Составы ингибиторов коррозии для подавления коррозии в средах, содержащих свободную серу и/или полисульфиды - RU2736766C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Данное изобретение, в целом, относится к составам ингибиторов корозии, и, в частности, к составам, уменьшающим, ингибирующими и предотвращающим коррозию металлической поверхности, используемой при извлечении, транспортировке, очистке и хранении углеводородных жидкостей, содержащих елементарную серу или полисульфид.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно, что трубы из углеродистой стали, транспортирующие жидкости, содержащие свободную серу и/или полисульфиды, являются высококорозионноактивными и их чрезвыйчайно трудно защитить от коррозии. Как правило, эти сильно кислые системы защищают от точечной и сплошной коррозии введением больших количеств растворителей, которые растворяют серу, или добавлением составов ингибиторов коррозии. Составы ингибиторов коррозии и растворители могут быть дорогими и при использовании в больших количествах могут создавать разнообразные трудности для производственной системы, такие как проблемы эмульгирования и вспенивания.

Существует постоянная потребность в составах, эффективных при ингибировании коррозии в таких высококоррозионных средах.

КРАТКАЯ СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагается состав ингибитора коррозии, который содержит соль продукта конденсации жирной кислоты и амина и ароматический растворитель.

Предлагается состав ингибитора коррозии, который содержит от около 2 до около 30% мас. соли продукта конденсации жирной кислоты и амина; от около 1 до около 40% мас. катионогенного поверхностно-активного вещества; от около 1 до около 40% мас. замещенного ароматического амина; от около 1 до около 30% мас. эфира фосфорной кислоты; от 0 до 20% мас. стабилизатора растворителя; от 0 до около 5% мас. деэмульгатора; от 0 до около 15% мас. органического сульфосоединения; и от около 40 до около 80% мас. ароматического растворителя.

Предлагается способ уменьшения, ингибирования и предотвращения коррозии металлической поверхности, используемой при извлечении, транспортировке, очистке и хранении углеводородных жидкостей, содержащих свободную серу или полисульфид. Способ включает приведение в контакт состава ингибитора коррозии с металлической поверхностью для уменьшения, ингибирования или предотвращения коррозии металлической поверхности.

Другие цели и признаки будут частично очевидны и частично обозначены ниже по тексту.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НЕСКОЛЬКИХ АСПЕКТОВ ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

На Фиг. 1 изображена фотография купона после коррозионного испытания (участок 1А), WLI (интерферометрия белым цветом) микрофотография поверхности купона после коррозионного испытания (участок 1В) и питтинговая гистограмма, изображающая общее количество питтингов в определенном диапазоне глубины для купона для Сравнительного Состава D при первом наборе условий испытания при концентрации 5000 м.д.

На Фиг. 2 изображена фотография купона после коррозионного испытания (участок 2А), WLI микрофотография поверхности купона после коррозионного испытания (участок 2В) и питтинговая гистограмма, изображающая общее количество питтингов в определенном диапазоне глубины для купона для Сравнительного Состава D при первом наборе условий испытания при концентрации 10000 м.д.

На Фиг. 3 изображена фотография купона после коррозионного испытания (участок 3А), WLI микрофотография поверхности купона после коррозионного испытания (участок 3В) и питтинговая гистограмма, изображающая общее количество питтингов в определенном диапазоне глубины для купона для Состава А при первом наборе условий испытания при концентрации 5000 м.д.

На Фиг. 4 изображена фотография купона после коррозионного испытания (участок 4А), WLI микрофотография поверхности купона после коррозионного испытания (участок 4В) и питтинговая гистограмма, изображающая общее количество питтингов в определенном диапазоне глубины для купона для Состава В при первом наборе условий испытания при концентрации 5000 м.д.

На Фиг. 5 изображена фотография купона после коррозионного испытания (участок 5А), WLI микрофотография поверхности купона после коррозионного испытания (участок 5В) и питтинговая гистограмма, изображающая общее количество питтингов в определенном диапазоне глубины для купона для Сравнительного Состава С при втором наборе условий испытания при концентрации 3000 м.д.

На Фиг. 6 изображена фотография купона после коррозионного испытания (участок 6А), WLI микрофотография поверхности купона после коррозионного испытания (участок 6В) и питтинговая гистограмма, изображающая общее количество питтингов в определенном диапазоне глубины для купона для Состава А при втором наборе условий испытания при концентрации 3000 м.д.

Соответствующие условные обозначения указывают на соответствующие части графического материала.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Открыт состав ингибитора коррозии, особо эффективный при уменьшении, ингибировании и предотвращении коррозии металлической поверхности, используемой при извлечении, транспортировке, очистке и хранении углеводородных жидкостей, содержащих свободную серу или полисульфид. Составы используются в системах, имеющих кислые условия (т.е., относительно высокую концентрацию сероводорода), а также используется в углекислотных системах (т.е., системах, имеющих относительно высокую концентрацию диоксида углерода). Составы пригодны для обработки кислых систем в широком диапазоне климатов и при широком диапазоне режимов технологического процесса (например, от 0°C до 200°C), где не справляются обычные ингибиторы коррозии, в частности, в отношении точечной коррозии.

