PL226811B1 - Termodynamiczny inhibitor hydratów odziałaniu przeciwkorozyjnym iantyaglomeracyjnym doochrony rur wydobywczych irurociagów transportujacych gaz ziemny isposób jego wytwarzania - Google Patents

Termodynamiczny inhibitor hydratów odziałaniu przeciwkorozyjnym iantyaglomeracyjnym doochrony rur wydobywczych irurociagów transportujacych gaz ziemny isposób jego wytwarzania

Info

Publication number
PL226811B1
PL226811B1 PL403754A PL40375413A PL226811B1 PL 226811 B1 PL226811 B1 PL 226811B1 PL 403754 A PL403754 A PL 403754A PL 40375413 A PL40375413 A PL 40375413A PL 226811 B1 PL226811 B1 PL 226811B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
mass
inhibitor
corrosion
mixture
carbon atoms
Prior art date
Application number
PL403754A
Other languages
English (en)
Other versions
PL403754A1 (pl
Inventor
Barbara Gaździk
Barbara Gazdzik
Wojciech Mazela
Michał Pajda
Leszek Ziemiański
Leszek Ziemianski
Iwona Skręt
Iwona Skret
Stefan Ptak
Ewa Zegarmistrz
Mieczysław Socha
Kamil Pomykała
Original Assignee
Inst Nafty I Gazu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Nafty I Gazu filed Critical Inst Nafty I Gazu
Priority to PL403754A priority Critical patent/PL226811B1/pl
Publication of PL403754A1 publication Critical patent/PL403754A1/pl
Publication of PL226811B1 publication Critical patent/PL226811B1/pl

Links

Landscapes

  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest termodynamiczny inhibitor hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym do ochrony rur wydobywczych i rurociągów transportujących gaz ziemny zawierający pochodne imidazoliny, oksyetylenowane monoaminy tłuszczowe, niskowrzące aminy lotne, alkoholowe rozpuszczalniki i poliole. Inhibitor zawiera: - składnik a) w ilości od 0,075 do 7,5% masowych powstały poprzez zneutralizowanie od 0,05 do 5,0% masowych nowej mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny, będącej produktem kondensacji dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi zawierającymi od 12 do 22 atomów węgla w cząsteczce i alifatycznymi kwasami dikarboksylowymi zawierającymi od 2 do 12 atomów węgla w cząsteczce, stanowiącej mieszaninę związków o wzorach ogólnych (1) i (2), z ewentualnym dodatkiem od 0,01 do 1,0% masowych, znanego produktu kondensacji dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi zawierającymi od 12 do 24 atomów węgla w cząsteczce, wytworzonego znanym sposobem w temperaturze 180-280°C, o wzorze ogólnym (1') alifatycznym i/lub aromatycznym kwasem monokarboksylowym zawierającym od l do 7 atomów węgla w cząsteczce, użytym w ilości od 0,025 do 2,5% masowych przy zachowaniu stosunku masowego mieszaniny związków o wzorach ogólnych (1), (2) i ewentualnie (1') do kwasu monokarboksylowego 1: 0,15 - 0,70, z wytworzeniem produktu końcowego, będącego mieszaniną związków o wzorach ogólnych (5), (6) i ewentualnie (5').

