RU2004625C1 - Ингибитор наводороживани и общей коррозии стали в средах, содержащих сероводород - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к защите металлов от наводороживани  и коррозии ингибиторами и может быть использовано дл  защиты трубной стали в средах с высоким содержанием сероводорода при добыче и транспортировке нефти и газа. Сущность изобретени : ингибитор содержит, мас.%: 3.5-диал- кил-Ц2.4-триазол 62 - 68; 2.5-диалкил-1Д4-ок- садиазол 7-13; н-алкиламиды карбоновой кислоты 22-28. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к защите металлов от наводороживани  и коррозии ингибиторами и может быть использовано дл  защиты трубной стали от наводороживани  и коррозии в средах с высоким содержанием сероводорода при добыче и транспортировке нефти и газа. Ингибитор эффективен при высокой степени обводненности среды,  вл ющейс  наиболее опасной в коррозионном отношении.

Известно применение р да азотсодержащих гетероциклических оснований в качестве ингибиторов сероводородной коррозии стали. Указанные соединени  . имеют невысокий защитный эффект от общей коррозии в средах с высоким содержанием сероводорода даже при больших концентраци х ингибитора (500 мг/л) и не обеспечивают защиту от наводороживани ,

Известно применение в качестве ингибиторов наводороживани  и коррозии ами- нонитрилов общей формулы

RT-CN-R-CN ,

RI

низкий защитный эффект от наводороживани  и общей коррозии стали особенно при высоких концентраци х сероводорода (3000 мг/л);

низкий защитный эффект в слабокислых

средах (рН - 4-6).

Целью изобретени   вл етс  повышение защитного эффекта ингибитора наводороживани  и общей коррозии стали, особенно при большой концентрации сероводорода , в том числе в слабокислых средах.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что ингибитор наводороживани  и общей коррозии стали имеет следующий состав

3,5-диалкил-1,2,4-триазол N - щ

62-68 мае. %,NH

2,5-диалкил-1,3,4-оксадиазол N-

II И R-CkxC-R

7-13 мае.%,О

где п 1 или 2;

R алкильный радикал, содержащий 1-6 атомов углерода;

RI и RZ атомы водорода или алкильные радикалы, содержащие 1-20 атомов углерода .

Это наиболее эффективные ингибиторы наводорожмвани  стали в сероводородсо- держащих средах. Самым эффективным соединением класса аминонитрилов  вл етс  диалшламинонитрил общей формулы

Ri

;N-RZ-CN ,

где R и Ri - алкильные радикалы, содержащие 5-12 атомов углерода;

R2 - алкильный радикал, содержащий 1-4 атомов углерода.

Это соединение и рассматриваетс  в качестве прототипа. Его наибольша  эффективность про вл етс  в средах рН 3,6. При переходе к более слабокислым средам (рН «5) эффективность торможени  наводороживани  и коррозии уменьшаетс . Ин- гибитор-прототип испытывали при концентраци х сероводорода 1200-1700 мг/л, проводили его испытани  при предельном насыщении сероводородом (3000 мг/л). Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Недостатками прототипа  вл ютс :

н-алкиламид карбоновой кислоты

22-28 мае. %,

О

R-C-N-R i

Н

где Т -алкильный радикал, содержащий 5-7 атомов углерода.

При радикале, содержащем меньше 5 или больше 7 атомов углерода, эффективность ингибитора значительно меньше.

Данных об использовании за вл емой композиции в качестве ингибитора наводороживани  и общей коррозии не обнаружено. Известно лишь использование 3,5-дигеп- тил-1,2,4-триазола в качестве ингибитора

общей коррозии меди, серебра, железа, никел  и их сплавов в воздушной атмосфере и сероводородсодержащих средах. Указаний на использование этого соединени  в качестве ингибитора наводороживани  не обнаружено.

Эффективность ингибитора оценивали по изменению цвета образца, она составл ет 50% даже при высоких концентраци х ингибитора (0,1-50 г/л).

Проведенные испытани  отдельных

компонентов за вл емого ингибитора показали , что заметным защитным эффектом обладает лишь 3,5-диалкил-1,2,4-триазол (см. табл. 1 и табл. 2). Хот  другие два компонента не обладают заметным защитным эффектом , композици  из трех компонентов

существенно превосходит по эффективности 3,5-диалкил-1,2,4-триазол, наблюдаетс  выраженный сверхсуммарный эффект как по торможению общей коррозии так и наво- дороживани .

Испытани  ингибитора в средах,  вл ющихс  модел ми реальных сред нефтега- зопромыслов, проводили следующим образом.

П р и м е р 1.

