RU2034932C1

RU2034932C1 - Inhibitor of hydrogen sulfide corrosion

Info

Publication number: RU2034932C1
Application number: RU93019952A
Authority: RU
Inventors: А.В. Болдырев; В.И. Киркач; Н.А. Мизина; Е.С. Хохлова; У.А. Мамедов; А.Г. Базанов
Original assignee: Советско-итальянское научно-исследовательское общество нефтехимии "Синион"
Priority date: 1993-04-14
Filing date: 1993-04-14
Publication date: 1995-05-10

Abstract

FIELD: to decrease corrosion of metal equipment. SUBSTANCE: inhibitor of hydrogen sulfide corrosion comprises the following percentage of components by weight: 11.7 - 49.1 aminoparaffin hydrochlorides, 2.7 - 13.3 water, 40 - 85 methanol. EFFECT: inhibitor of high efficiency. 1 tbl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к материалам, снижающим коррозию металлического оборудования, и может быть использовано в нефтяной промышленности при защите металла, контактирующего с минерализованными сероводородсодержащими средами (сточные воды нефтепромыслов, обводненная нефть, нефтепродукты), а также при защите трубных сталей от сульфидного коррозионного растрескивания (СКР) под напряжением и повышения коррозионно-усталостной (КУ) прочности, происходящие из-за общей коррозии с водородной деполяризацией при действии статических, динамических и циклических нагрузок и прямого наводороживания в транспортируемой коррозионно-агрессивной среде. The invention relates to materials that reduce the corrosion of metal equipment, and can be used in the oil industry for the protection of metal in contact with mineralized hydrogen sulfide-containing media (wastewater of oil fields, watered oil, oil products), as well as for the protection of pipe steels from sulfide corrosion cracking (SCR) energized and enhanced corrosion-fatigue (KU) strengths due to general corrosion with hydrogen depolarization under the action of static, dynamic FIR and cyclic loads and direct hydrogenation transported in corrosive environment.

Наиболее близким к предлагаемому ингибитору является коллектор АНП-2, используемый в качестве ингибитора коррозии для защиты металлов в минерализованных сероводородсодержащих средах [1] АНП-2 представляет собой хлоргидраты аминопарафинов общей формулы:
[CH₃(CH₂)_m-CH(CH₂)_n-CH₃]NH₂ ^. HCl, где m+n 9-15
Хлоргидраты аминопарафинов (ХГАП) получают нитрованием жидких нефтяных парафинов С₁₂-С₁₈ азотной кислотой с последующим каталитическим восстановлением нитропродукта до вторалкилпервичных аминов и выделением их соляной кислотой в виде хлоргидратов. Однако данный ингибитор имеет ряд недостатков:
высокая температура застывания (+4^оС), что исключает применение ингибитора в зимнее время в условиях нефтепромыслов;
низкий защитный эффект при малых концентрациях, так при дозировке 100 мг/л защитный эффект составляет всего 80%
В качестве ингибитора коррозионно-механического разрушения это соединение не применялось.Closest to the proposed inhibitor is the ANP-2 collector, used as a corrosion inhibitor for the protection of metals in mineralized hydrogen sulfide-containing media [1] ANP-2 is an aminoparaffin hydrochloride of the general formula:
[CH ₃ (CH ₂ ) _m —CH (CH ₂ ) _n —CH ₃ ] NH ₂ ^. HCl, where m + n 9-15
Amino paraffin hydrochlorides (HGAP) are obtained by nitration of liquid petroleum paraffins C ₁₂ -C ₁₈ with nitric acid, followed by catalytic reduction of the nitro product to secondary alkyl amines and their isolation with hydrochloric acid in the form of hydrochlorides. However, this inhibitor has several disadvantages:
high pour point (+4 ^о С), which excludes the use of an inhibitor in winter time in the conditions of oil fields;
low protective effect at low concentrations, so at a dosage of 100 mg / l, the protective effect is only 80%
As a corrosion inhibitor, this compound was not used.

