Способ получения ингибитора коррозии, обладающего бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий

Способ получения ингибитора коррозии, обладающего бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к способу получения ингибиторов коррозии и может быть использовано для защиты металлов от коррозии и подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий.

Известен способ получения ингибитора коррозии в водных средах, включающий взаимодействие соединения жирного ряда с фосфористой кислотой при повышенной температуре, взятых в мольном соотношении 1:(0,8-1,2) соответственно, с последующим взаимодействием полученного продукта с этаноламином общей формулы (Н_3-nN)(С₂Н₄OН), где n=1, 2, 3, взятых в мольном соотношении 1:(0,8-1,2) соответственно с последующим растворением в алифатических спиртах, или воде, или их смеси до 20-80%-ной концентрации (Патент РФ №2082825, МКИ С 23 F 11/08, 1997). Данный ингибитор не обладает бактерицидным действием и является недостаточно эффективным в водной среде, содержащей углекислоту, а также при совместном содержании углекислоты и сероводорода.

Известен способ получения ингибиторов сероводородной коррозии стали и бактерицидов, подавляющих рост сульфатвосстанавливающих бактерий общей формулы

или

где R - нормальный алкильный радикал C₁₀-C₁₂,

путем взаимодействия - гетероциклических азотсодержащих соединений - хинолиновых и изохинолиновых оснований, с алкилирующим производным - эфиром монохлоруксусной кислоты и спирта при температуре 100-110°С. [А.С. СССР № 1730200 А1, МКИ С 23 F 11/10, 1992].

Данный способ получения ингибиторов коррозии имеет низкий уровень выхода целевых продуктов (от 32,3% до 75,9%) а ингибиторы коррозии, полученные этим способом, имеют низкую эффективность в сероводородсодержащих водных средах с высоким содержанием сероводорода и неэффективны в солянокислотных средах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения ингибитора коррозии в минерализованных водных средах путем взаимодействия оксиэтилированного моноалкилфенола с диметилфосфитом или монометилфосфитом, или треххлористым фосфором при нагревании и последующим взаимодействием полученного продукта с этаноламином (Н_3-nN)(С₂Н₄OН), где n=1, 2, 3, общей формулы или аминами нормального строения фракций C₁₀-C₁₆, или изоалкиламинами фракции C₁₂-C₁₈, взятых в мольном соотношении 1:(0,8-1,2):(0,8-1,2) соответственно (Патент РФ № 2113543, С 23 F 11/14 1998 г.).

В основу настоящего изобретения положена задача разработки способа получения эффективных ингибиторов сероводородной, углекислотной и солянокислотной коррозии, обладающего бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий.

Поставленная задача решается так, что в способе получения ингибитора коррозии, обладающего бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий, путем взаимодействия оксиэтилированного моноалкилфенола с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀ и числом оксиэтильных групп 1-18 или смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀ и числом оксиэтильных групп 1-18 с фосфорсодержащим соединением при нагревании и последующим взаимодействием полученного продукта с продуктами на основе гетероциклических азотсодержащих соединений, в качестве продукта на основе гетероциклических азотсодержащих соединений используют продукт переработки каменноугольных смол, взятых в мольном соотношении 1:(0,5-1,5):(0,5-1,5) соответственно.

В варианте выполнения способа к полученному продукту добавляют диспергирующую добавку и/или растворитель, взятые в соотношении, мас.%, ингибитор по п.1 - (5-90), диспергирующая добавка и/или растворитель остальное.

В качестве продукта на основе гетероциклических азотсодержащих соединений используют продукт переработки каменноугольных смол, например, “Остатки кубовые ректификации пиридиновых оснований” (ОР-ПО) по ТУ 14-102-64-88, или “Фракцию изохинолиновую” (ФИЗХ) по ТУ 14-102-107-88 или их смесь.

В качестве фосфорсодержащего соединения берут, например, диметилфосфит по ТУ 6-36-5763445-6-88 с изм.1, 2, 3, фосфор треххлористый ТУ 2152-380-05763441-2002, монометилфосфит.

