à une température de 35 à 50[deg.]C et on conduit la neutralisation de
la masse réactionnelle jusqu'à un pH non inférieur à 6.
L'effet protecteur dû à la mise en oeuvre de l'inhibiteur obtenu par le procédé connu (certificat d'auteur
URSS n[deg.] 791645) contre les dépôts de sulfate de baryum constitue 7,0 à 68,0 %, alors que l'inhibiteur obtenu suivant le procédé revendiqué assure un effet protecteur de 71,0 à 100 %.
En outre, l'inhibiteur obtenu par le procédé revendiqué assure un effet protecteur élevé contre les dépôts d'autres sels minéraux, par exemple de sulfate et de carbonate de calcium.
Le procédé revendiqué de préparation de l'inhibiteur
de dépôts de sels minéraux se distingue des procédés connus
par sa moindre consommation d'énergie.
Ainsi, par exemple, si le procédé de synthèse de l'inhibiteur d'après le certificat d'auteur URSS n[deg.] 726123
est réalisé à une température de 98 à 100[deg.]C, par contre,
dans le procédé revendiqué, on conduit les opérations à 35-50[deg.]C.
La réalisation de l'interaction des composants de
départ pour l'obtention de l'inhibiteur de dépôts de sels
minéraux (le processus de phosphonométhylation) à des températures inférieures à 35[deg.]C conduit à une décélération de la réaction ou à une phophonométhylation incomplète des amines
de départ (diamino-l,3-propanol-2 et/ou dérivés de diamino-1,3 propanol-2 de formule générale précitée). La réalisation du processus à des températures au-dessus de 50[deg.]C est également indésirable étant donné que le processus de phosphonométhylation est une réaction très fortement exothermique et
qu'il est extrêmement compliqué de régler la réaction en
question à des températures élevées.
La réalisation du processus de neutralisation de la
masse réactionnelle jusqu'à des valeurs de pH inférieures à 6,
<EMI ID=5.1>
tecteur contre les dépôts de sulfate de baryum.
L'invention sera mieux comprise et d'autres caracté-ristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront
mieux à la lecture de la description qui va suivre d'un
mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif.
Le procédé revendiqué de préparation de l'inhibiteur
de dépôts de sels minéraux est mis en oeuvre de la manière suivante.
On ajoute à la solution aqueuse de diamino-1,3 propanol-2 ét/ou de dérivé de diamino-1,3 propanol-2 de formule générale
<EMI ID=6.1>
où n=2 à 20,
en qualité duquel on peut utiliser tant des amines individuelles que des mélanges de celles-ci. On introduit le formaldéhyde et le trichlorure de phosphore. On porte ensuite
la température de la masse réactionnelle à 35-50[deg.]C et on
la maintient à cette température pendant 3-6 heures.
On réalise après cela l'extraction par distillation
de l'acide chlorhydrique à partir de la masse réactionnelle
et on conduit la neutralisation de ladite masse réactionnelle jusqu'à un pH non inférieur à 6 par un hydroxyde de métal alcalin ou par le gaz ammoniac.
On obtient le diamino-1,3 propanol-2 et/ou des dérivés de diamino-1,3 propanol-2-de formule générale indiquée
plus haut, utilisés dans le procédé revendiqué, par interaction de l'épichlorhydrine avec un excès d'ammoniac introduit sous forme d'une solution aqueuse, à une température de 10 à 30[deg.]C, pendant 1/4 d'heure à 6 heures, avec neutralisation subséquente de l'hydrogène chloré dégagé avec une solution aqueuse d'alcali, éliminiation de l'ammoniac non entré en réaction, et distillation sous vide de la masse réactionnelle (cf. brevet USA
n[deg.] 3.432.553, classe 260-585).
Plusieurs exemples concrets mais non limitatifs de mise en oeuvre du procédé de l'invention sont décrits ciaprès.