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest termodynamiczny inhibitor hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym do ochrony rur wydobywczych i rurociągów transportujących gaz ziemny oraz sposób jego wytwarzania. Inhibitor ten, zawierający termodynamiczne inhibitory hydratów gazowych oraz substancje o działaniu antykorozyjnym i antyaglomeracyjnym, jest przeznaczony do ochrony przed hydratami gazowymi oraz do ochrony antykorozyjnej przed czynnikami takimi jak siarkowodór, ditlenek węgla, tlen i chlorki zawarte w wodzie złożowej i płuczkach wiertniczych.
Dużym zagrożeniem występującym w kopalniach gazu jest tworzenie się hydratów gazowych. Gaz ziemny transportowany jest rurociągami, które stanowią środowisko sprzyjające tworzeniu się hydratów. Metan, etan, propan, izobutan, n-butan i ich mieszaniny, jak również takie składniki gazu, takie jak: siarkowodór, ditlenek węgla i azot, w kontakcie z wodą mogą utworzyć klatraty. Szczególnie niebezpieczny jest siarkowodór, gdyż posiada najwyższą temperaturę tworzenia się hydratów (29,5°C) i często jego klatraty stanowią centra krystalizacji. Odwierty, w których wydobywany jest gaz bogaty w siarkowodór, są szczególnie narażone na zagrożenie hydratami. Klatraty (hydraty gazowe) posiadają strukturę sieci krystalicznej. Powstawaniu hydratów gazowych sprzyja wysokie ciśnienie od kilku do kilkunastu MPa, niska temperatura i obecność wody. Hydrat gazowy jest to związek inkluzyjny w stanie stałym, składający się z zestalonych cząsteczek wody, we wnętrzu którego znajduje się cząsteczka gazu. Hydrat gazowy zawiera około 90% wody i 10% składników gazu. Na proces tworzenia się hydratu składają się 3 etapy: nukleacja, powolny wzrost, gwałtowny wzrost. Hydraty gazowe przechodzą przez kolejne etapy wzrostu, zwiększając swoją masę. W ostatniej fazie są tak dużych rozmiarów, że mogą całkowicie zablokować przekrój rurociągu, a co za tym idzie przepływ gazu. Zakłócenia ciśnień stanowią również zagrożenie dla obsługujących urządzenia pracowników, mogą stać się przyczyną eksplozji.
Zjawisko korozji jest kolejnym poważnym problemem w kopalniach gazu i jest wynikiem chemicznych lub elektrochemicznych reakcji ze środowiskiem. W kopalniach gazu występuje więcej niż jeden typ korozji, dlatego są stosowane różne metody ochrony przed jej działaniem. Podczas wydobywania gazu ziemnego obecna jest na ogół woda złożowa, zawierająca sole nieorganiczne, takie jak chlorki (sodu, potasu, magnezu), siarczany (sodu, potasu, magnezu) i węglany. Układy wodne zawierające sole, sprzyjają korozji elektrochemicznej. Jest ona wynikiem działania ogniw galwanicznych tworzących się między spasywowaną powierzchnią metalu, a powierzchnią, która tej warstewki nie posiada. Efektem korozji elektrochemicznej jest głównie korozja wżerowa na powierzchniach rur wydobywczych i eksploatacyjnych. Największe uszkodzenia na powierzchniach rur występują w solnych roztworach o stężeniu 7-13%.
Duże zniszczenia korozyjne spowodowane są obecnością ditlenku węgla w przewiercanym złożu. Charakterystyczną cechą korozji wynikającej z oddziaływania ditlenku węgla, jest obecność wygładzonych krawędzi szybu w górnej jego części. Korozja wywołana obecnością ditlenku węgla w kopalniach gazu jest często nazywana „neutralną lub słodką” korozją. Ditlenek węgla rozpuszczając się w wodzie tworzy kwas węglowy H2CO3, który następnie reaguje z żelazem do formy węglanu żelaza FeCO3, tworzy się również gaz wodorowy H2. Ditlenek węgla rozpuszczając się w wodzie dodatkowo obniża odczyn pH wody, co z kolei powoduje wzrost szybkości korozji.
Niemniej groźna jest korozja wynikająca z obecności siarkowodoru i nazywana jest korozją „kwaśną”. Siarkowodór powoduje korozję bardziej agresywną niż ditlenek węgla. Niektóre odwierty zawierają gaz o wysokim, ponad 10%, udziale siarkowodoru. Podobnie jak ditlenek węgla, siarkowodór rozpuszcza się w wodzie obniżając pH. Siarkowodór reagując z żelazem tworzy siarczek żelaza FeS oraz gaz wodorowy H2. Siarczek żelaza tworzy powłokę na powierzchni metali i w pierwszej fazie hamuje „kwaśną” korozję, lecz nawet niewielkie uszkodzenie tej powłoki jest przyczyną intensywnej korozji. „Kwaśna korozja powoduje powstawanie wżerów, często towarzyszą jej pęknięcia powłok metalowych wywołane wytwarzaniem się wodoru. Część wodoru wnika do stali i staje się przyczyną pęcherzenia, pękania i tzw. kruchości wodorowej.
Procesy korozyjne w kopalniach gazu intensyfikowane są przez bakterie siarczanowe redukujące Desulfovibrio Desulfuricans, które namnażają się w warunkach anaerobowych. Bakterie te są najbardziej aktywne pod powierzchnią kamienia, powstałego na skutek osadzania osadów.
Szybkość korozji wywołana ditlenkiem węgla i siarkowodorem zwiększa się wraz z zawartością tlenu w układzie. Szybkość korozji jest również uzależniona od temperatury, im jest ona wyższa, tym
PL 226 811 B1 szybkość korozji jest większa i osiąga maksimum w temperaturze około 70°C. W kopalniach nie zabezpieczonych inhibitorami korozji może wynosić od 1 do nawet kilku mm/rok.
Skutki procesów korozyjnych to zmniejszenie grubości ścianek rur wydobywczych i przesyłowych oraz głębokie wżery, które mogą prowadzić do rozszczelnienia rur oraz silny spadek ich własności wytrzymałościowych.
W przemyśle wydobywczym i przesyłowym gazu ziemnego stosowane są różne metody zapobiegania tworzeniu się hydratów, w tym metody fizyczne: podwyższenie temperatury, obniżenie ciśnienia, usuwanie wody, usuwanie już utworzonych hydratów i chemiczne: stosowanie inhibitorów hydratów.
Inhibitory hydratów dozowane są równocześnie z innymi inhibitorami, takimi jak inhibitory korozji, środki przeciwpienne, niekiedy deemulgatory. Wszystkie wymienione środki chemiczne powinny być kompatybilne, tak aby nie zakłócać działania pozostałych.
W kopalniach gazu stosuje się 3 rodzaje inhibitorów hydratów. Należą do nich inhibitory: termodynamiczne THIs (Thermodynamic Hydrate Inhibitors), kinetyczne KHIs (Kinetic Hydrate Inhibitors) należące do grupy LDHIs (Low Dosage Hydrate Inhibitors) i antyaglomeracyjne AAs (Antiagglomerants) należące również do grupy LDHIs (Low Dosage Hydrate Inhibitors).
Do grupy inhibitorów termodynamicznych (THIs) należą: alkohole - najczęściej alkohol metylowy, roztwory glikoli - glikolu monoetylenowego, glikolu dietylenowego, glikolu trietylenowego oraz roztwory soli - najczęściej chlorku wapnia. Ich działanie powoduje ograniczenie tendencji do tworzenia się hydratów poprzez zmianę termodynamicznych warunków ich powstawania. Rozpuszczone w wodzie inhibitory termodynamiczne obniżają ciśnienie cząstkowe pary wodnej, co powoduje obniżenie temperatury tworzenia się hydratów. Inhibitory termodynamiczne dodawane są do fazy wodnej w dużych stężeniach od 10 do 60% masowych i wykazują bardzo dużą skuteczność przejawiającą się możliwością uzyskania wysokiej temperatury przechłodzenia. Ich stosowanie wiąże się jednak z dużymi kosztami magazynowania, wysokimi kosztami transportu, a także toksycznością i łatwopalnością,. Chlorki sodu są przyczyną bardzo groźnej wżerowej korozji elektrochemicznej.
Inhibitory dyspersyjne (AAs) nie zapobiegają tworzeniu się cząsteczek hydratów gazu, lecz zapobiegają ich aglomeracji. Służą temu związki powierzchniowo czynne, które adsorbują się na małych kryształkach hydratów i utrzymują je w stanie rozproszonym. Do grupy antyaglomerantów należą czwartorzędowe sole amoniowe, pochodne alkiloaromatycznych sulfonianów, alkilofenyloetoksylaty. Inhibitory dyspersyjne (AAs) są szczególnie skuteczne, jeżeli gaz zawiera kondensat.
W opisanych poniżej patentach przedstawiono termodynamiczne inhibitory hydratów.
W opisie patentowym US 6080707 jako skuteczny inhibitor hydratów opisano glikol etylenowy z dodatkiem chlorku sodu.
W opisie patentowym US 6165945 opisane zostały mieszaniny glikolu etylenowego z glikolem tripropylenowym i chlorkiem sodu.
W opisie patentowym US 6225263 ujawniono zastosowanie monoalkilowych eterów glikoli polietylenowych, w których grupa alkilowa zawiera 3-5 atomów węgla, a glikol polietylenowy zawiera 3-6 grup etoksylowych.
Termodynamiczne inhibitory hydratów zawierające związki organiczne oparte na glicerolu przedstawiono w opisach patentowych US 5076364, US 5076373, US 5083622, US 5085282,
US 5248665.
W amerykańskim zgłoszeniu patentowym US 2010/270022 przytoczono szereg termodynamicznych inhibitorów hydratów, do których należą: sole takie jak NaCl, KCl, CaCl2, MgCl2, poliole, alkohole, estry glikoli, alkohole cukrowe, alkilowe lub cykliczne estry alkoholi.
W zgłoszeniu patentowym US 2006/0223713 ujawniono płyn do stosowania w odwiertach, zawierający THIs oraz LDHIs, korzystnie KHIs. THIs stanowią alkohole, glikole, poliglikole, etery glikoli lub ich mieszaniny. Jako KHI stosuje się aminowane polialkilenoglikole.
Według opisu patentowego UA 32436 złożony inhibitor hydratów i korozji zawiera wodny roztwór naturalnego bischofitu (MgCl2) oraz dodatkowo chlorek wapnia, środek antyaglomeracyjny, inhibitor korozji i stabilizator jonów żelaza.
W opisie patentowym UA 32753 podano sposób wytwarzania inhibitora hydratów i korozji stosowanego w urządzeniach wydobywczych ropy i gazu. Sposób obejmuje dodanie chlorku wapnia do roztworu naturalnego bischofitu (MgCl2). Dodatkowo wprowadza się katalizator osadzania się siarczanów, a po usunięciu powstałego osadu wprowadza się inhibitor korozji metalu i stabilizator jonów żelaza.
PL 226 811 B1
Według opisu patentowego RU 2237052 inhibitory hydratów do ropy i gazu stanowią alkohole alifatyczne oraz mono-, di- i tri-alkilenoglikole.