Составы обеспечивают более, чем или равную от 90 до 95% коррозионнную защиту. Составы обеспечивают по меньшей мере 95% коррозионную защиту после 137 часов для рабочего электрода из углеродистой стали (например, 1018 рабочий электрод из углеродистой стали) в кислих коррозионных испытаниях с высоким давлением, причем кислое коррозионное испытание с высоким давлением характеризуется температурой испытания около 50 °C; жидкой средой из синтетического солевого раствора, насыщенного диоксидом углерода, содержащей 700 м.д. свободной серы и 1000 м.д. тетрасульфида натрия; и дозировкой ингибитора 3000 м.д. от общей жидкости.

Составы содержат соль продукта конденсации жирной кислоты и амина и ароматический растворитель.

Соль продукта конденсации жирной кислоты и амина содержит продукт реакции (1) из димера полиненасыщенной жирной кислоты, (2) сульфоновую кислоту и (3) продукт реакции из полиалкиленаполиамина, жирной кислоты таллового масла и димера полиненасыщенной жирной кислоты. Предпочтительная соль продукта конденсации жирной кислоты и амина коммерчески доступна как кислота таллового масла, димеризованная линолевая кислота, продукт конденсации поли(C2-C4)алкиленполиамина, додецилбензолсульфоновая кислота, соли димеризованной линолевой кислоты (CAS 68910-85-0).

Димер полиненасыщенной жирной кислоты (или димер полиненасыщенной жирной кислоты из продукта реакции (3) выше) содержит независимо димер линолевой кислоты, гамма-линолевую кислоту (GLA), эйкозадиеновую кислоту, дигомо-гамма-линолевую кислоту (DLGA), арахидоновую кислоту (AA), докозадиеновую кислоту, адреновую кислоту, докозапентаеновую кислоту, тетракозатетраеновую кислоту, тетракозапентаеновую кислоту, гексадекатриеновую кислоту (HTA), альфа-линолевую кислоту (ALA), стеаридиновую кислоту (SDA), эйкозатриеновую кислоту (ETE), эйкозатетраеновую кислоту (ETA), эйкозапентаеновую кислоту (EPA), генейкозапентаеновую кислоту (HPA), докозапентаеновую кислоту (DPA), докозагексаеновую кислоту (DHA), тетракозапентаеновую кислоту, тетракозагексаеновую кислоту, мидовую кислоту или их комбинацию. Предпочтительно, димер полиненасыщенной жирной кислоты содержит димер линолевой кислоты.

Сульфоновая кислота содержит органическую сульфоновую кислоту. Органическая сульфоновая кислота представляет собой арилсульфоновую кислоту, включая, но не ограничиваясь, линейную алкилбензолсульфоновую кислоту, разветвленную алкилбензолсульфоновую кислоту или другие замещенные или незамещенные ароматические сульфоновые кислоты. Подходящие арилсульфоновые кислоты включают, но не ограничиваются, метилбензолсульфоновую кислоту (например, п-толуолсульфоновую кислоту), этилбензолсульфоновую кислоту, бутилбензолсульфоновую кислоту, октилбензолсульфоновую кислоту, додецилбензолсульфоновую кислоту и 2-нафталинсульфоновую кислоту. Предпочтительно, сульфоновая кислота содержит линейную алкилбензолсульфоновую кислоту, такую как додецилбензолсульфоновая кислота.

Органическая сульфоновая кислота также содержит алкилсульфоновую кислоту или арилалкилсульфоновую кислоту, включая, но не ограничиваясь, метансульфоновую кислоту, трифторметансульфоновую кислоту, DL-камфорсульфоновую кислоту и фенилметансульфоновую кислоту.

Органическая сульфоновая кислота включает моносульфоновую кислоту, дисульфоновую кислоту или полисульфоновую кислоту. Подходящие дисульфоновые кислоты включают, но не ограничиваются, бензолдисульфоновую кислоту, нафталиндисульфоновую кислоту, 2,3-диметил-1,4-бензолдисульфоновую кислоту, 2,4-диметил-1,3-бензолдисульфоновую кислоту, 2,5-диметил-1,3-бензолдисульфоновую кислоту, 2,5-диметил-1,4-бензолдисульфоновую кислоту, 3,6-диметил-1,2-бензолдисульфоновую кислоту или их комбинацию. Подходящие полисульфоновые кислоты включают, но не ограничиваются, бензолтрисульфоновую кислоту, нафталинтрисульфоновую кислоту, 1,3,6-нафталинтрисульфоновую кислоту, 1-нитронафталин-3,6,8-трисульфоновую кислоту или их комбинацию.