Exemple 1
On place dans un réacteur émaillé muni d'un réfrigérant à reflux, de dispositifs d'agitation, de chauffage et de refroidissement, de mesure de la température et du pH,
31 kg de diamino-1,3 propanol-2 et 69 kg d'eau. Ensuite on place dans le réacteur, sous agitation, 84 kg de formaldéhyde et 142 kg de trichlorure de phosphore. Une fois les réactifs introduits, on porte la température dans le réacteur à 45[deg.]C et on abandonne la masse réactionnelle pendant 4 heures. Après refroidissement de la masse réactionnelle, on chasse par distillation l'acide chlorhydrique à raison de 98 % calculés en hydrogène chloré (l'hydrogène chloré se forme au cours de l'hydrolyse du trichlorure de phosphore, favorisant la formation d'un pH acide de la solution, nécessaire pour le dérou-
<EMI ID=7.1>
par distillation de l'acide chlorhydrique terminée, on amène dans la masse réactionnelle, par pettites portions, une solution à 42 % d'hydroxyde de sodium jusqu'à obtention d'un pH de 7,5.
On obtient en définitive 436 kg d'inhibiteur de dépôts de sels minéraux.
Exemple 2
On prépare l'inhibiteur de dépôts de sels minéraux d'une manière analogue à celle de l'exemple 1, à cette seule différence près que,à titre d'amines, on utilise un mélange de diamino-1,3 propanol-2 (n=l) et de dérivés de diamino-1,3 propanol-2 de formule générale indiquée, dans laquelle n=6 à 10, les proportions des produits dans le mélange étant les suivantes (en masse) :
<EMI ID=8.1>
On conduit le processus de phophonométhylation à la température de 35[deg.]C pendant 6 heures. Après refroidissement de la masse réactionnelle, on chasse par distillation l'acide chlorhydrique à raison de 85 % calculés en hydrogène chloré. Ensuite on amène dans la masse réactionnelle, par petites portions, une solution à 42 % d'hydroxyde de potassium pour créer un pH égal à 6.
On obtient en définitive 395 kg d'inhibiteur de dépôts de sels minéraux.
Exemple 3
On prépare l'inhibiteur de dépôts de sels minéraux d'une manière analogue à celle de l'exemple 1, à cette seule différence près que,à titre d'amines, on utilise des dérivés de diamino-1,3 propanol-2 de formule générale indiquée, dans laquelle n = 11 à 20.
On conduit le processus de phosphonométhylation à
la température de 50[deg.]C pendant 3 heures. Après refroidissement de la masse réactionnelle, on réalise l'extraction
par distillation de l'acide chlorhydrique à raison de 98 % calculés en hydrogène chloré. Ensuite, pour créer un pH de 7,0,on introduit dans la masse réactionnelle du gaz ammoniac.
On obtient en définitive 400 kg d'inhibiteur de dépôts de sels minéraux.
Exemple 4
On prépare l'inhibiteur de dépôts de sels minéraux d'une manière analogue à celle de l'exemple 1, à cette seule différence près que,à titre d'amine, on utilise un dérivé
de diamino-1,3 propanol-2 de formule générale indiquée, dans laquelle n= 20.
On conduit le processus de phosphonométhylation à
la température de 35[deg.]C pendant 4 heures. Après refroidissement de la masse réactionnelle, on chasse par distillation l'acide chlorhydrique à raison de 85 % calculés en hydrogène chloré. L'extraction par distillation terminée, on amène dans la masse réactionnelle, par petites portions)une solution à 42 % <EMI ID=9.1>
en définitive 380 kg d'inhibiteur de dépôts de sels minéraux.
Exemple 5
On prépare l'inhibiteur de dépôts de sels minéraux d'une manière analogue à celle de l'exemple 1, à cette seule différence près que, à titre d'aminés, on utilise un mélange de diamino-1,3 propanol-2 (n=l) et de dérivés de diamino-1,3 propanol-2 de formule générale indiquée, dans laquelle n=2 à
20, les proportions des produits dans le mélange étant les suivantes (en masse) :
<EMI ID=10.1>
<EMI ID=11.1>
Une fois l'extraction par distillation terminée, on amène dans la masse réactionnelle, par petites portions, une solution à
42 % d'hydroxyde de sodium pour porter le pH à 8,0.
