RU2658518C1

RU2658518C1 - Method for producing an inhibitor of carbon dioxide and hydrogen sulfide corrosion

Info

Publication number: RU2658518C1
Application number: RU2017119869A
Authority: RU
Inventors: Руслан Адгамович Вагапов; Ильдус Файрусович Мингазетдинов
Original assignee: Руслан Адгамович Вагапов; Ильдус Файрусович Мингазетдинов
Priority date: 2017-06-06
Filing date: 2017-06-06
Publication date: 2018-06-21

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to oil industry and can be used to protect oilfield equipment from corrosion in mineralized water and water-oil environments containing carbon dioxide and hydrogen sulphide. Method includes preparation of an active inhibitor base by reacting a mixture of alkylamines selected from the group consisting of cocoamine, tallow amine, ethylenediamine, diethylenetriamine, aminoethylethanolamine, aminoethylpiperazine and piperazine, with a triglyceride or a product of its processing selected from the group consisting of rapeseed oil, soybean oil, tall oil, fatty acid methyl ester, fatty acid ethyl ester, biodiesel and tall oil fatty acid, the reaction being carried out by distilling off the water and/or alcohol produced at a temperature of 140–240 °C and turbulent mixing of the reaction mass with the release of glycerol, water and/or alcohol, and a quaternary ammonium compound in the form of benzalkonium chloride is added to the obtained aqueous alcohol solution of the active base of the inhibitor, with the following component ratio, %: active base of corrosion inhibitor 20.0–40.0; benzalkonium chloride 10.0–30.0; aqueous-alcoholic solution 65.0–95.0.

EFFECT: increase protection against carbon dioxide and hydrogen sulfide corrosion.

1 cl, 4 ex

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии в минерализованных водных и водонефтяных средах, содержащих углекислоту и сероводород.The invention relates to the oil industry and can be used to protect oilfield equipment from corrosion in mineralized aqueous and oil-water environments containing carbon dioxide and hydrogen sulfide.

Известен способ получения ингибитора коррозии взаимодействием полиэтиленполиаминов или полипропиленполиаминов с монокарбоновыми кислотами в мольном соотношении 1:1 при температуре 150-170°C в течение 3-6 ч, а затем при температуре 250-260°C получают имидазолины которые далее охлаждают и цианэтилируют нитрилом акриловой кислоты или оксиалкилируют оксидом этилена или пропилена в мольном соотношении 1:1-2 при температуре 30-60°C в течение 3-4 ч (RU 2394941, 20.07.2010). Недостатком данного способа является многостадийность, использование токсичных оксидов этилена и пропилена, высокие температуры процесса.A known method of producing a corrosion inhibitor by the interaction of polyethylene polyamines or polypropylene polyamines with monocarboxylic acids in a molar ratio of 1: 1 at a temperature of 150-170 ° C for 3-6 hours, and then at a temperature of 250-260 ° C receive imidazolines which are then cooled and cyanethylated with acrylic nitrile acids or hydroxyalkylated with ethylene or propylene oxide in a molar ratio of 1: 1-2 at a temperature of 30-60 ° C for 3-4 hours (RU 2394941, 07.20.2010). The disadvantage of this method is multi-stage, the use of toxic oxides of ethylene and propylene, high process temperatures.

Известен способ получения ингибитора коррозии путем конденсации смеси, содержащей высокомолекулярные синтетические жирные кислоты и полиэтиленполиамина в присутствии концентрированной соляной кислоты в качестве катализатора (RU 2086701, 01.06.1994). Недостатком данного способа является использование малодоступных синтетических жирных кислот и применение кислотного катализатора - соляной кислоты, т.к. реакция получения имидазолинов из амидов является равновесной и кислотный катализатор будет ускорять разрушение имидазолинов при контакте с водой или влагой из воздуха.A known method of producing a corrosion inhibitor by condensation of a mixture containing high molecular weight synthetic fatty acids and polyethylene polyamine in the presence of concentrated hydrochloric acid as a catalyst (RU 2086701, 06/01/1994). The disadvantage of this method is the use of inaccessible synthetic fatty acids and the use of an acid catalyst - hydrochloric acid, because the reaction for producing imidazolines from amides is equilibrium and the acid catalyst will accelerate the destruction of imidazolines in contact with water or moisture from the air.

