RU2757778C1

RU2757778C1 - Application of 5-(2,4-dimethoxyphenyl)-1,3,4-thiadiazolyl amide of 2,4-dimethoxybenzoic acid as inhibitor of hydrochloric acid corrosion of steel

Info

Publication number: RU2757778C1
Application number: RU2021100087A
Authority: RU
Inventors: Александр Евгеньевич Рубцов; Анатолий Борисович Шеин; Мария Дмитриевна Плотникова; Анна Александровна Крохалева
Priority date: 2021-01-11
Filing date: 2021-01-11
Publication date: 2021-10-21

Abstract

FIELD: oil and gas production.

SUBSTANCE: invention relates to the protection of steels in hydrochloric acid media; it can be used in oil and gas production during hydrochloric acid processing of carbonate rocks. The invention consists in the use of 5-(2,4-dimethoxyphenyl)-1,3,4-thiadiazolyl amide of 2,4-dimethoxybenzoic acid. The invention consists in the application of 5-(2,4-dimethoxyphenyl)-1,3,4-thiadiazolamide of 2,4-dimethoxybenzoic acid

as an inhibitor of hydrochloric acid corrosion of carbon steel.

EFFECT: expansion of the range of hydrochloric acid corrosion inhibitors.

1 cl, 2 ex

Description

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано в нефте- и газодобыче при солянокислотных обработках карбонатных пород.The invention relates to the field of protection of metals from corrosion and can be used in oil and gas production during hydrochloric acid treatment of carbonate rocks.

Изобретение относится к использованию нового соединения 5-(2,4-диметоксифенил)-1,3,4-тиадиазолиламида 2,4-диметоксибензойной кислоты, формулаThe invention relates to the use of a new compound 5- (2,4-dimethoxyphenyl) -1,3,4-thiadiazolylamide 2,4-dimethoxybenzoic acid, formula

в качестве ингибитора солянокислой коррозии углеродистой стали. as an inhibitor of hydrochloric acid corrosion of carbon steel.

Применяя солянокислотную обработку скважин и получая положительный эффект в виде увеличения нефте- и газоотдачи, встретились и с отрицательными последствиями такой обработки, в частности с коррозией оборудования скважин. Именно поэтому при солянокислотной обработке скважин требуется применение веществ, замедляющих протекание коррозионных процессов, т.е. ингибиторов коррозии.Applying hydrochloric acid treatment of wells and obtaining a positive effect in the form of increased oil and gas recovery, we also encountered negative consequences of such treatment, in particular, corrosion of well equipment. That is why hydrochloric acid treatment of wells requires the use of substances that slow down the course of corrosion processes, i.e. corrosion inhibitors.

Из уровня техники известно вещество, замедляющее коррозию углеродистой стали в солянокислых средах, 5,5- (1,4-фенилин)бис(N-бензилидин-1,3,4-тиадиазол-2-амин). Данное соединение проявляет защитный эффект 94%, однако используется в менее концентрированных растворах соляной кислоты (1 М). /Corrosion inhibition of thiadiazole derivative for mild steel in hydrochloric acid solution. R.D. Salim et al. International Journal of Corrosion and Scale Inhibition, 2020, 9, №2, 550-561/.From the prior art, a substance is known that inhibits the corrosion of carbon steel in hydrochloric acid media, 5,5- (1,4-phenylin) bis (N-benzylidine-1,3,4-thiadiazol-2-amine). This compound exhibits a protective effect of 94%, but is used in less concentrated solutions of hydrochloric acid (1 M). / Corrosion inhibition of thiadiazole derivative for mild steel in hydrochloric acid solution. R.D. Salim et al. International Journal of Corrosion and Scale Inhibition, 2020, 9, No. 2, 550-561 /.

Задачей изобретения является поиск новых соединений, которые повышают стойкость углеродистой стали к коррозии при солянокислотной обработке скважин.The objective of the invention is to search for new compounds that increase the corrosion resistance of carbon steel during hydrochloric acid treatment of wells.

Техническим результатом, достигаемым в результате использования изобретения, является расширение ассортимента ингибиторов солянокислой коррозии.The technical result achieved by using the invention is to expand the range of hydrochloric acid corrosion inhibitors.

Задача достигается тем, что использование 5-(2,4-диметоксифенил)-1,3,4-тиадиазолиламида 2,4-диметоксибензойной кислоты проявляет высокий защитный эффект стали Ст3 в концентрации 0,01 г/л в растворе 15% HCl.The task is achieved by the fact that the use of 5- (2,4-dimethoxyphenyl) -1,3,4-thiadiazolylamide of 2,4-dimethoxybenzoic acid exhibits a high protective effect of St3 steel at a concentration of 0.01 g / l in a 15% HCl solution.

Пример 1. Получение 5-(2,4-диметоксифенил)-1,3,4-тиадиазолиламида 2,4-диметоксибензойной кислоты.Example 1. Obtaining 5- (2,4-dimethoxyphenyl) -1,3,4-thiadiazolylamide of 2,4-dimethoxybenzoic acid.