On obtient en définitive 460 kg d'inhibiteur.
L'inhibiteur obtenu par le procédé revendiqué et l'inhbiteur obtenu d'après le certificat d'auteur URSS
n[deg.] 726123, ont été soumisà des essais pour déterminer leurs effets protecteurs respectifs contre les dépôts de sulfate
de baryum.
On évalue l'effet protecteur sur un modèle d'eau imitant les eaux de couche des gisements pétroliers, entras nant des dépôts de sulfate de baryum.
On prépare pour cela une solution aqueuse sursaturée de sulfate de baryum en mélangeant deux solutions I et II.
La caractéristique de la composition saline des solutions indiquées est résumée dans le Tableau �.
<EMI ID=12.1>
Les essais ont été conduits à la température de
<EMI ID=13.1>
saturée. La durée des essais était de 8 heures. L'effet protecteur contre les dépôts de sulfate de baryum a été déterminé par
<EMI ID=14.1>
<EMI ID=15.1>
<EMI ID=16.1>
P est la masse du dépôt de sulfate de baryum
après l'introduction de l'inhibiteur,g,
P est la masse du dépôt de sulfate de baryum
sans introduction de l'inhibiteur, g.
Le Tableau 2 ci-dessous résume les données sur l'effet protecteur contre les dépôts de sulfate de baryum de l'inhibiteur obtenu par le procédé revendiqué (exemples 1-5), et de l'inhibiteur obtenu selon le certificat d'auteur URSS n[deg.] 726123.
Tableau 2
<EMI ID=17.1>
Les données du Tableau 2 montrent que l'ihnibiteur obtenu par le procédé revendiqué a un effet protecteur sensiblement supérieur à celui de l'ihnibiteur obtenu par le procédé connu dans l'inhibition des dépôts de sulfate de baryum.
Ainsi, par exemple, une concentration de l'ihnibiteur obtenu par le procédé connu dans une solution sursaturée égale à 25 mg/1 assure un effet protecteur contre les dépôts de sulfate de baryum égal seulement à 30 %, et la même concentration d'inhibiteur obtenu par le procédé revendiqué garantit un effet protecteur égal à 90 %.
De plus, l'inhibiteur-obtenu par le procédé revendiqué et l'inhibiteur obtenu suivant le procédé connu d'après le certificat d'auteur URSS n[deg.] 726123, ont été essayés du point de vue de leur effet protecteur contre les dépôts d'autres sels minéraux, tels que le sulfate de calcium, le carbonate de calcium.
On a évalué ledit effet protecteur en introduisant dans 750 ml d'eau minéralisée de couche 10 mg/1 (en calculant par rapport au mélange d'amines phosphonométhylées) d'inhibiteur obtenu par les procédés connu et revendiqué, respectivement.
A cet effet, dans un cylindre en acier inoxydable, on a versé 200 ml d'eau minéralisée de couche contenant l'inhibiteur à raison de 10,0 mg/1, après quoi on a évaporé une partie de l'eau par chauffage.
Au cours de l'évaporation on a réalisé une addition continue des 550 ml restants d'eau minéralisée de couche, traitée par l'inhibiteur, en maintenant de ce fait le volume opératoire constant (égal à 200 ml). Dans tous les essais, le taux d'évaporation était de 2,75. A�titre d'eau minéralisée de couche on a utilisé une eau de composition suivante :
masse volumique de l'eau, g/cm<3> 1,055 minéralisation totale, équivalents
<EMI ID=18.1>
On juge de l'efficacité des inhibiteurs de dépôts de sels minéraux obtenus d'après le procédé connu et d'après le procédé revendiqué en -fonction de la quantité de dépôt formée sur les parois du cylindre. Le calcul de l'effet protecteur de l'inhibiteur de dépôts de sels minéraux se fait par la formule :
<EMI ID=19.1>
dans laquelle E est l'effet protecteur de l'inhibiteur, %
A est la masse des dépôts de sels minéraux
sur les parois du cylindre au cours de l'essai témoin (sans inhibiteur), g,
B est la masse des dépôts de sels minéraux
sur les parois du cylindre lors de la mise en oeuvre de l'inhibiteur, g.