Известен способ получения ингибиторов коррозии взаимодействием монокарбоновых кислот (C10-C20) с полиэтиленполиаминами и 1,4-ди(2-аминоэтил)пиперазином. Процесс ведут при температуре 250-280°C в течение 2-6 часов при мольном соотношении кислота: полиэтиленполиамины: 1,2-ди(2аминоэтил)пиперазин, равном 1:0,7-0,9:0,2-0,5, затем при вакуумировании 1-30 мм вод. ст. в течение 2-4 часов отгоняют реакционную воду и избыток полиэтиленполиаминов, реактор охлаждают до 160-180°C и при перемешивании загружают карбоновые кислоты или жирные кислоты талового масла в мольном соотношении продукт конденсации:кислота, равном 1:1, перемешивают в течение 2-4 часов, охлаждают до 40-60°C и вводят при перемешивании 2-8% (мас.) поверхностно-активного вещества неионогенного типа, 1-25% (мас.) насыщенного одноатомного спирта C1-C4, 32-73% (мас.) композиционного ароматического растворителя (RU 2239671, 10.11.2004). Недостатком данного способа является многостадийность, использование вакуума, высокие температуры процесса.A known method of producing corrosion inhibitors by the interaction of monocarboxylic acids (C10-C20) with polyethylene polyamines and 1,4-di (2-aminoethyl) piperazine. The process is carried out at a temperature of 250-280 ° C for 2-6 hours with a molar ratio of acid: polyethylene polyamines: 1,2-di (2 aminoethyl) piperazine equal to 1: 0.7-0.9: 0.2-0.5 , then when evacuating 1-30 mm of water. Art. reaction water and excess polyethylene polyamines are distilled off over 2-4 hours, the reactor is cooled to 160-180 ° C and carboxylic acids or tallow oil fatty acids are loaded with stirring in a molar ratio of condensation product: acid, equal to 1: 1, stirred for 2- 4 hours, cooled to 40-60 ° C and injected with stirring 2-8% (wt.) Surfactant nonionic type, 1-25% (wt.) Saturated monohydric alcohol C1-C4, 32-73% (wt. .) composite aromatic solvent (RU 2239671, 10.11.2004). The disadvantage of this method is multi-stage, the use of vacuum, high process temperatures.

Наиболее близким к изобретению является способ получения ингибитора коррозии для металлических трубопроводов, согласно которому активную основу ингибитора коррозии получают взаимодействием жирной кислоты с N-алкилэтилендиаминами в две стадии при 160-165°C в течение 4,5 часа и при 225°C в течение еще 2,5 часа, после чего к реакционной массе дополнительно прикапывают акриловую кислоту и перемешивают в течение 2 часов. Готовая композиция состоит из 20% активной основы в изопропаноле (RU 2339739, 27.11.2008). Недостатком данного способа является многостадийность, использование нетехнологичной акриловой кислоты, требующей особые условия хранения и транспортировки, склонной к полимеризации и имеющей небольшой срок годности.Closest to the invention is a method for producing a corrosion inhibitor for metal pipelines, according to which the active basis of a corrosion inhibitor is obtained by reacting a fatty acid with N-alkylethylenediamines in two stages at 160-165 ° C for 4.5 hours and at 225 ° C for another 2.5 hours, after which acrylic acid was additionally added to the reaction mass and stirred for 2 hours. The finished composition consists of 20% of the active base in isopropanol (RU 2339739, 11.27.2008). The disadvantage of this method is the multi-stage, the use of low-tech acrylic acid, requiring special storage and transportation conditions, prone to polymerization and having a short shelf life.

Задачей изобретения является разработка недорогого и эффективного ингибитора, обеспечивающего хорошую защиту от углекислотной и сероводородной коррозии. Техническим результатом при использовании заявляемого изобретения является повышение защиты от углекислотной и сероводородной коррозии.The objective of the invention is to develop an inexpensive and effective inhibitor that provides good protection against carbon dioxide and hydrogen sulfide corrosion. The technical result when using the claimed invention is to increase protection against carbon dioxide and hydrogen sulfide corrosion.

Технический результат достигается тем, что способ включает получение активной основы ингибитора при взаимодействии смеси алкиламинов, выбранных из группы, включающей кокоамин, талловый амин, этилендиамин, диэтилентриамин, аминоэтилэтаноламин, аминоэтилпиперазин и пиперазин, с триглицеридом или продуктом его переработки, выбранным из группы, включающей рапсовое масло, соевое масло, талловое масло, метиловый эфир жирной кислоты, этиловый эфир жирной кислоты, биодизель и жирную кислоту таллового масла, при этом реакцию проводят с использованием отгона образующейся воды и/или спирта при температуре 140-240°C и турбулентном перемешивании реакционной массы с выделением глицерина, воды и/или спирта, а к полученному водно-спиртовому раствору активной основы ингибитора добавляют четвертичное аммониевое соединение в виде бензалкониум хлорида, при следующем соотношении компонентов, %:The technical result is achieved in that the method includes obtaining an active inhibitor base by reacting a mixture of alkyl amines selected from the group consisting of cocoamine, tall amine, ethylenediamine, diethylenetriamine, aminoethylethanolamine, aminoethyl piperazine and piperazine with a triglyceride or a product of its processing selected from the group consisting of rapeseed oil, soybean oil, tall oil, fatty acid methyl ester, fatty acid ethyl ester, biodiesel and tall oil fatty acid, the reaction being carried out using calling for distillation of the resulting water and / or alcohol at a temperature of 140-240 ° C and turbulent stirring of the reaction mixture with the release of glycerin, water and / or alcohol, and to the resulting water-alcohol solution of the active inhibitor base, a quaternary ammonium compound in the form of benzalkonium chloride is added, at the following ratio of components,%:

активная основа ингибитора коррозии 20,0 - 40,0; active base of corrosion inhibitor 20.0 - 40.0;

бензалкониум хлорид 10 - 30,0; benzalkonium chloride 10-30.0;

водно-спиртовой раствор 65,0-95,0.water-alcohol solution 65.0-95.0.