Полиалкиленполиамин из продукта реакции (3) выше включает, но не ограничивается, полиэтиленполиамин, полипропиленполиамин, полибутиленполиамин и их комбинацию. Предпочтительно, полиалкиленполиамин содержит комбинацию полиэтиленполиамина, полипропиленполиаминов и полибутиленполиаминов.

Подходящие полиэтиленполиамины включают, но не ограничиваются, диэтилентриамин (DETA), триэтилентетрамин (TETA), тетраэтиленпентамин (TEPA), пентаэтиленгексамин (PEHA), гексаэтиленгептамин (HEHA) и высшие гомологи.

Подходящие полипропиленполиамины включают, но не ограничиваются, дипропилентриамин, трипропилентетрамин, тетрапропиленпентамин, пентапропиленгексамин, гексапропиленгептамин и высшие гомологи.

Подходящие полибутиленполиамины включают, но не ограничиваются, дибутилентриамин, трибутилентетрамин, тетрабутиленпентамин, пентабутиленгексамин, гексабутиленгептамин и высшие гомологи.

Другие подходящие полиалкиленполиамины включают бис(гексаметилен)триамин, N,N'-бис(3-аминопропил)этилендиамин, спермидин и спермин.

Специалисты в данной области техники поймут, что полиалкиленполиамины, содержащие четыре или более атомов азота, в целом, доступны в виде смесей линейных, разветвленных и циклических соединений, большая часть которых содержит одинаковое количество атомов азота. Например, триэтилентетрамин (TETA) содержит не только линейный TETA, но также трис(аминоэтил)амин, N,N'-бис(2-аминоэтил)пиперазин и N-[(2-аминоэтил)-2-аминоэтил]пиперазин. Аналогичным образом, тетраэтиленпентамин представляет собой, по существу, смесь четырех TEPA этиленаминов, включая линейный, разветвеленный и два циклических TEPA продукта.

Подходящий полиалкиленполиамин представляет собой Этиленамин Е-100, коммерчески доступную смесь полиэтиленполиаминов, содержащих TEPA, PEHA и HEHA (Huntsman Corporation). Этиленамин Е-100, как правило, состоит из менее, чем 1,0% мас. низкомолекулярного амина, 10-15% мас. TEPA, 40-50% мас. PEHA, остальное - HEHA и высшие олигомеры. Как правило, Этиленамин Е-100 имеет общую долю азота около 33-34% мас. и среднечисловую молекулярную массу 250-300 г/моль.

Подходящая смесь полиаминов представляет собой Heavy Polyamine X (HPA-X), серийно выпускаемую Dow Chemical Company. Heavy Polyamine X представляет собой сложную смесь линейных, разветвленных и циклических полиэтиленполиаминов, содержащих TETA, TEPA, PEHA и полиэтиленполиамины (CAS No. 68131-73-7 или CAS No. 29320-38-5).

Другая подходящая смесь полиаминов представляет собой Amix 1000 (CAS # 68910-05-4), серийно выпускаемую BASF Corporation. Amix 1000 представляет собой смесь примерно равных количеств аминоэтилэтаноламина, триэтилентэтрамина (ТЕТА), аминоэтилпиперазина и высококипящих полиаминов.

Жирная кислота таллового масла из продукта реакции (3) выше содержит любую жирную кислоту таллового масла, включая, но не ограничиваясь, олеиновую кислоту, линолевую кислоту, абиетиновую кислоту, неоабиетиновую кислоту, палюстровую кислоту, пимаровую кислоту, дегидроабиетиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, пальмитолеиновую кислоту, 5,9,12-октадекатриеновую кислоту, линоленовую кислоту, 5,11,14-эйкозатриеновую кислоту, цис, цис-5,9-октадекадиеновую кислоту, эйкозадиеновую кислоту, элаидиновую кислоту, цис-11-октадекановую кислоту или их клмбинация, также как другие C₂₀, C₂₂, C₂₄ насыщенные кислоты.

Соль продукта конденсации жирной кислоты и амина представлена в количестве от около 2 до около 30% мас. от всей массы состава, предпочтительно от около 3 до около 20% мас. и предпочтительнее от около 4 до около 10% мас. Соль продукта конденсации жирной кислоты и амина составляет около 2, 5, 10, 15, 20, 25 или 30% мас. от состава.

Ароматический растворитель содержит ароматические углеводороды, такие как толуол, ксилол, тяжелый лигроин, обогащенный ароматическими фракциями, или их комбинацию. Предпочтительно, ароматический растворитель содержит тяжелый лигроин, обогащенный ароматическими фракциями, или ксилол. Растворитель представлен в количестве от около 40 до около 80% мас. от всей массы состава, предпочтительно от около 50 до около 80% мас. и предпочтительнее от около 65 до около 80% мас. Растворитель составляет около 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 или 80% мас. от состава.