Według zgłoszenia patentowego US 2008/0312478 kompozycja inhibitora hydratów zawiera glikol jako termodynamiczny inhibitor hydratów, zmieszany z wodą w stosunku 1:1 oraz jeden lub więcej inhibitorów kinetycznych z grupy KHI: poli(winylopirolidyna), poli(winylokaprolaktam), poliakryloamidy, kopolimer N-metylo-N-winyloacetamidu.
Przykłady inhibitorów hydratów o działaniu antyaglomeracyjnym (AA) opisano poniżej.
W zgłoszeniu patentowym WO/0109082 jako deemulgator opisano czwartorzędowe estry wytworzone z zastosowaniem N-n-butylodiizopropanolaminy.
W zgłoszeniu patentowym US 2004/0159041 jako kinetyczny inhibitor hydratów przedstawiono roztwór poliwinylokaprolaktamu (PCCap) w butyloglikolu, o masie cząsteczkowej 5000 g/mol. Inhibitor zawiera również czwartorzędowy chlorek amoniowy.
Zgłoszenie patentowe WO 2004/111161 ujawnia polioksyetylenowane aminy, ich pochodne i kompozycje jako zapobiegające wzrostowi i aglomeracji hydratów.
W zgłoszeniu patentowym WO 2008/017018 jako skuteczny inhibitor hydratów opisano związki typu dendrymerów, zawierające trójwymiarową strukturę.
W patencie CA 2 036084 opisano alkiloarylosulfoniany jako skuteczne inhibitory hydratów.
Zgłoszenie patentowe US 2008/0177103 przedstawia jako biodegradowalny inhibitor hydratów ester kwasu tri- lub tetrakarboksylowego.
Wg zgłoszenia patentowego US 2008/0312478 kompozycja inhibitora hydratów zawiera glikol zmieszany z wodą w stosunku 1:1 oraz jeden lub więcej inhibitorów kinetycznych z grupy KHI: poli(winylopirolidyna), poli(winylokaprolaktam), poliakryloamidy, kopolimer N-metylo-N-winyloacetamid.
Ujawnione w opisie patentowym EP 0323774 inhibitory hydratów do ropy i gazu zawierają niejonowe związki powierzchniowo czynne, będące estrami polioli i podstawionych lub niepodstawionych kwasów karboksylowych albo związkami amidowymi.
Zastosowanie jako środków antyaglomeracyjnych związków należących do dietanoloamidów kwasów tłuszczowych lub pochodnych kwasów tłuszczowych ujawniono w opisie patentowym EP 0323775.
W opisie patentowym US 4856593 ujawniono zastosowanie środków powierzchniowo czynnych grupy AAs: organicznych związków fosforowych, takich jak estry fosforanów, estry kwasów fosfonowych i ich sole, nieorganiczne polifosforany i ich estry, a także z grupy KHIs: poliakryloamidów i kopolimerów akryloamidów z akrylanem.
Inhibitory działające antyaglomeracyjnie na hydraty gazowe powstające w odwiertach ropy i gazu ujawniono w zgłoszeniu patentowym US 2012078021. Zawierają one związki budową zbliżone do amin czwartorzędowych, które powstają w reakcjach kwasów organicznych i amin organicznych. Ujawnione inhibitory hydratów gazowych dodatkowo eliminują ryzyko korozji związanej z halogenkami.
Do ochrony przeciwkorozyjnej odwiertów i gazociągów podczas wydobywania gazu ziemnego stosowane są inhibitory korozji, zawierające inhibitory o charakterze ciekłym i lotnym. Na uzyskiwany efekt ochronny wpływ ma rodzaj użytego inhibitora oraz sposób jego dozowania.
W opisach patentowych US 3629104 i US 3758493 przedstawiono wodorozpuszczalne inhibitory korozji zawierające sól kwasów karboksylowych pochodnej imidazoliny, wytworzonej w wyniku kondensacji dimeryzowanych kwasów tłuszczowych z dietylenotriaminą.
Opis patentowy US 5759485 opisuje sposób wytwarzania inhibitora korozji poprzez neutralizację kwasów C22 trikarboksylowych, a następnie przyłączenie imidazoliny lub amidoaminy.
W zgłoszeniu patentowym WO 2003/054251 opisano dobre właściwości przeciwkorozyjne etoksylowanych tłuszczowych alkiloamin, szczególnie etoksylowanych alkiloeteroamin.
Opisy patentowe PL 61535 i PL 85729 ujawniają wytwarzanie inhibitorów imidazolinowych w reakcji kondensacji dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi lub kwasami naftenowymi.
Opisy patentowe PL 135655 i PL 175452 przedstawiają opis wytwarzania inhibitora o podwyższonej aktywności w wyniku kondensacji dietylenotiaminy z kwasami tłuszczowymi, modyfikowane przy użyciu urotropiny, wprowadzonej w końcowej fazie reakcji kondensacji.
Wg patentu PL 182943 wodorozpuszczalny inhibitor korozji zawiera sól pochodnej imidazoliny, stanowiącej produkt kondensacji kwasów tłuszczowych z dietylenotriaminą i urotropiną lub formaldehydem oraz niskocząsteczkowych kwasów karboksylowych.
PL 226 811 B1
Zgłoszenie patentowe US 2004/0087448 ujawnia stosowanie jako inhibitora korozji produktu kondensacji dimerów nienasyconych kwasów tłuszczowych C18 (zawierających 1 lub 2 podwójne wiązania) i dietylenotriaminy.
Z kolei w patencie US 6695897 opisano sposób wytworzenia amidoaminy jako produktu kondensacji N-etyloetylenodiaminy i kwasu tłuszczowego. Produkt reakcji po solubilizacji kwasem octowym może pełnić rolę wodorozpuszczalnego inhibitora korozji.
W patencie US 7057050 przedstawiono sposób wytwarzania wodorozpuszczalnego inhibitora korozji. Produktem reakcji jest N-propylo-2-heptadecenyloimidazolina. Uzyskany produkt jest solubilizowany do postaci wodorozpuszczalnej przy zastosowaniu kwasu akrylowego.
W zgłoszeniu patentowym WO 2006/078723 opisano sposób wytwarzania mikromulsji zawierającej pochodne imidazoliny i amidoaminy wytworzonych przy udziale kwasu oleinowego. Mikroemulsja zawiera również etoksylowane nonylofenole i kwas octowy.
Według opisu patentowego US 7057050 efektywny wodorozpuszczalny inhibitor korozji uzyskuje się poddając pochodną imidazoliny, uzyskaną w wyniku kondensacji talowych kwasów tłuszczowych z alkiloetylenodiaminą, reakcji neutralizacji z kwasem akrylowym, a następnie wygrzewa się w temperaturze 100-120°C.
W zgłoszeniu patentowym US 2007/0261842 opisano proces inhibitowania korozji rurociągów transportujących ropę naftową/gaz poprzez zastosowanie jako inhibitora korozji co najmniej jednej aminy wrzącej w zakresie temperatur 105-130°C lub co najmniej jednej aminy wybranej spośród m ono-, di-, i trialkilopirydyny, 3-metoksypropyloaminy (MOPA), etylodiizopropyloaminy (EDIPA); kompozycja inhibitora może ponadto zawierać co najmniej jedną imidazolinę lub jej pochodną i/lub estry fosforowe i/lub tiokwasy.
W opisie patentowym US 5322630 ujawniono imidazolinowy inhibitor korozji będący produktem reakcji nienasyconych kwasów monokarboksylowych z aminami tłuszczowymi, amino-amidami lub imidazoloaminami tłuszczowymi.
W opisie patentowym RU 2394941 opisana jest mieszanina modyfikowanych pochodnych imidazoliny z aldiminami lub zasadami Schiffa. Według tego patentu pochodna imidazoliny jest produktem reakcji poliamin z kwasem oleinowym lub kwasami monokarboksylowymi. Pochodna imidazoliny jest następnie cyjanoetylenowana nitrylami, kwasem akrylowym lub poddawana oksyalkilenowaniu.
W opisie patentowym GB 2340505 przedstawiono sposób wytwarzania pochodnych imidazoliny na drodze procesu kondensacji kwasów tłuszczowych oleju talowego z aminoetyloetanoloaminą. Tak uzyskany inhibitor charakteryzuje się dobrymi właściwościami antykorozyjnymi i dodatkowo, tworząc kompleksy z merkaptanami, zmniejsza charakterystyczny zapach związków siarki.
Patent US 5723061 i zgłoszenie US 2007/0152191 opisują kompozycje, w skład których wchodzą sole powstałe w reakcji kwasów dikarboksylowych C10-C12 z poliaminami.
Inhibitory korozji, w skład których wchodzą bis-amidy, opisane zostały w patentach amerykańskich US 4614600 i US 4344861. Bis-amid, jako produkt reakcji poliamin z dimerami kwasów tłuszczowych opisuje patent US 4614600, natomiast produkt reakcji poliamin z kwasami dikarboksylowymi opisuje patent US 4344861.
W przemyśle wydobywczym ochronę przed korozją zapewniają inhibitory korozji, a ochronę przed hydratami inhibitory hydratów. Zastosowanie dwufunkcyjnego inhibitora łączącego te dwie funkcje pozwala na duże oszczędności w kopalniach gazu.
Wiele oferowanych dwufunkcyjnych inhibitorów hydratów i korozji przeznaczonych do stosowania w kopalniach gazu ziemnego jest opartych na czwartorzędowych solach amoniowych, których zadaniem jest ochrona przed korozją. Zaletą tego typu związków jest całkowita rozpuszczalność w wodzie, a co za tym idzie, kompatybilność z wodami złożowymi o różnym stopniu zasolenia. Z uwagi na nieskomplikowany proces technologiczny są chętnie stosowane przez wytwórców. Jednakże całkowita rozpuszczalność w wodzie tego typu inhibitora powoduje, że warstewka ochronna na powierzchni metalowej nie jest trwała i nie zapewnia ochrony w razie awarii i braku dostępu do inhibitora. Najlepszymi inhibitorami korozji są te, które dobrze rozpuszczają się w wodzie, równocześnie pozostawiając warstewkę inhibitora korozji na powierzchni metalu. Inhibitor korozji powinien zapewnić ochronę rurociągu/instalacji przez okres minimum 24 h od awaryjnego zatrzymania się pompy dozującej.
Wiele dostępnych dwufunkcyjnych inhibitorów hydratów i korozji do ochrony odwiertów i rurociągów gazu ziemnego jest niewystarczająco efektywna i wymaga wysokiego poziomu dozowania, aby zapewnić ochronę przeciwkorozyjną. Wiele z nich tworzy po zmieszaniu z wodą złożową niejednorodną ciecz, wydzielając osady i wytrącając część inhibitora. Wytrącające się osady mogą zatykać
PL 226 811 B1 filtry w instalacjach, a nierównomierne zdyspergowanie inhibitora będzie przyczyną niedostatecznej ochrony przed hydratami, może być również przyczyną intensywnej korozji ubytkowej i wżerowej.
Wiele dostępnych dwufunkcyjnych inhibitorów hydratów i korozji do ochrony rur wydobywczych i rurociągów gazu ziemnego zawiera w swoim składzie dyspergatory, które są pochodnymi nonylofenolu. Grupy fenolowe są szczególnie szkodliwe dla środowiska naturalnego z uwagi na bardzo niską biodegradację.
Dodatkową niedogodnością dostępnych inhibitorów hydratów i korozji jest ich tendencja do tworzenia z wodami złożowymi emulsji, a ich zastosowanie powoduje konieczność dodatkowego dozowania deemulgatorów.
Kolejnym mankamentem dostępnych na rynku inhibitorów jest tendencja do pienienia się w kontakcie z wodami złożowymi. Obecność piany w urządzeniach obsługujących kopalnie gazu zakłóca pracę separatorów.