В качестве оксиэтилированного моноалкилфенола может быть использован, например, Неонол АФ 9-6 (продукт взаимодействия изононилфенола с окисью этилена, содержащий 6 групп окиси этилена в оксиэтильной цепи) по ТУ 2483-077-05766801-98.

В качестве смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов могут быть использованы, например, неионогенные поверхностно-активные вещества ОП-7 и ОП-10 по ГОСТ 8433-81, представляющие собой продукты взаимодействия смеси моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале C₈-C₁₂ с окисью этилена и содержащие 7-9 (для ОП-7) и 10-12 (для ОП-10) групп окиси этилена в оксиэтильной цепи. Или, например, эмульгатор ОП-4 по ТУ 6-02-997-90, представляющий собой продукт взаимодействия смеси моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале C₈-C₁₂ с окисью этилена и содержащий 3-5 групп окиси этилена в оксиэтильной цепи.

Ингибитор коррозии по заявляемому способу (ПВ) получают путем взаимодействия оксиэтилированного моноалкилфенола с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀ и числом оксиэтильных групп 1-18 или смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀ и числом оксиэтильных групп 1-18 с диметилфосфитом или монометилфосфитом, или треххлористым фосфором при нагревании и последующим взаимодействием полученного продукта с продуктами на основе гетероциклических азотсодержащих соединений, при мольном соотношении 1:(0,5-1,5):(0,5-1,5) соответственно, процесс ведут при температуре 130-160°С.

К полученному по заявленному способу продукту (ПВ) может быть добавлена диспергирующая добавка, например Д1 - продукт взаимодействия жирного амина, окиси этилена и фосфорорганического соединения (патент РФ № 2166002, МКИ С 23 F 11/167, 2001) или Д2 - Неонол АФ 9-12 (продукт взаимодействия изононилфенола с окисью этилена, содержащий 12 групп окиси этилена в оксиэтильной цепи) по ТУ 2483-077-05766801-98 или их смесь.

Кроме того, к описанному выше продукту полученному по заявляемому способу, может быть добавлен растворитель или смесь диспергирующей добавки с растворителем.

В качестве растворителя полученный ингибитор может содержать, например, смесь ароматических углеводородов - нефрас Ар 120/200 по ТУ 38-101-809-90, или бутилбензольную фракцию (ББФ) по ТУ 38.10297-76, или спирты: метанол, или изопропанол по ГОСТ 9805-84, или их смеси с водой, или смеси ароматических углеводородов со спиртами и С₃-С₄-моноалкиловыми эфирами этилен- и диэтиленгликолей. В качестве С₃-С₄-моноалкиловых эфиров этилен- и диэтиленгликолей используют: моноэтиловый эфир этиленгликоля (МЭЭЭГ) - этилцеллозольв по ГОСТ 8113-88, или моноэтиловый эфир диэтиленгликоля (МЭЭДЭГ) - этилкарбитол по ТУ 6-01-5757583-6-89, или монобутиловый эфир диэтиленгликоля (МБЭДЭГ)-бутилкарбитол по ТУ 6-05-10-5086.

Новая совокупность заявляемых существенных признаков позволит получить ингибиторы сероводородной и солянокислотной коррозии, эффективные для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий.

Анализ отобранных в процессе поиска известных решений показал, что в науке и технике нет объекта, обладающего заявленной совокупностью признаков, которые бы приводили к достижению более высокого технического результата, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критериям “новизна” и “изобретательский уровень”.

Для доказательства соответствия предлагаемого решения критерию “промышленная применимость” приводим конкретные примеры получения ингибитора коррозии.

Пример 1 (по прототипу). К 273 г Неонола АФ9-6 добавляют 64 г диметилфосфита, нагревают реакционную смесь при перемешивании до 120-150°С в течение 3 ч. Для удаления метанола смесь продувают инертным газом (азотом). К полученной реакционной смеси добавляют 10 г воды и перемешивают в течение 30 мин, затем добавляют 70 г триэтаноламина и перемешивают до получения однородной массы.