Замещенный ароматический амин содержит алкилпиридин, такой как 3,5-диэтил-2-метилпиридин или 3-этил-4-метилпиридин или другие замещенные пиридины, такие как (E)-5-этил-2-(проп-1-ен-1-ил)пиридин, (E)-5-(бут-2-ен-1-ил)-2-метилпиридин или N-этил-2-(6-метилпиридин-3-ил)етанамин. Комбинация таких алкилпиридинов и замещенных пиридинов коммерчески доступна как Akolidine™ 11 от Lonza. Замещенный ароматический амин представлен в количестве от около 1 до около 40% мас. от всей массы состава, предпочтительно от около 1 до около 20% мас. и предпочтительнее от около 1 до около 10% мас. Замещенный ароматический амин составляет около 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 или 40% мас. от состава.

Состав дополнительно содержит катионогенное поверхностно-активное вещество. Катионогенное поверхностно-активное вещество включает, но не ограничивается, алкоксилированный алкиламин, соединения четвертичного аммония или их комбинацию. Катионогенное поверхностно-активное вещество составляет от около 1 до около 40% мас. состава, от общей массы состава, предпочтительно от около 1 до около 20% мас. и предпочтительнее от около 1 до около 10% мас. Катионогенное поверхностно-активное вещество составляет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35 или 40 % мас. от состава.

Алкоксилированный алкиламин содержит этоксилированный алкиламин, такой как этоксилированный талловый амин. Алкоксилированный алкиламин составляет от около 1 до около 20% мас. состава, от общей массы состава, предпочтительно от около 1 до около 10% мас. и предпочтительнее от около 1 до около 5% мас. Алкоксилированный алкиламин составляет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15 или 20% мас. от состава.

Соединения четвертичного аммония представляют собой соли пиридиния, такие как те, что представлены Формулой (1):

где R₁ представляет собой C₁-C₁₈ алкильную группу, арильную группу или арилалкильную группу, и X^-представляет собой хлорид, бромид или иодид. Среди этих соединений находятся соли алкилпиридиния и четвертичные алкилбензилпиридиниевые соли. Образцовые соединения включают хлорид метилпиридиния, хлорид этилпиридиния, хлорид пропилпиридиния, хлорид бутилпиридиния, хлорид октилпиридиния. хлорид децилпиридиния, хлорид лаурилпиридиния, хлорид цетилпиридиния, хлорид бензилпиридиния и хлорид C₁-C₆ алкилбензилпиридиния. Предпочтительно, соли пиридиния включают хлорид C₁-C₆ алкилбензилпиридиния. Соли пиридиния составляют от около 1 до около 40% мас. состава, от общей массы состава, предпочтительно от около 1 до около 20% мас. и предпочтительнее от около 1 до около 10% мас. Соли пиридиния составляют 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35 или 40 % мас. от состава.

Соединение четвертичного аммония содержит соединение имидазола Формулой (II):

где R¹⁰ представляет собой C₁-C₂₀ алкильную или C₁-C₂₀ алкоксиалкильную группу; R¹¹ и R¹⁴ представляют собой независимо водород, C₁-C₆ алкил, C₁-C₆ гидроксиалкил или C₁-C₆ арилалкил; R¹² и R¹³ представляют собой независимо C₁-C₆ алкильную группу или водород; и X^-представляет собой хлорид, бромид, иодид, карбонат, сульфонат, фосфат или анион органической кислоты, такой как ацетат. Предпочтительно, соль имидазола включает хлорид 1-бензил-1-(2-гидроксиэтил)-2-талловое-масло-2-имидазола. Соль имидазола составляет от 1 до 30% мас. состава, от общей массы состава, предпочтительно от около 1 до около 20% мас. и предпочтительнее от около 1 до около 10% мас. Соль имидазола составляет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25 или 30 % мас. от состава.

Катионогенное поверхностно-активное вещество содержит хлорид 2-алкил-1-бензил-1-(2-гидроксиэтил)-2-имидазола (например, хлорид C₁₂-, C₁₄-, C₁₆- и/или C₁₈-алкил-1-бензил-1-(2-гидроксиэтил)-2-имидазола), N-бензилпиридина хлорид (например, N-бензилпиридина хлорид, N-бензилC₁-C₆алкилпиридина хлорид, N-бензилпиколина хлорид ), этоксилированный талловый амин или их комбинацию.

Предпочтительно, катионогенное поверхностно-активное вещество содержит смесь хлорида 1-бензил-1-(2-гидроксиэтил)-2-талловое-масло-2-имидазола, N-бензилпиридина хлорид или N-бензилC₁-C₆алкидпиридина хлорид, и этоксилированный талловый амин в приблизительно равных относительных пропорциях от общей массы катионогенного поверхностно-активного вещества.

Состав дополнительно содержит стабилизатор растворителя. Предпочтительно, стабилизатор растворителя включает гликолевый эфир, включая, но не ограничиваясь, 2-бутоксиэтанол, монометиловый эфер диэтиленгликоля, монобутиловый эфир этиленгликоля, дибутиловый эфир этиленгликоля или их комбинацию. Предпочтительно, стабилизатор растворителя содержит 2-бутоксиэтанол. Стабилизатор растворителя составляет от около 1 до 20% мас. состава, от общей массы состава, предпочтительно от около 1 до около 15% мас. и предпочтительнее от около 1 до около 10% мас. Стабилизатор растворителя составляет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15 или 20% мас. от состава.