W literaturze patentowej opisano kondensację dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi zawierającymi od 12 do 24 atomów węgla w cząsteczce, przy zachowaniu stosunku molowego dietylenotriaminy do kwasów tłuszczowych wynoszącego 1:0,5-1,0. Przykłady takiej kondensacji znane są m.in. z opisów patentowych: amerykańskich US 2267965, US 2355837 i polskiego PL 61535. Natomiast w wynalazku stosuje się nową mieszaninę zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny o wzorach ogólnych (1) i (2), którą można uzyskać sposobem opisanym w zgłoszeniu patentowym P.......(wniesionym w dacie niniejszego zgłoszenia), zgodnie z którym otrzymuje się mieszaninę zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny o wzorach ogólnych (1) i (2) gdzie R1: C12-C22
gdzie R2: C2-C12 w taki sposób, że prowadzi się kondensację dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi zawierającymi 12-22 atomów węgla w cząsteczce i alifatycznymi kwasami dikarboksylowymi zawierającymi 2-12 atomów węgla w cząsteczce, przy zachowaniu stosunku molowego dietylenotriaminy do kwasów tłuszczowych i alifatycznych kwasów karboksylowych 1:0,5-0,99:0,01-0,5, w temperaturze co najmniej 140°C, korzystnie 150°C, z wytworzeniem mieszaniny aminoamidów o wzorach ogólnych (3) i (4),
O
PL 226 811 B1 gdzie R1: C12-C22
(4) gdzie R2: C2-C12 o liczbie kwasowej <10 mg KOH/g, a następnie podnosi się temperaturę powyżej 180°C, korzystnie do 220°C i prowadzi reakcję kondensacji dalej aż do otrzymania mieszaniny związków o wzorach ogólnych (1) i (2)
gdzie R1: C12-C22
gdzie R2: C2-C12 o liczbie kwasowej <1 mg KOH/g,
Nieoczekiwanie okazało się, że zastosowanie wspomnianej nowej mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny o wyższych właściwościach przeciwkorozyjnych, zneutralizowanej alifatycznym i/lub aromatycznym kwasem monokarboksylowym do postaci soli, oraz środka powierzchniowo czynnego z grupy oksyetylenowanych, uwodornionych amin talowych o potrójnej funkcji: inhibitora korozji, dyspergatora imidazoliny i dyspergatora cząsteczek hydratów, w połączeniu z aminą lotną, rozpuszczonych w rozpuszczalnikach alkoholowych i/lub glikolowych z ewentualnym dodatkiem wody, spowodowało otrzymanie inhibitora hydratów o podwyższonych właściwościach przeciwhydratowych i o podwyższonych właściwościach przeciwkorozyjnych. Stwierdzono, że inhibitor wg wynalazku jest bardziej efektywnym inhibitorem hydratów niż tradycyjne termodynamiczne inhibitory hydratów, a równocześnie spełnia funkcję inhibitora korozji i znacznie skuteczniej przeciwdziała korozji niż tradycyjne inhibitory zawierające wyłącznie konwencjonalne pochodne imidazoliny.
Nowa mieszanina zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny tworzy na powierzchni metalu wyjątkowo trwałą warstewkę chroniącą przed korozją. Zastosowanie w składzie inhibitora aminy lotnej uzupełnia jej działanie przeciwkorozyjne w fazie gazowej.
PL 226 811 B1
Nowa mieszanina zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny o wyższych właściwościach przeciwkorozyjnych posiada znaczący wpływ na wygląd mieszanki woda złożowa-inhibitor. Jej udział powoduje, że wytworzona mieszanka wykazuje dużą przeźroczystość co jest korzystne, gdyż brak tendencji do tworzenia nieprzeźroczystych emulsji jest bardzo pożądaną zaletą w stosunku do inhibitorów hydratów i inhibitorów korozji przeznaczonych do stosowania w kopalniach gazu. Termodynamiczny inhibitor hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym wg wynalazku tworzy zwodami złożowymi zawierającymi do 30% soli, jednorodne ciecze i nawet w temperaturze 80°C nie obserwuje się zjawiska wytrącania z nich inhibitora. Wyjątkowa kompatybilność inhibitora według wynalazku z wodami złożowymi powoduje zwiększenie jego właściwości przeciwkorozyjnych w fazie wodnej. Brak osadów jest bardzo korzystny dla urządzeń wydobywczych, zapobiega bowiem zatykaniu filtrów w instalacjach.
Zastosowany czynnik alkalizujący działa w górnej części rurociągu gazowego, neutralizując działanie siarkowodoru i ditlenku węgla, wpływa również na podwyższenie odczynu pH wody złożowej, co sprzyja ochronie przeciwkorozyjnej.
Okazało się również, że zastosowanie w kompozycji inhibitora oksyetylenowanej uwodornionej aminy talowej spowodowało uzyskanie trzech niezależnych efektów: efektu przeciwdziałania aglomeracji hydratów z uwagi na jej działanie antyaglomeracyjne, działania przeciwkorozyjnego i przeciwdziałania tworzeniu się osadów w kontakcie z wodą złożową. Zastosowanie w składzie inhibitora według wynalazku środka powierzchniowo czynnego z grupy oksyetylenowanych, uwodornionych amin talowych, o wysokim stopniu biodegradacji, wpłynęło korzystnie na biokompatybilność kompozycji.
Poza tym okazało się, że zastosowanie w charakterze rozpuszczalników mieszaniny alkoholu metylowego i/lub glikoli, z ewentualnym dodatkiem wody, w połączeniu z alkoksylowaną uwodornioną aminą talową, o właściwościach dyspergujących działającą jako antyaglomerant, spowodowało uzyskanie inhibitora hydratów o efektywności przeciwdziałania hydratom wyższej w stosunku do tradycyjnych termodynamicznych inhibitorów hydratów.
W przypadku, gdy wymagana jest wysoka przeźroczystość inhibitora wg wynalazku podczas długotrwałego przechowywania w warunkach zimowych w temperaturze poniżej -30°C, korzystne jest wprowadzenie do składu inhibitora oprócz nowej mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny, znanej pochodnej imidazoliny, która powoduje, że w niskich temperaturach inhibitor wg wynalazku jest w pełni przeźroczysty.
W przypadku, gdy wymagana jest wysoka przeźroczystość inhibitora wg wynalazku podczas długotrwałego przechowywania w temperaturze poniżej -40°C, dodatkowo można zastosować jako solubilizatory poliole alifatyczne, korzystnie glicerynę, glikol propylenowy, glikol dipropylenowy, glikol tripropylenowy lub ich mieszaniny, ewentualnie alkohole inne niż metanol, izopropanol i etanol.
Zastosowanie w składzie inhibitora wg wynalazku środka przeciwpiennego pochodnej siloksanowej spowodowało, że inhibitor wg wynalazku nie wykazuje tendencji do pienienia, nie będzie zatem zakłócał pracy urządzeń obsługujących kopalnie gazu.
Stwierdzono, że dobre właściwości przeciwdziałające hydratom, antyaglomeracyjne i przeciwkorozyjne, zabezpieczające urządzenia wydobywcze gazu ziemnego i gazociągi, wykazuje kompozycja zawierająca:
- składnik a) w ilości od 0,075 do 7,5% masowych, korzystnie od 0,13 do 5% masowych, powstały poprzez zneutralizowanie od 0,05 do 5,0% masowych, korzystnie od 0,1 do 4,0% masowych nowej mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny, będącej produktem kondensacji dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi zawierającymi od 12 do 22 atomów węgla w cząsteczce i alifatycznymi kwasami dikarboksylowymi zawierającymi od 2 do 12, korzystnie od 6 do 10, atomów węgla w cząsteczce, stanowiącej mieszaninę związków o wzorach ogólnych (1) i (2),
PL 226 811 B1 gdzie R1: Ci2-C22
gdzie R2: C2-C12 z ewentualnym dodatkiem od 0,01 do 1,0% masowych znanego produktu kondensacji dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi zawierającymi od 12 do 24 atomów węgla w cząsteczce, wytworzonego znanym sposobem w temperaturze 180-280°C, korzystnie 220-260°C, o wzorze ogólnym (1')
gdzie R3: C12-C24 alifatycznym i/lub aromatycznym kwasem monokarboksylowym zawierającym od 1 do 7 atomów węgla w cząsteczce, użytym w ilości od 0,025 do 2,5% masowych, korzystnie 0,03 do 1,0%, przy zachowaniu stosunku masowego mieszaniny związków o wzorach ogólnych (1), (2) i ewentualnie (1') do kwasu monokarboksylowego 1:0,15-0,70, z wytworzeniem produktu końcowego, będącego mieszaniną związków o wzorach ogólnych (5), (6) i ewentualnie (5')
gdzie R1: C12-C22
R4: H, C1-C6, rodnik aromatyczny (C6H6)
PL 226 811 B1
gdzie R2: C2-C12
R4: H, C1-C6, rodnik aromatyczny (C6H6)
gdzie R3: C12-C24
R4: H, C1-C6, rodnik aromatyczny (C6H6)
- składnik b), to jest alkohol metylowy, glikol monoetylenowy (MEG), glikol dietylenowy (DEG), glikol trietylenowy (TEG) lub ich mieszaniny, ewentualnie z dodatkiem wody, w ilości od 70 do 99,9% masowych,
- składnik c), to jest alkohol izopropylowy w ilości od 0,05 do 15% masowych, korzystnie od 1 do 8% masowych
- składnik d) to jest oksyetylenowane aminy tłuszczowe zawierające od 14 do 22 atomów węgla w cząsteczce i od 2 do 22, korzystnie od 5 do 15 grup etoksylowych w cząsteczce, w ilości od 0,005 do 5,0% masowych, korzystnie 0,1 do 4,0% masowych;
- składnik e) to jest czynnik alkalizujący w ilości od 0,01 do 5,0% masowych, korzystnie od 0,05 do 1,5% masowych;
- ewentualnie składnik f) to jest inne niż w składnikach b) i c) alkohole alifatyczne zawierające od 2 do 6 atomów węgla w cząsteczce, korzystnie etanol, w ilości od 0,1 do 20% masowych;
- ewentualnie składnik g) to jest inne niż w składniku b) poliole alifatyczne, korzystnie glicerynę, glikol propylenowy, glikol dipropylenowy, glikol tripropylenowy lub ich mieszaniny, w ilości od 0,005 do 5% masowych;
- składnik h) to jest środek przeciwpienny w ilości od 0,001 do 0,2% masowych, korzystnie 0,004 do 0,018% masowych.
Korzystnie inhibitor hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym według wynalazku jako składnik a) zawiera produkt powstały w wyniku zneutralizowania nowej mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny, z ewentualnym dodatkiem znanego produktu kondensacji dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi, kwasem octowym lodowatym i/lub kwasem benzoesowym.
Korzystnie w inhibitorze hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym według wynalazku stosunek wagowy składnika b), bez ewentualnego dodatku wody, do składnika c) wynosi 1:0,001: 0,4, korzystniej 1:0,02:0,1.