Способы получения ингибитора коррозии поясняются следующими примерами.Methods of obtaining a corrosion inhibitor are illustrated by the following examples.

Пример 1. В четырехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром, прямым холодильником загружается 50 г диэтилентрамина, 30 г пиперазина и 346 г рапсового масла. Реакционная масса перемешивается в течение 6 часов при температуре 200°C и интенсивном перемешивании до окончания отгона образующейся в процессе реакции воды. После чего реакционная масса охлаждается и готовится композиция ингибитора коррозии: синтез 20%, бензалкониум хлорид 10%, метанол 70%.Example 1. In a four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, thermometer, a direct refrigerator is charged with 50 g of diethylenetramine, 30 g of piperazine and 346 g of rapeseed oil. The reaction mass is stirred for 6 hours at a temperature of 200 ° C and vigorous stirring until the end of the distillation of the water formed during the reaction. After which the reaction mass is cooled and the composition of the corrosion inhibitor is prepared: synthesis of 20%, benzalkonium chloride 10%, methanol 70%.

Пример 2. В четырехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром, прямым холодильником загружается 30 г диэтилентрамина, 30 г аминоэтилэтаноламина и 170 г метилового эфира жирных кислот. Реакционная масса перемешивается в течение 6 часов при температуре 180°C и интенсивном перемешивании до окончания отгона образующейся в процессе реакции воды. После чего реакционная масса охлаждается и готовится композиция ингибитора коррозии: синтез 20%, бензалкониум хлорид 15%, метанол 65%.Example 2. In a four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, a direct refrigerator is charged with 30 g of diethylenetramine, 30 g of aminoethylethanolamine and 170 g of fatty acid methyl ester. The reaction mass is stirred for 6 hours at a temperature of 180 ° C and vigorous stirring until the end of the distillation of the water formed during the reaction. After which the reaction mass is cooled and the composition of the corrosion inhibitor is prepared: synthesis of 20%, benzalkonium chloride 15%, methanol 65%.

Пример 3. В четырехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром, прямым холодильником загружается 30 г этилендиамина, 30 г кокоамина и 187 г соевого масла. Реакционная масса перемешивается в течение 6 часов при температуре 180°C и интенсивном перемешивании до окончания отгона образующейся в процессе реакции воды. После чего реакционная масса охлаждается и готовится композиция ингибитора коррозии: синтез 20%, бензалкониум хлорид 15%, метанол 65%.Example 3. In a four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a thermometer, a direct refrigerator is charged with 30 g of ethylenediamine, 30 g of cocoamine and 187 g of soybean oil. The reaction mass is stirred for 6 hours at a temperature of 180 ° C and vigorous stirring until the end of the distillation of the water formed during the reaction. After which the reaction mass is cooled and the composition of the corrosion inhibitor is prepared: synthesis of 20%, benzalkonium chloride 15%, methanol 65%.

Пример 4. В четырехгорлую колбу, снабженную механической мешалкой, термометром, прямым холодильником загружается 50 г таллового амина, 30 г аминоэтилэтаноламина и 150 г жирной кислоты таллового масла. Реакционная масса перемешивается в течение 6 часов при температуре 220°C и интенсивном перемешивании до окончания отгона образующейся в процессе реакции воды. После чего реакционная масса охлаждается и готовится композиция ингибитора коррозии: синтез 20%, бензалкониум хлорид 10%, метанол 70%.Example 4. In a four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, thermometer, a direct refrigerator is charged with 50 g of tall amine, 30 g of aminoethylethanolamine and 150 g of tall oil fatty acid. The reaction mass is stirred for 6 hours at a temperature of 220 ° C and vigorous stirring until the end of the distillation of the water formed during the reaction. After which the reaction mass is cooled and the composition of the corrosion inhibitor is prepared: synthesis of 20%, benzalkonium chloride 10%, methanol 70%.

Claims

A method for producing a carbon dioxide and hydrogen sulfide corrosion inhibitor for protecting oilfield equipment, characterized in that it comprises obtaining an active inhibitor base by reacting a mixture of alkyl amines selected from the group consisting of cocoamine, tall amine, ethylenediamine, diethylene triamine, aminoethyl piperazine and aminethyl piperazine p and a processed product thereof selected from the group consisting of rapeseed oil, soybean oil, tall oil, fatty acid methyl ester, ethyl ether sulfuric acid, biodiesel and tall oil fatty acid, the reaction is carried out using distillation of the resulting water and / or alcohol at a temperature of 140-240 ° C and turbulent mixing of the reaction mixture with the release of glycerin, water and / or alcohol, and to the resulting water a quaternary ammonium compound in the form of benzalkonium chloride is added to an alcohol solution of the active base of the inhibitor, in the following ratio,%:

active base of corrosion inhibitor 20.0 - 40.0;

benzalkonium chloride 10-30.0;

water-alcohol solution 65.0-95.0.