Состав дополнительно содержит эфир фосфорной кислоты. Предпочтительно, эфир фосфорной кислоты содержит алкоксилированный алкилфеноловый эфир фосфорной кислоты. Предпочтительно, алкоксилированный алкилфеноловый эфир фосфорной кислоты содержит этоксилированный нонилфеноловый эфир фосфорной кислоты. Эфир фосфорной кислоты составляет от около 1 до 30% мас. состава, от общей массы состава, предпочтительно от около 1 до около 20% мас. и предпочтительнее от около 1 до около 10% мас. Эфир фосфорной кислоты составляет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25 или 30 % мас. от состава.

Состав дополнительно содержит органическое сульфосоединение, такое как меркаптоалкилспирт, меркаптоуксусная кислота, тиогликолевая кислота, 3,3'-дитиодипропионовая кислота, тиосульфат, тиомочевина, L-цистеин или трет-бутилмеркаптан. Предпочтительно, меркаптоалкилспирт содержит 2-меркаптоэтанол. Органическое сульфосоединение составляет от 0 до 15% мас. состава, от общей массы состава, предпочтительно от около 1 до около 10% мас. и предпочтительнее от около 1 до около 5% мас. Органическое сульфосоединение составляет 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 или 15% мас. от состава.

Состав дополнительно включает деэмульгатор, такой как оксиалкилированный полимер, додецилбензолсульфоновую кислоту (DDBSA), натриевую соль ксилолсульфоновой кислоты, эпоксидированные или пропоксилированные соединения, фенольные или эпоксидные смолы, и их комбинации. Предпочтительно, деэмульгатор содержит оксиалкилированный полимер, такой как полиалкиленгликоль. Деэмульгатор составляет от 0,5 до 5% мас. состава, от общей массы состава. Деэмульгатор составляет 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5 или 5% мас. от состава.

Таким образом, предлагается состав ингибитора коррозии, состоящий из от около 2 до около 30% мас. соли продукта конденсации жирной кислоты и амина; от около 1 до около 40% мас. катионогенного поверхностно-активного вещества; от около 1 до около 40% мас. замещенного ароматического амина; от около 1 до около 30% мас. эфира фосфорной кислоты; от около 1 до 20% мас. стабилизатора растворителя; от около 0,5 до около 5% мас. деэмульгатора; от 0 до около 15% мас. органического сульфосоединения; и от около 40 до около 80% мас. ароматического растворителя. Предпочтительно, состав состоит из от около 3 до около 20% мас. соли продукта конденсации жирной кислоты и амина; от около 1 до около 20% мас. катионогенного поверхностно-активного вещества; от около 1 до около 20% мас. замещенного ароматического амина; от около 1 до около 20% мас. эфира фосфорной кислоты; от около 1 до 15% мас. стабилизатора растворителя; от около 0,5 до около 5% мас. деэмульгатора; от 1 до около 10% мас. органического сульфосоединения; и от около 50 до около 80% мас. ароматического растворителя. Предпочтительнее, состав состоит из от около 4 до около 10% мас. соли продукта конденсации жирной кислоты и амина; от около 1 до около 10% мас. катионогенного поверхностно-активного вещества; от около 1 до около 10% мас. замещенного ароматического амина; от около 1 до около 10% мас. эфира фосфорной кислоты; от около 1 до 10% мас. стабилизатора растворителя; от около 0,5 до около 5% мас. деэмульгатора; от 1 до около 5% мас. органического сульфосоединения; и от около 65 до около 80% мас. ароматического растворителя.

Состав необязательно включает одну или более добавок. Подходящие добавки включают, но не ограничиваются, ингибиторы асфальтеновых отложений, ингибиторы парафиновых отложений, ингибиторы отложения накипи, эмульгаторы, водоосветлители, диспергаторы, деэмульгаторы, нейтрализаторы сероводорода, ингибиторы образования гидратов газа, биоциты, модификаторы рН и поверхностно-активные вещества.

Подходящие ингибиторы асфальтеновых отложений включают, но не ограничиваются, алифатические сульфоновые кислоты; алкиларилсульфоновые кислоты; арилсульфонаты; лигносульфонаты; алкилфенольные/альдегидные смолы и подобные сульфонатные смолы; полиолефиновые эфиры; полиолефиновые имиды; полиолефиновые эфиры с алкильными, алкиленфенильными или алкиленпиридильными группами; полиолефиновые амиды; полиолефиновые амиды с алкильными, алкиленфенильными или алкиленпиридильными группами; полиолефиновые имиды с алкильными, алкиленфенильными или алкиленпиридильными группами; сополимеры алкенил/винил пирролидона; привитые полимеры полиолефина с малеиновым ангидридом или винилимидазолом; гиперразветвленные полиамидэфиры; полиалкоксилированные асфальтены, амфотерные жирные кислоты, соли алкилсукцинатов, сорбитан моноолеат и полиизобутилен янтарного ангидрида.