PL 226 811 B1
Korzystnie inhibitor hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym według wynalazku jako składnik e) zawiera 3-metoksypropyloaminę, monoetanoloaminę, dietyloaminę lub ich mieszaniny.
Korzystnie inhibitor hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym według wynalazku jako składnik h) zawiera pochodną siloksanową, korzystnie rozgałęzione polimery siloksanowe.
Skład procentowy termodynamicznego inhibitora hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym według wynalazku został podany w procentach masowych liczonych w odniesieniu do całkowitej masy inhibitora.
Istotą wynalazku jest także sposób wytwarzania termodynamicznego inhibitora hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym do ochrony odwiertów i rurociągów gazu ziemnego, który obejmuje następujące etapy:
I) wytwarzanie składnika a), to jest prowadzoną w środowisku reakcji zawierającym: składnik b) to jest alkohol metylowy, glikol monoetylenowy (MEG), glikol dietylenowy (DEG), glikol trietylenowy (TEG) lub ich mieszaniny, ewentualnie z dodatkiem wody, w ilości od 70 do 99,9% masowych, oraz składnik c), to jest alkohol izopropylowy w ilości od 0,05 do 15,0% masowych, neutralizację nowej mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny będącej produktem kondensacji d ietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi zawierającymi od 12 do 22 atomów węgla w cząsteczce i alifatycznymi kwasami dikarboksylowymi zawierającymi od 2 do 12, korzystnie od 6 do 10, atomów węgla w cząsteczce, stanowiącej mieszaninę związków o wzorach ogólnych (1) i (2), gdzie R1: C12-C22
gdzie R2: C2-C12 użytej w ilości od 0,05 do 5,0% masowych, korzystnie od 0,1 do 4,0% masowych z ewentualnym dodatkiem od 0,01 do 1,0% masowych znanego produktu kondensacji dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi zawierającymi od 12 do 24 atomów węgla w cząsteczce, wytworzonego znanym sposobem w temperaturze 180-280°C, korzystnie 220-260°C, o wzorze ogólnym (1'),
gdzie R3: C12-C24
PL 226 811 B1 alifatycznym i/lub aromatycznym kwasem monokarboksylowym zawierającym od 1 do 7 atomów węgla w cząsteczce, użytym w ilości od 0,025 do 2,5% masowych, korzystnie 0,03 do 1,0%, przy zachowaniu stosunku masowego mieszaniny związków o wzorach ogólnych (1), (2) i ewentualnie (1') do kwasu monokarboksylowego 1:0,15-0,70 masowych, z uzyskaniem produktu końcowego będącego mieszaniną związków o wzorach ogólnych (5), (6) oraz ewentualnie (5'),
gdzie R1: C12-C22
R4: H, C1-C6, rodnik aromatyczny (C6H6)
gdzie R2: C2-C12
R4: H, C1-C6, rodnik aromatyczny (C6H6)
(5') gdzie R2: C12-C24
R4: H, C1-C6, rodnik aromatyczny (C6H6)
PL 226 811 B1
II) wprowadzanie do składnika a) w ilości od 0,075 do 7,5% masowych, korzystnie od 0,13 do 5% masowych i wspomnianych składników b) i c), dalszych składników inhibitora:
- składnika d) to jest oksyetylenowanych amin tłuszczowych zawierających od 14 do 22 atomów węgla w cząsteczce i od 2 do 22, korzystnie od 5 do 15 grup etoksylowych w cząsteczce, w ilości od 0,005 do 5,0% masowych, korzystnie 0,1 do 4,0% masowych;
- składnika e) to jest czynnika alkalizującego w ilości od 0,01 do 5,0% masowych, korzystnie od 0,05 do 1,5% masowych;
- ewentualnie składnika f) to jest innych niż w składnikach b) i c) alkoholi alifatycznych zawierających od 2 do 6 atomów węgla w cząsteczce, korzystnie etanolu, w ilości od 0,1 do 20% masowych;
- ewentualnie składnika g) to jest innych niż w składniku b) polioli alifatycznych, korzystnie gliceryny, glikolu propylenowego, glikolu dipropylenowego, glikolu tripropylenowego lub ich mieszaniny, w ilości od 0,005 do 5% masowych;
- składnika h) to jest środka przeciwpiennego w ilości od 0,001 do 0,2% masowych, korzystnie 0,004 do 0,018% masowych.
Korzystnie neutralizację mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny, z ewentualnym dodatkiem znanego produktu kondensacji dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi prowadzi się stosując kwas octowy lodowaty.
Skład procentowy komponentów użytych do wytworzenia inhibitora korozji sposobem według wynalazku został podany w procentach masowych liczonych w odniesieniu do całkowitej masy inhibitora.
Tak wytworzony inhibitor hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym chroni przed korozją i hydratami gazowymi. Jest przeznaczony do układów gaz ziemny - woda złożowa (g-w) lub gaz ziemny - kondensat - woda złożowa (g-k-w), szczególnie w układach zawierających w wodzie chlorki nawet do 30% oraz CO2, H2S, O2. Dla uzyskania jak najlepszych efektów inhibitor wg wynalazku powinien być wtryskiwany do strumienia gazu. Wprowadzony inhibitor rozpuszcza się w wodzie złożowej i w ten sposób chroni rurociąg przed korozją i hydratami.
Inhibitor wg wynalazku tworzy trwałą warstewkę ochronną na powierzchni metalu, chroni również przed korozją w fazie gazowej, nie dopuszczając do korozji nawet w bardzo agresywnych środowiskach zawierających ditlenek węgla, siarkowodór i chlorki. Jego wyjątkowe działanie antykorozyjne całkowicie chroni powierzchnie stalowe przed powstawaniem wżerów. Część inhibitora działa w fazie gazowej i jego zadaniem jest neutralizacja kwaśnych czynników znajdujących się w gazie.
Inhibitor wg wynalazku rozpuszczając się w wodzie złożowej obniża temperaturę krzepnięcia układu woda złożowa-gaz, nie dopuszczając do powstawania hydratów gazowych. Zawarte w inhibitorze antyaglomeraty (AA) nie dopuszczają do łączenia się cząsteczek hydratów w większe skupiska.
Inhibitor jest odporny na działanie wysokich temperatur występujących w złożu, nie wykazuje tendencji do wydzielania się z wody złożowej oraz do wypadania osadów. Charakteryzuje się wyjątkową kompatybilnością z wodami złożowymi o różnym stopniu zasolenia, jest stabilny nawet w 80°C. Nie wykazuje skłonności do pienienia ani tworzenia emulsji z wodami złożowymi, a mieszanki woda złożowa - inhibitor wg wynalazku wykazują wysoką przeźroczystość układu.
Inhibitor wykazuje dobre niskotemperaturowe właściwości, umożliwiające stosowanie go w warunkach zimowych. Inhibitor wg wynalazku jest klarowną cieczą o niskiej lepkości.
Wynalazek przybliżają poniższe przykłady, nie ograniczające jego zakresu.
P r z y k ł a d 1.
Do mieszalnika wprowadzono 940,18 kg (94,018% masowych) alkoholu metylowego, 0,5 kg (0,05% masowych) alkoholu izopropylowego, a następnie 1,3 kg (0,13% masowych) produktu kondensacji dietylenotriaminy z oleiną destylowaną i kwasem sebacynowym, o liczbie kwasowej 0,7 mg
KOH/g, wytworzonego sposobem ujawnionym w zgłoszeniu patentowym P........wniesionym w dacie wniesienia niniejszego zgłoszenia. Po całkowitym rozpuszczeniu wprowadzono 0,7 kg (0,07% masowych) kwasu octowego lodowatego. Po pełnym przereagowaniu w temperaturze pokojowej do pH obojętnego, wprowadzono 0,3 kg (0,03% masowych) oksyetylenowanej uwodornionej aminy talowej zawierającej 5 grup etoksylowych w cząsteczce. Po całkowitym rozpuszczeniu wprowadzono 50 kg (5% masowych) 3-metoksypropyloaminy, 2 kg (0,2% masowych) alkoholu etylowego, 5 kg (0,5% masowych) glikolu dipropylenowego oraz 0,02 kg (0,002% masowych) środka przeciwpiennego pochodnej siloksanowej o nazwie handlowej Foam Ban HP732 firmy Mϋnzing. Po całkowitym rozpuszczeniu uzyskano inhibitor w ilości 1000 kg (100% masowych), stanowiący klarowną, niskolepką ciecz, o temperaturze płynięcia poniżej -57°C i lepkości kinematycznej w temperaturze 20°C wynoszącej
PL 226 811 B1 2
0,8 mm2/s. Skuteczność przeciwdziałania hydratom przez tak wytworzony inhibitor, w warunkach testu wg Przykładu 8, jest wyższa od skuteczności alkoholu metylowego o 5%.
P r z y k ł a d 2.
Do mieszalnika wprowadzono 806,77 kg (80,677% masowych) alkoholu metylowego, 100 kg (10% masowych) glikolu trietylenowego, 77 kg (7,7% masowych) alkoholu izopropylowego, a następnie 6 kg (0,6% masowych) produktu kondensacji dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi oleju talowego i kwasem azelainowym, o liczbie kwasowej 0,38 mg KOH/g, wytworzonego sposobem ujawnionym w zgłoszeniu patentowym P........ wniesionym w dacie wniesienia niniejszego zgłoszenia. Po całkowitym rozpuszczeniu wprowadzono 3 kg (0,3% masowych) kwasu benzoesowego. Po pełnym przereagowaniu w temperaturze pokojowej do pH obojętnego, wprowadzono 2 kg (0,2% masowych) etoksylowanej uwodornionej aminy talowej zawierającej 6 grup etoksylowych w cząsteczce. Po całkowitym rozpuszczeniu wprowadzono 5 kg (0,5% masowych) 3-metoksypropyloaminy, 0,05 kg (0,005% masowych) gliceryny oraz 0,18 kg (0,018% masowych) środka przeciwpiennego pochodnej siloksanowej o nazwie handlowej Foam Ban HP732 firmy Mϋnzing. Po całkowitym rozpuszczeniu uzyskano inhibitor w ilości 1000 kg (100% masowych), stanowiący klarowną, niskolepką ciecz, o temperaturze 2 płynięcia poniżej -57°C i lepkości kinematycznej w temperaturze 20°C wynoszącej 1,1 mm /s. Skuteczność tak wytworzonego inhibitora, w warunkach testu wg Przykładu 8, jest wyższa od skuteczności alkoholu metylowego o 15%.
P r z y k ł a d 3.
Do mieszalnika wprowadzono 720,82 kg (72,082% masowych) glikolu monoetylenowego, 90 kg (9 % masowych) wody, 150 kg (15% masowych) izopropanolu i 6 kg (0,6% masowych) produktu kondensacji dietylenotriaminy, kwasów oleju talowego i kwasu adypinowego, o liczbie kwasowej 0,33 mg