Целью изобретения является повышение защитного эффекта против сероводородной коррозии, коррозионно-механического разрушения (КМР) и коррозионной усталости (КУ) и снижение температуры застывания ингибитора. The aim of the invention is to increase the protective effect against hydrogen sulfide corrosion, corrosion-mechanical destruction (CMR) and corrosion fatigue (KU) and lowering the pour point of the inhibitor.

В результате создан ингибитор сероводородной коррозии состава, мас. As a result, an inhibitor of hydrogen sulfide corrosion of the composition, wt.

Хлоргидраты аминопарафинов 11,7-49,1; Вода 2,7-13,3; Метанол 40,0-85,0. При этом процентное соотношение ХГАП:вода должно быть от 3,5 до 4,5. Aminoparaffins hydrochlorides 11.7-49.1; Water 2.7-13.3; Methanol 40.0-85.0. In this case, the percentage ratio of HGAP: water should be from 3.5 to 4.5.

Этот ингибитор обладает защитным эффектом от сероводородной коррозии при дозировке 50 мг/л на уровне 95-99% защитным эффектом против КМР и КУ при дозировке 0,1 г/л соответственно 95-97% и 39-41% Температура застывания ингибитора ниже минус 55^оС, что обеспечивает бесперебойное применение его в любое время года в условиях эксплуатации нефтяных месторождений в зонах с низкими зимними температурами.This inhibitor has a protective effect against hydrogen sulfide corrosion at a dosage of 50 mg / L at a level of 95-99%; a protective effect against CMR and KU at a dosage of 0.1 g / L, respectively 95-97% and 39-41%. Inhibitor pour point is below minus 55 ^о С, which ensures its uninterrupted use at any time of the year in the conditions of exploitation of oil fields in areas with low winter temperatures.

В патентной и научно-исследовательской литературе отсутствуют сведения об использовании в качестве компонентов в ингибиторах КМР веществ, содержащихся в предлагаемой композиции. Новое назначение и новое свойство указывают на соответствие заявленного решения критерия "Существенные отличия". In the patent and research literature there is no information on the use as components in CMR inhibitors of the substances contained in the proposed composition. The new purpose and new property indicate the conformity of the declared solution to the criterion of "Significant differences".

Свойства ингибитора коррозии на основе хлоргидратов аминопарафинов при различном соотношении компонентов приведены в таблице. The properties of the corrosion inhibitor based on aminoparaffin hydrochlorides with various component ratios are given in the table.

Отсутствие одного из компонентов в предлагаемом ингибиторе (примеры 19,20) и запредельные значения по составу (примеры 11-18) резко снижает защитный эффект против КМР, сероводородной коррозии или КУ. Необходимо также строго соблюдать процентное соотношение между ХГАП и водой, равное от 3,5 до 4,5, в пределах предлагаемого состава. Только в этом случае наблюдается резкое повышение ингибирующего эффекта в сероводородсодержащих средах до 95-99% при дозировке ингибитора 50 мг/л и резкое понижение температуры застывания до минус 60-80^оС (примеры 2-10 и фиг.1,2). Запредельные значения по любому из компонентов и нарушение процентного соотношения ХГАП:вода или резко снижают защитный эффект, или повышают температуру застывания (примеры 11-20 и фиг.1,2). Использование вместо метанола других низших спиртов или органических растворителей не дает такого эффекта. Так композиции, содержащие вместо метанола изопропиловый спирт или бензин легкой фракции, не обладают температурой застывания ниже минус 35^оС или расслаиваются с понижением температуры, не дают существенного повышения защитных свойств и не работают в качестве ингибиторов КМР. Замена в композиции ХГАП на другие соединения класса аминов, используемые в качестве компонентов в ингибиторах коррозии, не имеет результатов или из-за низкого защитного эффекта получаемых композиций или из-за ограниченной растворимости веществ в воде и метаноле.The absence of one of the components in the proposed inhibitor (examples 19,20) and prohibitive values in composition (examples 11-18) dramatically reduces the protective effect against CMR, hydrogen sulfide corrosion or KU. It is also necessary to strictly observe the percentage ratio between HGAP and water, equal to from 3.5 to 4.5, within the proposed composition. Only in this case there is a sharp increase inhibitory effect in hydrogen sulfide environments to 95-99% at a dosage of an inhibitor of 50 mg / l and a sharp decrease in pour point as low as minus 60-80 ^{° C} (Examples 2-10 and fig.1,2). Outrageous values for any of the components and violation of the percentage of HGAP: water either sharply reduce the protective effect, or increase the pour point (examples 11-20 and Fig.1,2). The use of other lower alcohols or organic solvents instead of methanol does not give such an effect. Thus, compositions comprising instead of methanol isopropyl alcohol or gasoline light fraction does not have a pour point of below minus 35 ^{° C} or stratified with decreasing temperature, do not give a significant increase in barrier properties and do not work as inhibitors of MDC. Replacement of other amines of the class of amines used as components in corrosion inhibitors in the HGAP composition has no results either due to the low protective effect of the resulting compositions or due to the limited solubility of the substances in water and methanol.