Смешивают 9,1 г тиосемикарбазида и 36,4 г диметоксибензойной кислоты и перетирают их в фарфоровой ступке до однородной массы. Полученную смесь перемещают в круглодонную колбы на 250 мл и при перемешивании и охлаждении до 0°С приливают 27,4 мл оксихлоридфосфора (POCl₃) со скоростью 1 мл в минуту. После окончания добавления POCl₃ полученную смесь нагревают при перемешивании до 70°С и выдерживают при данной температуре в течении 4 часов. К полученному раствору последовательно добавляют по каплям 50 мл воды, 40% раствор гидроксида натрия до рН 8-9. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают водой до нейтральной реакции среды промывочных вод. Светло-желтые кристаллы, выход 86%.Mix 9.1 g of thiosemicarbazide and 36.4 g of dimethoxybenzoic acid and grind them in a porcelain mortar until smooth. The resulting mixture is transferred into a 250 ml round-bottom flask and, with stirring and cooling to 0 ° C, 27.4 ml of phosphorus oxychloride (POCl ₃ ) is added at a rate of 1 ml per minute. After the end of the addition of POCl _{3, the} resulting mixture is heated with stirring to 70 ° C and kept at this temperature for 4 hours. To the resulting solution are successively added dropwise 50 ml of water, 40% sodium hydroxide solution to pH 8-9. The formed precipitate is filtered off and washed with water until the wash water medium is neutral. Light yellow crystals, 86% yield.

Спектр ¹Н ЯМР (400 МГц, CDCl₃) δ 11.09 (с, 1H, NH), 8.40 (д, J=8.7 Hz, 1Н, Ar), 8.30 (д, J=8.8 Hz, 1H, Ar), 6.82-6.32 (m, 4H, Ar), 4.11 (с, 3H, MeO), 4.03 (с, 3H, MeO), 3.91 (с, 3H, MeO), 3.89 (с, 3H, MeO). ¹³С ЯМР(101 МГц, CDCl₃) δ 164.5, 162.0, 161.6, 159.2, 158.9, 158.0, 156.6, 134.0, 128.9, 112.4, 111.3, 105.7, 105.4, 98.2, 97.7, 55.8, 55.2, 55.1, 55.0. Найдено, %: С 56.82, H 4.73, N 10.45, S 8.02. C₁₉H₁₉N₃O₅S. Вычислено, %: С 56.85, Н 4.77, N 10.47, S 7.99. М 401.44 ¹ H NMR spectrum (400 MHz, CDCl ₃ ) δ 11.09 (s, 1H, NH), 8.40 (d, J = 8.7 Hz, 1H, Ar), 8.30 (d, J = 8.8 Hz, 1H, Ar), 6.82 -6.32 (m, 4H, Ar), 4.11 (s, 3H, MeO), 4.03 (s, 3H, MeO), 3.91 (s, 3H, MeO), 3.89 (s, 3H, MeO). ¹³ C NMR (101 MHz, CDCl ₃ ) δ 164.5, 162.0, 161.6, 159.2, 158.9, 158.0, 156.6, 134.0, 128.9, 112.4, 111.3, 105.7, 105.4, 98.2, 97.7, 55.8, 55.2, 55.1, 55.0. Found,%: С 56.82, H 4.73, N 10.45, S 8.02. C ₁₉ H ₁₉ N ₃ O ₅ S. Calculated,%: C 56.85, H 4.77, N 10.47, S 7.99. M 401.44

Пример 2. Коррозионные испытания проводят в лабораторных условиях гравиметрическим методом в 15% растворе соляной кислоты в воде. Образцы изготовлены из Ст3 в соответствии с ГОСТ 380-71. Время экспозиции образцов в данных условиях 24 часа. После завершения испытаний продукты коррозии удаляются с поверхности стали, и рассчитывается скорость коррозии (1) и защитный эффект ингибитора (2):Example 2. Corrosion tests are carried out in laboratory conditions by the gravimetric method in a 15% solution of hydrochloric acid in water. Samples are made of St3 in accordance with GOST 380-71. The exposure time of the samples under these conditions is 24 hours. After completion of the tests, corrosion products are removed from the steel surface, and the corrosion rate (1) and the protective effect of the inhibitor (2) are calculated:

,

где K - скорость коррозии стали, [г/(м²⋅ч)]; m_o - масса исходного образца, г; m - масса образца после испытания и удаления продуктов коррозии, г; S - площадь поверхности образца, м²; τ - время испытания, ч.where K is the corrosion rate of steel, [g / (m ² ⋅h)]; m _o is the mass of the original sample, g; m is the mass of the sample after testing and removal of corrosion products, g; S is the surface area of the sample, m ² ; τ - test time, h.

,

где К_о и К - скорость коррозии стали в неингибированном растворе и с добавлением ингибитора, [г/(м²⋅ч)].where K _about and K - the rate of corrosion of steel in an uninhibited solution and with the addition of an inhibitor, [g / (m ² ⋅ h)].

Скорость коррозии Ст3 в 15% растворе HCl составляет 14,3 г/м²⋅ч. Скорость коррозии Ст3 в 15% растворе HCl в присутствии 0,01 г/л 5-(2,4-диметоксифенил)-1,3,4-тиадиазолиламида 2,4-диметоксибензойной кислоты 1,1 г/м²⋅ч. Таким образом, защитное действие 5-(2,4-диметоксифенил)-1,3,4-тиадиазолиламида 2,4-диметоксибензойной кислоты 93%.Corrosion rate St3 in 15% HCl solution is 14.3 g / m ² ⋅ch. Corrosion rate St3 in 15% HCl solution in the presence of 0.01 g / L of 5- (2,4-dimethoxyphenyl) -1,3,4-tiadiazolilamida 2,4-dimethoxybenzoic acid, 1.1 g / m ² ⋅ch. Thus, the protective effect of 5- (2,4-dimethoxyphenyl) -1,3,4-thiadiazolylamide of 2,4-dimethoxybenzoic acid is 93%.

Claims

Application of 2,4-dimethoxybenzoic acid 5- (2,4-dimethoxyphenyl) -1,3,4-thiadiazolylamide

as an inhibitor of hydrochloric acid corrosion of carbon steel.