KOH/g, wytworzonego sposobem ujawnionym w zgłoszeniu patentowym P........wniesionym w dacie wniesienia niniejszego zgłoszenia. Po całkowitym rozpuszczeniu wprowadzono 3 kg (0,3% masowych) kwasu octowego lodowatego. Po pełnym przereagowaniu w temperaturze pokojowej do pH obojętnego, wprowadzono 5 kg (0,5% masowych) oksyetylenowanej uwodornionej aminy talowej zawierającej 8 grup etoksylowych w cząsteczce. Po całkowitym rozpuszczeniu wprowadzono 5 kg (0,5% masowych) monoetanoloaminy, 20 kg (2% masowych) glikolu propylenowego, a następnie 0,18 kg (0,018% masowych) środka przeciwpiennego pochodnej siloksanowej o nazwie handlowej Foam Ban HP732 firmy Mϋnzing. Po całkowitym rozpuszczeniu uzyskano inhibitor w ilości 1000 kg (100% masowych), stanowiący klarowną, niskolepką ciecz o temperaturze płynięcia poniżej -51°C 2 i lepkości kinematycznej w temperaturze 20°C wynoszącej 11,3 mm /s. Skuteczność przeciwdziałania hydratom przez tak wytworzony inhibitor, w warunkach testu wg Przykładu 8, jest wyższa od skuteczności alkoholu metylowego o 17%.
P r z y k ł a d 4.
Do mieszalnika wprowadzono 830,45 kg (83,045% masowych) glikolu dietylenowego (DEG), 100 kg (10% masowych) wody, 43 kg (4,3% masowych) alkoholu izopropylowego, 3 kg (0,3% masowych) produktu kondensacji dietylenotriaminy, oleiny destylowanej i kwasu bursztynowego, o liczbie kwasowej 0,24 mg KOH/g, wytworzonego sposobem ujawnionym w zgłoszeniu patentowym P........
wniesionym w dacie wniesienia niniejszego zgłoszenia oraz 0,3 kg (0,03% masowych) znanego produktu kondensacji dietylenotriaminy i kwasów oleju talowego, wytworzonego znanym sposobem w temperaturze 220°C. Po całkowitym rozpuszczeniu wprowadzono 1,65 kg (0,165% masowych) kwasu octowego lodowatego. Po pełnym przereagowaniu w temperaturze pokojowej do pH obojętnego, wprowadzono 10 kg (1,0% masowych) oksyetylenowanej uwodornionej aminy talowej, zawierającej 7 grup etoksylowych w cząsteczce. Następnie wprowadzono 0,75 kg (0,075% masowych) 3-metoksypropyloaminy i 0,75 kg (0,075% masowych) dietyloaminy, 10 kg (1% masowych) glikolu tripropylenowego, a następnie 0,1 kg (0,01% masowych) pochodnej siloksanowej o nazwie handlowej Foam Ban HP732 firmy Mϋnzing. Po całkowitym rozpuszczeniu uzyskano inhibitor w ilości 1000 kg (100% masowych), stanowiący klarowną, niskolepką ciecz o temperaturze płynięcia poniżej -51°C. Skuteczność przeciwdziałania hydratom przez tak wytworzony inhibitor, w warunkach testu wg Przykładu 8, jest wyższa od skuteczności metanolu o 18%.
P r z y k ł a d 5.
Do mieszalnika wprowadzono 849,8 kg (84,98% masowych) alkoholu metylowego, 30 kg (3% masowych) wody, 20 kg (3% masowych) alkoholu izopropylowego, a następnie 35 kg (3,5% masowych) produktu kondensacji dietylenotriaminy z kwasem oleinowym i kwasem szczawiowym, o liczbie kwasowej 0,25 mg KOH/g, wytworzonego sposobem ujawnionym w zgłoszeniu patentowym
PL 226 811 B1
P........wniesionym w dacie wniesienia niniejszego zgłoszenia. Po całkowitym rozpuszczeniu wprowadzono 18 kg (1,8% masowych) kwasu octowego lodowatego. Po pełnym przereagowaniu w temperaturze pokojowej do pH obojętnego, wprowadzono 43 kg (4,3% masowych) oksyetylenowanej uwodornionej aminy talowej zawierającej 8 grup etoksylowych w cząsteczce oraz 2 kg (0,2% masowych) oksyetylenowanej uwodornionej aminy talowej zawierającej 22 grupy etoksylowe w cząsteczce. Następnie wprowadzono 0,1 kg (0,01% masowych) monoetanoloaminy i 0,1 kg (0,01% masowych) dietyloaminy, a następnie 2 kg (0,2% masowych) pochodnej siloksanowej o nazwie handlowej Foam Ban HP732 firmy Mϋnzing. Po całkowitym rozpuszczeniu uzyskano inhibitor w ilości 1000 kg (100% masowych), stanowiący klarowną, niskolepką ciecz o temperaturze płynięcia poniżej -51°C i lepkości 2 kinematycznej w temperaturze 20°C wynoszącej 1,15 mm2/s. Skuteczność przeciwdziałania hydratom przez tak wytworzony inhibitor, w warunkach testu wg Przykładu 8, jest wyższa od skuteczności metanolu o 20%.
P r z y k ł a d 6 - porównawczy.
Do mieszalnika wprowadzono 806,77 kg (80,677% masowych) alkoholu metylowego, 100 kg (10% masowych) glikolu trietylenowego, 77 kg (7,7% masowych) alkoholu izopropylowego, a następnie 6 kg (0,6% masowych) znanego produktu kondensacji dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi oleju talowego, wytworzonego znanym sposobem wzór (1'), o liczbie kwasowej 0,35 mg KOH/g. Po całkowitym rozpuszczeniu wprowadzono 3 kg (0,3% masowych) kwasu benzoesowego. Po pełnym przereagowaniu w temperaturze pokojowej do pH obojętnego, z wytworzeniem produktu wg wzoru (5'), wprowadzono 2 kg (0,2% masowych) etoksylowanej uwodornionej aminy talowej zawierającej 6 grup etoksylowych w cząsteczce. Po całkowitym rozpuszczeniu wprowadzono 5 kg (0,5% masowych) 3-metoksypropyloaminy, 0,05 kg (0,005% masowych) gliceryny oraz 0,18 kg (0,018% masowych) środka przeciwpiennego pochodnej siloksanowej o nazwie handlowej Foam Ban HP732 firmy Mϋnzing. Po całkowitym rozpuszczeniu uzyskano inhibitor w ilości 1000 kg (100% masowych), stanowiący klarowną, niskolepką ciecz, o temperaturze płynięcia poniżej -57°C i lepkości kinematycznej 2 w temperaturze 20°C wynoszącej 1,3 mm /s. Skuteczność tak wytworzonego inhibitora, w warunkach testu wg Przykładu 8, jest wyższa od skuteczności alkoholu metylowego o 14%.
P r z y k ł a d 7.
Badania właściwości przeciwkorozyjnych termodynamicznego inhibitora hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym do ochrony rur wydobywczych i rurociągów transportujących gaz ziemny wg wynalazku, prowadzono wg testu Wheel Test zgodnie z normą ASTM NACE 1 D 182 „Metoda badania trwałości warstwy ochronnej, tworzonej przez inhibitory korozji rur w odwiertach”. Jest to konwencjonalna metoda badania ubytku masy, stosowana do oceny wydajności inhibitora poprzez symulację ciągłego przepływu medium korozyjnego.
A. Przygotowanie wody korozyjnej: sporządzono wodę korozyjną wg składu: 9,62% NaCl i 0,305% CaCl2 i 0,186% MgCl2-6H2O i 89,89% wody destylowanej. Wodę poddano barbotażowi azotem przez 30 minut, a następnie przez około 10 min. ditlenkiem węgla, do momentu uzyskania pH wody korozyjnej w granicach 4,4 do 4,8.
B. Przygotowanie oleju parafinowego (mieszanina węglowodorów izoparafinowych): olej ujednorodniono w temperaturze 62°C, a następnie rozlano do butelek testowych.
C. Przygotowanie próbek metalu: płytki metalu typu „Sand blasted mild steel Shim stock” o wymiarach 0,13x12,7x76 mm przemyto acetonem, przetarto suchą tkaniną, zważono, przechowywano w eksykatorze.
Do butelek o pojemności 200 ml, z których wcześniej usunięto powietrze, wprowadzano wodę korozyjną w ilości 90 ml i olej parafinowy w ilości 10 ml. Następnie wprowadzano inhibitor wg wynalazku w ilości 500, 1000, 1500 i 2000 mg/kg do medium korozyjnego. Do tak przygotowanych butelek wprowadzono płytki metalu opisane w pkt C). Do butelek ponownie dozowano ditlenek węgla w czasie około 30 s i szczelnie zamykano. Butelki umieszczano w termostacie w temperaturze 65,5°C, w aparacie obrotowym, który obracał się z prędkością 15 obrotów/minutę. Test prowadzono przez okres 72 godzin. Po badaniu wyjmowano z butelek próbki metalu, płukano alkoholem izopropylowym, poddawano działaniu 10% roztworu kwasu solnego przez okres 10-15 sekund. Próbki metalu następnie przemywano wodą, acetonem i alkoholem, po czym ważono z dokładnością 0,1 mg. Oceniano ubytek masy próbki metalu, dodatkowo oceniano ewentualną obecność korozji wżerowej.
Procent ochrony przed korozją obliczano z ubytku masy próbki metalu w obecności inhibitora W(inhib) oraz bez udziału inhibitora W(0).
Procent ochrony, % P = W(0) - W(inhib) /W(0) x 100%
PL 226 811 B1
Poniżej przedstawiono wyniki badań właściwości przeciwkorozyjnych termodynamicznego inhibitora hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym do ochrony rur wydobywczych i rurociągów transportujących gaz ziemny wytworzonego zgodnie z przykładem 1, 2, 3 i 5, zawierające zneutralizowaną nową mieszaninę zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny zgodnie z wynalazkiem wg wzoru (5), (6) oraz w przykładzie 4 zneutralizowaną nową mieszaninę zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny zgodnie z wynalazkiem wg wzoru (5), (6) i (5'). Badania prowadzono w porównaniu z inhibitorem wytworzonym sposobem wg przykładu 6, zawierającym zneutralizowany znany produkt wytworzony znanym sposobem w reakcji kondensacji dietylenotriaminy z kwasem oleinowym, wg wzoru (5').
Termodynamiczny inhibitor hydratów wg wynalazku, zawierający w przykładach 1, 2, 3, 5 zneutralizowaną mieszaninę zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny zgodnie z wynalazkiem wg wzoru (5) i (6) oraz w przykładzie 4 zneutralizowaną mieszaninę zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny zgodnie z wynalazkiem zawierający zneutralizowany znany produkt wytworzony znanym sposobem, wg wzoru (5')
wg wzoru (5), (6) i (5')
Wg przykładu 1 2 3 4 5 6
Koncentracja inhibitora korozji w medium korozyjnym [mg/kg] [% ochrony] [% ochrony]
500 51,3 78,4 79,6 73,4 74,4 60,8
1000 63,4 89,4 90,9 88,9 84,5 81,2
1500 75,1 96,2 97,5 90,5 92,1 84,9
2000 81,0 98,5 98,4 92,4 93,7 86,4
P r z y k ł a d 8.
Komorę badawczą w aparacie PVT napełniono 40 cm3 wody złożowej oraz 10 cm3 inhibitora 3 hydratów wg wynalazku (lub metanolu-próba zerowa). Do komory wprowadzono 50 cm badanego hydratotwórczego gazu w warunkach PT badania. Sporządzony układ woda-gaz mieszano przez co najmniej 15 godzin. Szybkość schładzania układu nie przekraczała 10°C/godzinę, a bezpośrednio na jedną godzinę przed osiągnięciem oczekiwanej temperatury wystąpienia hydratów było zredukowane poniżej 2°C/godz. Obserwowano i rejestrowano przebieg ciśnienia w funkcji czasu i temperatury w trakcie całego badania - automatyczne logowanie danych PVT co 2 minuty. Z momentem odnotowania zmiany trendu krzywej ciśnienia utrzymywano temperaturę, w której ta zmiana nastąpiła. Punkt odpowiadający zmianie przebiegu krzywej ciśnienia podczas izochorycznego schładzania systemu woda/gaz odpowiadał warunkom PT, przy których w układzie zaczynał formować się hydrat. Skuteczność przeciwdziałania powstawaniu hydratów omówiono powyżej w przykładach 1 do 6.