Le Tableau 3 ci-après contient les données sur l'effet protecteur de l'inhibiteur obtenu suivant le procédé revendiqué dans les exemples 1 à 5, et de l'inhibiteur obtenu par le procédé connu, suivant le certificat d'auteur URSS
n[deg.] 726123.
Tableau 3
<EMI ID=20.1>
Il ressort du Tableau 3 que l'inhibiteur de dépôts sels minéraux obtenu par le procédé revendiqué est sensiblement plus efficace que l'inhibiteur obtenu par le procédé connu (suivant le certificat d'auteur URSS n[deg.] 726123).
"Process for the preparation of an inhibitor of deposits of mineral salts and inhibitor of deposits obtained by said process"
<EMI ID = 1.1>
2) NINA MIKHAILOVNA DYATLOVA,
2-y Samotechny pereulok, 4, korpus I, kv.4, MOSCOW. (U.R.S.S.),
3) NATALYA EVGENIEVNA KHÀVCHENKO,
ulitsa Chugunnye Vorota, 5, korpus 3, kv. 47, MOSCOW. (U.R.S.S.),
4) LJUDMILA VASILIEVNA KRINITSKAYA,
ulitsa Scherbakovskaya, 7, kv. 74, MOSCOW. (U.R.S.S.),
5) LEONID TERENTIEVICH DYTJUK,
ulitsa Narodnaya, 13, kv. 51, ORENBURG. (U.R.S.S.),
6) RAFAIL KHAKIMOVICH SAMAKAEV,
ulitsa Chkalova, 28, kv. 70, ORENBURG. (U.R.S.S.),
7) VLADIMIR IVANOVICH GUSEV,
ulitsa Ulyanovykh 57/2, kv. 20, KAZAN. (U.R.S.S.),
8) LEONID IVANOVICH KUTYANIN,
ulitsa Zoi Maresovoi, 15, kv. 21, VOLGOGRAD. (U.R.S.S.),
9) NIKOLAI ANISIMOVICH DOBRORADNYKH,
ulitsa Generala Shumilova, 31, kv. 44, VOLGOGRAD. (U.R.S.S.),
10) EVGENY DMITRIEVICH KISIL,
bulvar Engelsa, 10, kv. 168, VOLGOGRAD. (U.R.S.S.),
11) YAKOV LEONIDOVICH USKACH,
ulitsa Pisemskogo, 22, kv. 12, VOLGOGRAD. (U.R.S.S.),
12) NIKOLAI VIKTOROVICH MATIEVSKY,
ulitsa Bystrova, 80a, kv. 24, VOLGOGRAD. (U.R.S.S.).
The present invention relates to the chemistry of organophosphorus compounds and in particular relates to a process for the preparation of an inhibitor of mineral salt deposits, which can be used in particular in water preparation systems, in demineralizers of water in the extraction, transport and preparation of crude oil and natural gas.
A process for the preparation of a
<EMI ID = 2.1>
inhibitor of mineral salt deposits, consisting of an interaction of polyethylene polyamines, formaldehyde and
<EMI ID = 3.1>
hydrochloric acid (cf. USSR author's certificate n [deg.] 401692 C 08 G 33/06, 1974).
A drawback of this known method is that the inhibitor obtained manifests a low protective efficacy against barium sulphate deposits. In addition, the said process is characterized by a high temperature for performing the synthesis.