Подходяще ингибиторы парафиновых отложений включают, но не ограничиваются, модификаторы кристаллов парафина и комбинации диспергатор/модификатор кристаллов. Подходящие модификаторы кристаллов парафина включают, но не ограничиваются, алкилакрилатные сополимеры, сополимеры алкилакрилата и винилпиридина, сополимеры этилена и винилацетата, сополимеры малеинового ангидрида и эфира, разветвленные полиэтилены, нафталин, антрацен, микрокристаллический воск и/или асфальтены. Подиходящие диспергаторы включают, но не ограничиваются, додецилбензолсульфонат, оксиалкилированные алкилфенолы и оксиалкилированные алкилфенольные смолы.

Подходящие ингибиторы образования накипи включают, но не ограничиваются, фосфаты, фосфорные эфиры, фофсфорные кислоты, фосфонаты, фосфиновые кислоты, полиакриламиды, соли сополимера акриламидометилпропансульфоната/акриловой кислоты (AMPS/AA), фосфинированный малеиновый сополимер (PHOS/MA) и соли тройного сополимера полималеиновой кислоты/акриловой кислоты/акриламидометилпропансульфоната (PMA/AA/AMPS).

Подходящие эмульгаторы включают, но не ограничиваются, соли карбоновых кислот, продукты реакции ацилирования между карбоновыми кислотами или ангидридами карбоновых кислот и аминами, и алкил-, ацил- и амид-производные сахаридов (алкилсахаридный эмульгатор).

Подходящие осветители воды включают, но не ограничиваются, соли неорганических металлов, таких как алюмокалиевые квасцы, хлорид алюминия и гидроксохлорид алюминия, или органические полимеры, такие как полимеры на основе акриловой кислоты, полимеры на основе акриламида, полимеризованные амины, алконоламины, тиокарбаматы и катионные полимеры, такие как хлорид диаллилдиметиламмония (DADMAC).

Подходящие диспергаторы включают, но не ограничиваются, алифатические фосфоновые кислоты с от 2 до 50 атомами углерода, такие как гидроксиэтилдифосфоновая кислота и аминоалкилфосфоновые кислоты, например, полиаминометиленфосфонаты с от 2 до 10 N атомов, например, каждый соединен с по меньшей мере одной группой метиленфосфоновой кислоты; примерами последнего являются этилендиаминтетра(метиленфосфонат), диэтилентриаминпента(метиленфосфонат) и триамин- и тетрааминполиметиленфосфонаты с от 2 до 4 метиленовыми группами между каждым N атомом, по меньшей мере 2 из числа метиленовых групп в каждом фосфонате разные. Другие подходящие диспергирующие агенты включают лигнин или производные лигнина, такие как лигносульфонат или нафталинсульфоновая кислота, и производные.

Подходящие деэмульгаторы включают, но не ограничиваются, додецилбензолсульфоновую кислоту (DDBSA), натриевую соль ксилолсульфоновой кислоты (NAXSA), эпоксидированные или пропоксилированные соединения, анионогенные, катионогенные или неионогенные поверхностно-активные вещества, и смолы, такие как фенольные или эпоксидные смолы.

Подходящие дополнительные нейтрализаторы сероводорода включают, но не ограничиваются, оксиданты (например, неорганические пероксиды, такие как пероксид натрия или диоксид хлора); альдегиды (например, с от 1 до 10 атомами углерода, такие как формальдегид, глиоксаль, глутаральдегид, акролеин или метакролеин; и триазины (например, моноэтаноламинтриазин, монометиламинтриазин и триазины из многочисленных аминов или их смеси).

Подходящие ингибиторы образование гидратов газов включают, но не ограничиваются, термодинамические ингибиторы гидратообразования (THI), кинетические ингибиторы гидратообразования (KHI) и антиагломеранты. Подходящие термодинамические ингибиторы гидратообразовани включают, но не ограничиваются, хлорид натрия, хлорид калия, хлорид кальция, хлорид магния, бромид натрия, формиатные солевые растворы (например, формиат калия), полиолы (такие как глюкоза, сахароза, фруктоза, мальтоза, лактоза, глюконат, моноэтиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, монопропиленгликоль, дипропиленгликоль, трипропиленгликоль, тетрапропиленгликоль, монобутиленгликоль, дибутиленгликоль, трибутиленгликоль, глицерин, диглицерин, триглицерин и сахарные спирты (например, сорбитол, маннитол)), метанол, пропанол, этанол, гликолевые эфиры (такие как монометиловый эфир диэтиленгликоля, монобутиловый эфир этиленгликоля) и алкильные или циклические эфиры одноатомных спиртов (такие как этиллактат, бутиллактат, метилэтилбензоат).