Claims (1)

1. Termodynamiczny inhibitor hydratów o działaniu przeciwkorozyjnym i antyaglomeracyjnym do ochrony rur wydobywczych i rurociągów transportujących gaz ziemny zawierający pochodne imidazoliny, oksyetylenowane monoaminy tłuszczowe, niskowrzące aminy lotne, alkoholowe rozpuszczalniki i poliole, znamienny tym, że zawiera:
- składnik a) w ilości od 0,075 do 7,5% masowych, korzystnie od 0,13 do 5% masowych, powstały poprzez zneutralizowanie od 0,05 do 5,0% masowych, korzystnie od 0,1 do 4,0% masowych nowej mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny, będącej produktem kondensacji dietylenotriaminy z kwasami tłuszczowymi zawierającymi od 12 do 22 atomów węgla w cząsteczce i alifatycznymi kwasami dikarboksylowymi zawierającymi od 2 do 12, korzystnie od 6 do 10, atomów węgla w cząsteczce, stanowiącej mieszaninę związków o wzorach ogólnych (1) i (2),
PL403754A 2013-05-02 2013-05-02 Termodynamiczny inhibitor hydratów odziałaniu przeciwkorozyjnym iantyaglomeracyjnym doochrony rur wydobywczych irurociagów transportujacych gaz ziemny isposób jego wytwarzania PL226811B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL403754A PL226811B1 (pl) 2013-05-02 2013-05-02 Termodynamiczny inhibitor hydratów odziałaniu przeciwkorozyjnym iantyaglomeracyjnym doochrony rur wydobywczych irurociagów transportujacych gaz ziemny isposób jego wytwarzania