Пример 2 (предлагаемый). К 273 г (1 моль) Неонола АФ9-6 добавляют 64 г (1 моль) диметилфосфита, нагревают реакционную смесь при перемешивании до 150°С в течение 3 ч. Для удаления метанола смесь продувают инертным газом (азотом). К полученной реакционной смеси добавляют 10 г воды и перемешивают в течение 30 мин, затем добавляют 70 г (1 моль) ОР-ПО и перемешивают до получения однородной массы.

Примеры 3-43 осуществляют аналогично примеру 2, изменяя исходные реагенты и их молярные соотношения в соответствии с таблицей.

Полученные продукты представляют собой смолы темно-коричневого цвета. Кинематическая вязкость 50%-ного раствора в нефрасе при 20°С составляет не более 70 мм/с. Плотность 50%-ного раствора в нефрасе при 20°С в пределах 900-1200 кг/м³. Качественный и количественный состав продуктов приведен в таблице.

Полученные ингибиторы коррозии растворяют путем смешения при комнатной температуре с растворителем и/или добавляют диспергатор.

Пример 10. К 55 г продукта (ПВ), полученного по примеру 3, добавляют 40 г изопропанола (ИПС) и 5 г диспергирующей добавки Д1. Смесь тщательно перемешивают.

Примеры 6-9 и 11-43 выполняют аналогично примеру 10, изменяя количественно состав компонентов.

Полученные образцы ингибиторов испытаны на эффективность антикоррозионного действия на реальной пластовой воде с нефтяного месторождения, содержащей 150 мг/л сероводорода, и реальной пластовой воде, содержащей 130 мг/л сероводорода и 75 мг/л углекислоты. Результаты приведены в таблице. Степень коррозии определена на образцах стали 3 размером 20×20×1 мм по потере массы. Эффективность защитного действия ингибиторов в сероводородной среде определена по известной методике ОСТ 39-099-79 “Ингибиторы коррозии. Метод оценки эффективности защитного действия ингибиторов коррозии в нефтепромысловых сточных водах”.

Коррозионные испытания в солянокислых средах проводят в растворах технической соляной кислоты по методике ГОСТ 9.505-86 метод 1.

Защитные свойства образцов ингибитора определяют при температуре +60°С.

Время испытания каждого образца составляло 30 минут. Коррозионные испытания проведены при дозировке 50 мг/л ингибитора. Результаты представлены в таблице.

Эффективность бактерицидного действия определяют согласно методике оценки защитного действия реагентов подавляющих микробиологическую коррозию по ОСТ-39-3-973-83 на модельной пластовой воде, содержащей 10² бактериальных клеток на 1 мл раствора. Продолжительность эксперимента 7 суток. В качестве показателя бактерицидной активности использована минимальная концентрация реагента в воде (мг/л), обеспечивающая 100%-ное подавление роста СВБ. Результаты испытаний приведены в таблице.

Анализ данных, представленных в таблице, показывает, что предлагаемый способ позволяет получить эффективный и технологичный ингибитор коррозии в водных средах, обладающий одновременно бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий.

1. Способ получения ингибитора коррозии, обладающего бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий путем взаимодействия оксиэтилированного моноалкилфенола с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀ и числом оксиэтильных групп 1-18 или смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀ и числом оксиэтильных групп 1-18 с фосфорсодержащим соединением при нагревании и последующим взаимодействием полученного продукта с продуктами на основе гетероциклических азотсодержащих соединений, отличающийся тем, что в качестве продукта на основе гетероциклических азотсодержащих соединений используют продукт переработки каменноугольных смол, взятых в мольном соотношении 1:(0,5-1,5):(0,5-1,5) соответственно.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что к полученному продукту добавляют диспергирующую добавку и/или растворитель, взятые в соотношении, мас. %: ингибитор по п.1 - (5-90), диспергирующая добавка и/или растворитель - остальное.