Подходящие кинетические ингибиторы гидратообразования и антиагломеранты включают, но не ограничиваются, полимеры и сополимеры, полисахариды (такие как гидроксиэтилцеллюлоза (HEC), карбоксиметилцеллюлоза (CMC), крахмал, производные крахмала и ксантан), лактамы (такие как поливинилкапролактам, поливиниллактам), пирролидоны (такие как поливинилпирролидон разной молекулярной массы), поверхностно-активные вещества (такие как соли жирных кислот, этоксилированные одноатомные спирты, пропоксилированные одноатомные спирты, сложный эфир сорбитана, этоксилированный эфир сорбитана, полиглицериновый эфир жирных кислот, алкилглюкозиды, алкилполиглюкозиды, алкилсульфаты, алкилсульфонаты, алкиловый эфир сульфоновой кислоты, алкилароматические сульфонаты, алкилбетаин, алкиламинобетаины), диспергаторы на основе углеводородов (такие как лигносульфонаты, иминодисукцинаты, полиаспартаты), аминокислоты и протеины.

Подходящие биоциды включают, но не ограничиваются, окисляющие и неокисляющие биоциды. Подходящие неокисляющие биоциды включают, например, альдегиды (например, формальдегид, глутаральдегид и акролеин), соединения амино-типа (например, соединение четвертичного аммония и кокодиамин), галогезамещенные соединения (например, 2-бром-2-нитропропан-3-диол (Bronopol) и 2,2-дибром-3-нитрилопропионамид (DBNPA)), сульфосоединения (например, изотиазолон, карбаматы и метронидазол) и четвертичные фосфониевые соединения (например, тетракис(гидроксиметил)фосфония сульфат (THPS)). Подходящие оксиляющие биоциды включают, например, гипохлорит натрия, трихлоризоциануровые кислоты, дихлоризоциануровые кислоты, гипохлорит кальция, гипохлорид лития, хлорзамещенные гидантоины, стабилизированный гипобромит натрия, активированный бромид натрия, бромзамещенные гидантоины, диоксид хлора, озон и пероксиды.

Подходящие модификаторы рН включают, но не ограничиваются, гидроксиды щелочных металлов, карбонаты щелочных металлов, бикарбонаты щелочных металлов, гидрокисды щелочно-земельных металлов, карбонаты щелочно-земельных металлов, бикарбонаты щелочно-земельных металлов и их смеси или комбинации. Образцовые модификаторы рН включают гидроксид натрия, гидроксид калия, гидроксид кальция, оксид кальция, карбонат натрия, карбонат калия, бикарбонат натрия, бикарбонат калия, оксид магния и гидроксид магния.

Подходящие поверхностно-активные вещества включают, но не ограничиваются, анионогенные поверхностно-активные вещества и неионогенные поверхностно-активные вещества. Анионогенные поверхностно-активные вещества включают, алкиларилсульфонаты, олефинсульфонаты, парафинсульфонаты, сульфаты одноатомного спирта, эфирсульфат одноатомных спиртов, алкилкарбоксилаты и алкиловый эфир карбоксилатов, и алкильный или этоксилированный алкилэфирфосфат, и моно- и диалкилсульфосукцинаты, и сульфосукциноматы. Неионогенные поверхностно-активные вещества включают алкогольалкоксилаты, алкилфенолалкоксилаты, блок-сополимеры оксида этилена, пропилена и бутилена, алкилдиметиламина оксиды, алкил-бис(2-гидроксиэтил)амина оксиды, алкиламидопропилдиметиламина оксиды, алкиламидопропил-бис-(2-гидроксиэтил)амина оксиды, алкилполиглюкозиды, полиалкоксилированные глицериды, эфиры сорбитана и полиалкоксилированные эфиры сорбитана, и эфиры и двухзамещенные эфиры алкилполиэтиленгликоля. Также включены бетаины и сульфаны, амфотерные поверхностно-активные вещества, такие как алкиламфоацетаты и амфодиацетаты, алкиламфопропионаты и амфодипропионаты, и алкилиминодипропионат.

Составы, сделанные согласно данному изобретению, дополнительно включают дополнительные функциональные агенты или добавки, которые обеспечивают практически значиемые свойства. Количество дополнительных агентов или добавок, если они присутствуют, варьируется согласно опредленному составу, который производится, и предполагаемому использованию, как оценит специалист в данной области техники.

Составы приготавливаются путем соединения компонентов, как описано выше.

Составы используются для уменьшения, ингибирования и предотвращения коррозии металлической поверхности, используемой при извлечении, транспортировке, очистке и хранении углеводородных жидкостей, содержащих свободную серу или полисульфид. Способ включает приведение в контакт любого состава, описанного в данном тексте, с металлической поверхностью для уменьшения, ингибирования или предотвращения коррозии металлической поверхности.