The closest process, by its technical principle and by the effect obtained, to the process which is the subject of the invention is a process for preparing an inhibitor of mineral salt deposits, which consists in subjecting a mixture containing amines (polyethylene polyamine, monoethanolamine), ammonium chloride and uncarbamide to a treatment in an aqueous medium with formaldehyde and trichloride
phosphorus at a temperature of 98 to 100 [deg.] C, with extraction by subsequent distillation of the hydrochloric acid obtained from the reaction medium and neutralization of said reaction medium with an alkali metal hydroxide, for example sodium hydroxide, up to a pH of 3.7 to 3.8 (see USSR author's certificate n [deg.] 791645, international class C02 F 5/12, 1980).
A disadvantage of this process lies in the use of high temperatures for carrying out the process. In addition, the inhibitor of mineral salt deposits obtained by the process considered is insufficiently effective against deposits of barium sulfate.
The present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks.
It has therefore been proposed to create a process making it possible to obtain an inhibitor having a high protective efficacy against deposits of barium sulphate, with preservation of high protective properties against deposits of other mineral salts, for example sulphate and calcium carbonate, which would have a low temperature
of synthesis.
This problem is solved by a process for the preparation of an inhibitor of deposits of mineral salts by interaction of amines, formaldehyde and phosphorus trichloride in an aqueous medium under heating, with extraction by subsequent distillation of the hydrochloric acid formed at starting from the reaction mass and neutralization of said reaction mass, it being understood that, according to the invention, 1,3-diamino-propanol-2 and / or derivatives of 1,3-diamino propanol- are used as amines 2 of general formula:
<EMI ID = 4.1>
where n = 2 to 20,
and the interaction of the indicated reagents is carried out at a temperature of 35 to 50 [deg.] C and the neutralization of
the reaction mass up to a pH of not less than 6.
The protective effect due to the use of the inhibitor obtained by the known process (author's certificate
USSR n [deg.] 791645) against barium sulphate deposits constitutes 7.0 to 68.0%, while the inhibitor obtained according to the claimed process provides a protective effect of 71.0 to 100%.
In addition, the inhibitor obtained by the claimed process provides a high protective effect against deposits of other mineral salts, for example sulphate and calcium carbonate.
The claimed process for the preparation of the inhibitor
of mineral salt deposits differs from known processes
by its lower energy consumption.
Thus, for example, if the method of synthesis of the inhibitor according to the USSR author's certificate n [deg.] 726123
is carried out at a temperature of 98 to 100 [deg.] C, on the other hand,
in the claimed process, the operations are carried out at 35-50 [deg.] C.
The realization of the interaction of the components of
departure for obtaining the salt deposition inhibitor
minerals (the process of phosphonomethylation) at temperatures below 35 [deg.] C leads to a deceleration of the reaction or to an incomplete phophonomethylation of amines
starting material (diamino-1,3-propanol-2 and / or derivatives of 1,3-diamino propanol-2 of the above-mentioned general formula). Carrying out the process at temperatures above 50 [deg.] C is also undesirable since the phosphonomethylation process is a very strongly exothermic reaction and
that it is extremely complicated to regulate the reaction by
issue at high temperatures.
The completion of the neutralization process
reaction mass up to pH values below 6,
<EMI ID = 5.1>
guard against deposits of barium sulfate.
The invention will be better understood and other characteristics, details and advantages thereof will appear
better on reading the following description of a
embodiment given only by way of nonlimiting example.
The claimed process for the preparation of the inhibitor
of mineral salt deposits is implemented in the following manner.
Is added to the aqueous solution of 1,3-diamino-propanol-2 and / or of 1,3-diamino-propanol-2 derivative of general formula
<EMI ID = 6.1>
where n = 2 to 20,
as which one can use both individual amines and mixtures thereof. Formaldehyde and phosphorus trichloride are introduced. We then wear
the temperature of the reaction mass at 35-50 [deg.] C and we
keep it at this temperature for 3-6 hours.
Afterwards, extraction is carried out by distillation.
hydrochloric acid from the reaction mass
and the neutralization of said reaction mass is carried out up to a pH of not less than 6 with an alkali metal hydroxide or with ammonia gas.