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL403754A PL226811B1 (pl) 2013-05-02 2013-05-02 Termodynamiczny inhibitor hydratów odziałaniu przeciwkorozyjnym iantyaglomeracyjnym doochrony rur wydobywczych irurociagów transportujacych gaz ziemny isposób jego wytwarzania

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL403754A1 PL403754A1 (pl) 2014-11-10
PL226811B1 true PL226811B1 (pl) 2017-09-29

Family

ID=51866414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL403754A PL226811B1 (pl) 2013-05-02 2013-05-02 Termodynamiczny inhibitor hydratów odziałaniu przeciwkorozyjnym iantyaglomeracyjnym doochrony rur wydobywczych irurociagów transportujacych gaz ziemny isposób jego wytwarzania

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL226811B1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021262981A1 (en) * 2020-06-25 2021-12-30 Championx Usa Inc. Imidazoline-derived compounds and use as natural gas hydrate inhibitors

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021262981A1 (en) * 2020-06-25 2021-12-30 Championx Usa Inc. Imidazoline-derived compounds and use as natural gas hydrate inhibitors

Also Published As

Publication number Publication date
PL403754A1 (pl) 2014-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7851414B2 (en) Microemulsion containing oil field chemicals useful for oil and gas field applications
RU2643006C2 (ru) Водорастворимый ингибитор коррозии для защиты эксплуатационных труб и трубопроводов для природного газа, а также способ его получения
US10047271B2 (en) Bifunctional anti-deposit and anti-corrosion additives
CA2720382C (en) Organic corrosion inhibitor package for organic acids
CN101838811A (zh) 石油生产用新型特种缓蚀剂
WO2015200241A1 (en) Methods of inhibiting salt precipitation and corrosion
CN107636201B (zh) 腐蚀抑制剂配制品
RU2641148C2 (ru) Ингибитор коррозии для защиты оборудования для добычи сырой нефти, трубопроводов и резервуаров для сырой нефти, а также способ его получения
PL226811B1 (pl) Termodynamiczny inhibitor hydratów odziałaniu przeciwkorozyjnym iantyaglomeracyjnym doochrony rur wydobywczych irurociagów transportujacych gaz ziemny isposób jego wytwarzania
US20240052229A1 (en) Scale inhibitor compositions and methods of using the same
RU2648372C1 (ru) Применение гидроксикислоты для уменьшения потенциала локализованной коррозии слабодозируемых ингибиторов гидратообразования
PL226810B1 (pl) Termodynamiczny inhibitor hydratów odziałaniu przeciwkorozyjnym iantyaglomeracyjnym doochrony urzadzen wydobywczych, rurociagów transportujacych rope naftowa isposób jego wytwarzania
PL225868B1 (pl) Wodorozpuszczalny inhibitor korozji do ochrony rur wydobywczych i rurociągów transportujących gaz ziemny i sposób jego wytwarzania
PL226809B1 (pl) Inhibitor korozji doochrony urzadzen wydobywczych, rurociagów transportujacych rope naftowa izbiorników zropa naftowa isposób jego wytwarzania
CA3050258A1 (en) Synergistic corrosion inhibitors
NO20191199A1 (en) Method for inhibiting the agglomeration of gas hydrates
PL237473B1 (pl) Inhibitor korozji do strumieni węglowodorowych
PL216427B1 (pl) Kinetyczny inhibitor hydratów i korozji
OA16602A (en) Bifunctional anti-deposit and anti-corrosion additives.
PL216583B1 (pl) Termodynamiczny inhibitor hydratów i korozji
CA3045708A1 (en) Use of a composition containing at least one biodegradable sugar-amide-compound in combination with at least one sulfur-based synergist for corrosion inhibition of a metallic equipment in oilfield applications
PL216629B1 (pl) Inhibitor do ochrony antykorozyjnej rurociągów gazowych