Таким образом предлагаемый ингибитор является устойчивой 3-х компонентной системой с новым комплексом физико-химических характеристик, обладает защитным эффектом от КМР при дозировке 0,1 г/л на уровне 95-97% защитным эффектом против сероводородной коррозии при дозировке 50 мг/л на уровне 95-99% Температура застывания заявленного ингибитора минус 60-80^оС.Thus, the proposed inhibitor is a stable 3-component system with a new set of physico-chemical characteristics, has a protective effect against CMR at a dosage of 0.1 g / l at the level of 95-97% protective effect against hydrogen sulfide corrosion at a dosage of 50 mg / l on the level of 95-99% The pour point of the claimed inhibitor minus 60-80 ^about C.

Экономический эффект не поддается точному расчету и зависит от масштаба применения. The economic effect cannot be accurately calculated and depends on the scale of application.

На фиг.1 графически показана зависимость застывания ингибитора коррозии от процентного соотношения ХГАП:вода и содержания метанола. Содержание метанола в ингибиторе коррозии, 1-0; 2-20; 3-30; 4-40; 5-85; на фиг.2 зависимость защитного эффекта ингибитора коррозии от содержания метанола и процентного соотношения ХГАП:вода. Соотношение ХГАП:вода, 1 4; 2 3; 3 5. Figure 1 graphically shows the dependence of the solidification of the corrosion inhibitor on the percentage ratio of HGAP: water and methanol content. Methanol content in corrosion inhibitor, 1-0; 2-20; 3-30; 4-40; 5-85; figure 2 the dependence of the protective effect of the corrosion inhibitor on the methanol content and the percentage of HGAP: water. The ratio of HGAP: water, 1 4; 2 3; 3 5.

Защитный эффект от коррозионно-механического разрушения трубных сталей определяли по РД 39-0147103-324-88 "Методика определения степени защиты сталей ингибиторами от коррозионно-механического разрушения в сероводородсодержащих минерализованных средах. Защитный эффект от сероводородной коррозии в статических условиях определяли по РД 39-3-519-81 "Испытания ингибиторов коррозии в двухфазных сероводородсодержащих средах". Температуру застывания определяли по ГОСТ 20287-74 "Нефтепродукты. Методы определения температуры застывания". Воду определяли по ГОСТ 14870-77 "Продукты химические. Методы определения воды" (методом Фишера). The protective effect from corrosion-mechanical destruction of pipe steels was determined according to RD 39-0147103-324-88 "Methodology for determining the degree of protection of steel by inhibitors from corrosion-mechanical destruction in hydrogen sulfide-containing mineralized media. The protective effect against hydrogen sulfide corrosion in static conditions was determined according to RD 39-3 -519-81 “Tests of corrosion inhibitors in two-phase hydrogen sulfide-containing media.” The pour point was determined according to GOST 20287-74 “Petroleum products. Methods for determining the pour point ". Water was determined according to GOST 14870-77" Chemical products. Methods for the determination of water "(Fisher's method).

Claims

SULFUR CORROSION INHIBITOR containing aminoparaffins hydrochlorides, characterized in that it additionally contains water and methanol in the following ratio of components, wt.

Aminoparaffins hydrochlorides 11.7 49.1
Water 2.7 13.3
Methanol 40.0 85.0
while the percentage of hydrochloride aminoparaffins to water is 3.5 to 4.5.