1,3-diamino-propanol-2 and / or diamino-1,3-propanol-2-derivatives of the general formula are obtained
above, used in the claimed process, by interaction of epichlorohydrin with an excess of ammonia introduced in the form of an aqueous solution, at a temperature of 10 to 30 [deg.] C, for 1/4 hour at 6 o'clock, with subsequent neutralization of the chlorinated hydrogen released with an aqueous alkali solution, elimination of the ammonia which has not reacted, and vacuum distillation of the reaction mass (cf. USA patent
n [deg.] 3,432,553, class 260-585).
Several concrete but nonlimiting examples of implementation of the method of the invention are described below.
Example 1
Place in an enamelled reactor fitted with a reflux condenser, stirring, heating and cooling devices, for measuring the temperature and the pH,
31 kg of 1,3-diamino-propanol-2 and 69 kg of water. Then placed in the reactor, with stirring, 84 kg of formaldehyde and 142 kg of phosphorus trichloride. Once the reagents have been introduced, the temperature in the reactor is brought to 45 [deg.] C and the reaction mass is left for 4 hours. After cooling the reaction mass, hydrochloric acid is distilled off at the rate of 98% calculated as chlorinated hydrogen (chlorinated hydrogen is formed during the hydrolysis of phosphorus trichloride, promoting the formation of an acid pH of the solution, necessary for the
<EMI ID = 7.1>
by distillation of the finished hydrochloric acid, a 42% solution of sodium hydroxide is brought into the reaction mass, in small portions, until a pH of 7.5 is obtained.
In the end, 436 kg of mineral salt deposit inhibitor are obtained.
Example 2
The inhibitor of mineral salt deposits is prepared in a manner analogous to that of Example 1, with the only difference that, as amines, a mixture of diamino-1,3 propanol-2 is used ( n = 1) and of 1,3-diamino-propanol-2 derivatives of the general formula indicated, in which n = 6 to 10, the proportions of the products in the mixture being as follows (by mass):
<EMI ID = 8.1>
The phophonomethylation process is carried out at a temperature of 35 [deg.] C for 6 hours. After the reaction mass has cooled, the hydrochloric acid is distilled off at the rate of 85% calculated as chlorinated hydrogen. Then a 42% solution of potassium hydroxide is brought into the reaction mass, in small portions, to create a pH equal to 6.
In the end, 395 kg of mineral salt deposit inhibitor are obtained.
Example 3
The inhibitor of mineral salt deposits is prepared in a manner analogous to that of Example 1, with the only difference that, as amines, derivatives of 1,3-diamino-2-propanol are used. general formula indicated, in which n = 11 to 20.
The phosphonomethylation process is carried out at
the temperature of 50 [deg.] C for 3 hours. After the reaction mass has cooled, extraction is carried out
by distillation of hydrochloric acid at 98% calculated as chlorinated hydrogen. Then, to create a pH of 7.0, ammonia gas is introduced into the reaction mass.
Ultimately, 400 kg of mineral salt deposit inhibitor is obtained.
Example 4
The inhibitor of mineral salt deposits is prepared in a manner analogous to that of Example 1, with the only difference that, as an amine, a derivative is used
of 1,3-diamino-propanol-2 of the general formula indicated, in which n = 20.
The phosphonomethylation process is carried out at
the temperature of 35 [deg.] C for 4 hours. After the reaction mass has cooled, the hydrochloric acid is distilled off at the rate of 85% calculated as chlorinated hydrogen. After the extraction by distillation, we bring into the reaction mass, in small portions) a 42% solution <EMI ID = 9.1>
ultimately 380 kg of mineral salt deposit inhibitor.
Example 5
The inhibitor of mineral salt deposits is prepared in a manner analogous to that of Example 1, with the only difference that, as amines, a mixture of diamino-1,3 propanol-2 is used ( n = 1) and diamino-1,3 propanol-2 derivatives of the general formula indicated, in which n = 2 to
20, the proportions of the products in the mixture being as follows (by mass):
<EMI ID = 10.1>
<EMI ID = 11.1>
Once the extraction by distillation is complete, a solution is brought into the reaction mass, in small portions.