Ингибитор состава

л-1,2,4-триазол (sj

И

1эС6

N II

Н„СС-С. .6

Ч S

N1H

-СсН

б

2,5-дигексил-1,3,4-оксадиазол

N-N

И 1

Н13С6 С -С ЧНП

10 мас.%,

н - гексиламид энантовой кислоты О Н13СЈ-С-у С6Н1ъ25мас,%,

Н

испытывали на стали 20, примен емой в нефтегазовой промышленности. В качестве коррозионной среды использовали водо- гептановую эмульсию, насыщенную сероводородом (CH2S 3000 мг/л, рН-4,5, t° 25°C) при соотношении фаз вода: гептан 9:1. Концентраци  ингибитора 25 мг/л. Использовали среду без минерализации. Врем  экспозиции образцов 7 ц.

Защитный эффект от общей коррозии определ ли путем измерени  потери массы образцов стали после экспозиции в среде и удалени  продуктов коррозии и рассчитывали по формуле

к M-MH Х100%1

где М - потер  массы образца в среде без ингибитора;

Ми - потери массы образца в среде с ингибитором.

Он равн лс  90%.

В рамках этого примера рассмотрим про вление сверхсуммарного эффекта. При концентрации ингибитора в среде 25 мг/л концентраци  3.5-дигексил-1,2,4-триазола

16 мг/л, 2,5-дигексил-1,3,4-оксадиазолз 2,5 мг/л, н/гексиламида энантсвой кислоты 6 мг/л. Но последние два компонента имеют нулевой защитный эффект даже при концен5 траци х 10 мг/л, а первый компонент менее эффективен, чем ингибитор в целом даже при одинаковой концентрации в среде (см. табл. 1). При применении ингибитора в минерализованной среде дл  защиты от общей

10 коррозии и в торможении процесса наводо- роживани  эффект сверхсуммарности еще более нагл ден (см. табл. 1 и табл. 2),

Защитный эффект ингибитора по торможению процесса наводороживани  стали

15 определ ли с использованием электрохимического метода измерени  потока водорода через стальную мембрану, рекомендованного в РД 39-0147103-368-86 Министерства нефт ной промышленности СССР дл  испы20 тани  ийгибиторов наводороживани  стали. Защитный эффект характеризуетс  максимальной величиной плотности потока водорода и величиной плотности стационарного потока водорода. Эти величины в рассмат25 риваемом примере составл ли 6,5 //А/см2 и 0,3 /л А/см2 соответственно.

Испытани  ингибитора и его компонентов при другой концентрации и в мине,зали30 зованной среде проводили как в примере 1. Результаты приведены в табл. 1. 2,

Как видно из табл. 1 и табл.-2 предлагаемый способ повышает защитный эффект от общей коррозии в минерализованных сре35 дах с высоким содержанием сероводорода (3000 мг/л) с 35% до 85% и с 39% до 90% в средах без минерализации, а также повышает защитный эффект от наводороживани  в средах с высоким содержанием

40 сероводорода (3000 мг/л). Особенно значителен выигрыш при применении за вл емого ингибитора в средах без минерализации, где максимальна  величина плотности потока водорода уменьшаетс  с 17,0 мА/см2 до

45 6,5 мА/см2, а плотность стационарного потока водорода с 1,0 /л А/см2 до 0,3 / А/см2 В среде с минерализацией, соответственно, с 15,0 ju А/см2 до 8,5 fl А/см2 и с 6,0 мА/см до 5,0 р А/см2.

50 Следует отметить, что способы получени  отдельных компонентов композиции известны .

Основной компонент З.Б-диалкил-1,2,4- триазол получают, например, из 3,5-диал55 кил-4-амино-1,2,4-триазола реакцией дезаминировани .

Был предложен способ получени  2,5- диалкил-1,3,4-оксадиазолов из алифатических карбоновых кислот и сол нокислого(56) Жовнирчук В.М., соавт. Защита металгидразина .лов, 18. 1982, № 4, с. 638-641.

Одним из широко примен емых методов получени  амидов (3-й компонент)  вл -Патент США NJ 4404167, С 23 F 11/00, етс  ацилирование аминов.5 1984.

Таблица

Результаты испытаний за вл емого ингибитора по защите стали от общей коррозии

(CH2S 3000 мг/л, рН 4,5).

Таблица2

Результаты испытаний за вл емого ингибитора по защите стали от наводороживани  в среде, насыщенной сероводородом (Сн25 3000 мг/л, рН 4,5).

11200462512

Claims (1)

1. Формула изобретени N--N

   II II

   ИНГИБИТОР НАВОДОРОЖИВАНИЯ И

   ОБЩЕЙ КОРРОЗИИ СТАЛИ В СРЕДАХ, 50

   СОДЕРЖАЩИХ СЕРОВОДОРОД, на основе азотсодержащих органических соединений , отличающийс  тем, что в качестве н-Алкиламиды карбоновой азотсодержащих органических соединений : JQ кислоты22-28

   он содержит смесь, мае. %: 3,5-Диалкил-1.2,4-триазола62-68О

   j j R-C-N-R

   Ч А15,1

   NH

   п п,Пл, 40 1 : где R-ал кил ьиый радикал, содержащий 5

   2.5-Диалкил-1.3,4-оксадиазола 7 « liO 7 атомов углерода