42% sodium hydroxide to bring the pH to 8.0.
Ultimately 460 kg of inhibitor is obtained.
The inhibitor obtained by the claimed process and the inhibitor obtained according to the USSR author's certificate
n [deg.] 726123, have been tested to determine their respective protective effects against sulphate deposits
barium.
The protective effect on a water model imitating the layer water of petroleum deposits is evaluated, including deposits of barium sulphate.
For this, a supersaturated aqueous barium sulfate solution is prepared by mixing two solutions I and II.
The characteristic of the saline composition of the solutions indicated is summarized in Table #.
<EMI ID = 12.1>
The tests were conducted at the temperature of
<EMI ID = 13.1>
saturated. The duration of the tests was 8 hours. The protective effect against barium sulfate deposits was determined by
<EMI ID = 14.1>
<EMI ID = 15.1>
<EMI ID = 16.1>
P is the mass of the barium sulfate deposit
after the introduction of the inhibitor, g,
P is the mass of the barium sulfate deposit
without introduction of the inhibitor, g.
Table 2 below summarizes the data on the protective effect against barium sulphate deposits of the inhibitor obtained by the claimed process (examples 1-5), and of the inhibitor obtained according to the USSR author's certificate n [deg.] 726123.
Table 2
<EMI ID = 17.1>
The data in Table 2 show that the ihnibitor obtained by the claimed process has a protective effect substantially greater than that of the ihnibitor obtained by the known process in the inhibition of barium sulfate deposits.
Thus, for example, a concentration of the ihnibitor obtained by the known process in a supersaturated solution equal to 25 mg / 1 ensures a protective effect against barium sulphate deposits equal to only 30%, and the same concentration of inhibitor obtained by the claimed process guarantees a protective effect equal to 90%.
In addition, the inhibitor obtained by the process claimed and the inhibitor obtained according to the process known from the USSR author's certificate n [deg.] 726123, have been tried from the point of view of their protective effect against deposits of other mineral salts, such as calcium sulphate, calcium carbonate.
Said protective effect was evaluated by introducing into 750 ml of mineralized water of layer 10 mg / 1 (by calculating with respect to the mixture of phosphonomethylated amines) of inhibitor obtained by the known and claimed methods, respectively.
For this purpose, into a stainless steel cylinder, 200 ml of mineralized layer water containing the inhibitor was poured at a rate of 10.0 mg / 1, after which part of the water was evaporated by heating.
During evaporation, the remaining 550 ml of mineralized layer water, treated with the inhibitor, was continuously added, thereby keeping the operating volume constant (equal to 200 ml). In all tests, the evaporation rate was 2.75. As mineralized layer water, water of the following composition was used:
density of water, g / cm <3> 1.055 total mineralization, equivalent
<EMI ID = 18.1>
The effectiveness of the inhibitors of deposits of mineral salts obtained according to the known method and from the method claimed is judged according to the amount of deposit formed on the walls of the cylinder. The calculation of the protective effect of the inhibitor of mineral salt deposits is done by the formula:
<EMI ID = 19.1>
where E is the protective effect of the inhibitor,%
A is the mass of mineral salt deposits
on the cylinder walls during the control test (without inhibitor), g,
B is the mass of mineral salt deposits
on the cylinder walls during the implementation of the inhibitor, g.
Table 3 below contains the data on the protective effect of the inhibitor obtained according to the process claimed in Examples 1 to 5, and of the inhibitor obtained by the known process, according to the USSR author's certificate
n [deg.] 726123.
Table 3
<EMI ID = 20.1>
It appears from Table 3 that the inhibitor of mineral salt deposits obtained by the claimed process is significantly more effective than the inhibitor obtained by the known process (according to the USSR author's certificate n [deg.] 726123).