Составы используются для ингибирования коррозии путем обработки углеводородной жидкости, содержащей свободную серу или полисульфид, оптимальным количеством состава, таким как, например, концентрацией от около 100 до около 10000 м.д. от состава углеводородной жидкости.

Составы используются в любой отрасли промышленности, где желательно ингибировать коррозию металлической поверхности, которая контактирует с углеводородной жидкостью.

Углеводородная жидкость представляет собой любой тип жидкого углеводорода, включая, но не ограничиваясь, сырую нефть, топливо, переработанный мазут, битуминозную нефть, бензольные углеводороды коксования, газойль коксования, сырье для каталитического крекинга в кипящем слое, газойль, лигроин, шлам после каталитического крекинга в кипящем слое, дизельное топливо, моторное масло, реактивное топливо, газолин и керосин. Жидкость представляет собой очищенный углеводородный продукт.

Состав добавляют к углеводородной жикдкости перед ее приведением в контакт с металлической поверхностью.

Металлическая поверхность включает канал или трубопровод из углеродистой стали.

Углеводородная жидкость содержит свободную серу, полисульфид или их комбинацию. Углеводородная жидкость содержит 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 или более м.д. свободной серы и/или 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000 или более м.д. полисульфида, такого как тетрасульфид натрия.

Составы вводят в водоносные системы, системы кондесата/нефти/газа, или любую их комбинацию. Составы применяются к уже произведенным газу или жидкости, или используются при производстве, транспортировке, хранении, очистке и/или сепарации сырой нефти или природного газа. Составы применяются к газовому потоку, используемому или полученному в процессе сжигания угля, такого как в тепловых электростанция, рабатающих на угле. Составы применяются к газу или жидкости, полученным или используемым в процессе очистки сточных вод, на ферме, скотобойне, свалке, станции очистки городских сточных вод, в процессе коксования угля или получения биотоплива.

Жидкость, в которую вводятся составы, может представляеть собой водную среду. Водная среда содержит воду, газ и, необязательно, жидкий углеводород. Жидкость, в которую вводятся составы, может представлять собой жидкий углеводород.

Жидкость или газ, обрабатываемые составом, имеют любую выбранную температуру, такую как температура окружающей среды или повышенная температура. Жидкость (например, жидкий углеводород) или газ имеют температуру от около 40°C до около 250 °C. Жидкость или газ имеют температуру от -50°C до 300 °C, от 0°C до 200 °C, от 10°C до 100 °C, или от 20°C до 90 °C. Жидкость или газ имеют температуру -50 °C, -45 °C, -40 °C, -35 °C, -30 °C, -25 °C, -20 °C, -15 °C, -10 °C, -5°C или 0 °C. Жидкость или газ могут быть обнаружены в арктической среде и иметь температуру и минерализацию, обычную для такой среды.

Составы по изобретению вводятся в жидкость при различных уровнях обводненности. Например, обводненность находится в диапазоне от 0% до 100% объем/объем (об/об), от 1% до 80% об/об или от 1% до 60% об/об. Жидкость представляет собой водную среду с разным уровнем минерализации. Жидкость имеет минерализацию от 0% до 25%, от около 1% до 24% или от около 10% до 25% масса/масса (мас/мас) общего количества растворенных веществ (TDS).

Жидкость или газ, в который вводиться состав, находится в и/или контактирует со многими различными типами аппаратов. Например, жидкость или газ находится в аппарате, который транспортирует жидкость или газ от одной точки к другой, такой как нефтяной и/или газовый трубопровод. Аппарат представляет собой часть завода по переработке нефти и/или газа, такую как трубопровод, сепаратор, установка дегидратации или газопровод. Состав вводится в трубопроводы большого диаметра от около 1 дюйма до 4 футов в диаметре, небольшие трубопроводы системы сбора, небольшие трубопроводы и коллекторы. Жидкость содержиться в и/или контактирует с аппаратом, используемым при добыче и/или производстве нефти, таком как буровая головка. Аппарат представляет собой часть тепловой станции, работающей на угле. Аппарат представляет собой скруббер (например, десульфуризатор влажных дымовых газов, распылительный сушильный абсорбер, инжектор для сухого сорбента, промывную башню, колпачковую колонну, и т.п.). Аппарат представляет собой грузовой резервуар, транспортный резервуар, бак для хранения или трубопровод, соединяющий баки, резервуары или перерабатывающие установки. Жидкость или газ находятся в водоносных системах, системах кондесата/нефти/газа, или любых их комбинациях.

Состав вводят в жидкость или газ любым подходящим способом для обеспечения диспергирования в жидкости или газе. Состав вводится на входе трубопровода в точке, с которой желательно предотвратить коррозию. Составы впрыскивают, используя механическое оборудование, такое как инжекционный насос для вприсыкивания химреагентов, трубные тройники, копья вдувания, форсунки, золотники и т.п.

Состав закачивают в трубопровод нефти и/или газа, используя соединительный кабель. Системы впрыскивания через капиллярный канал используется для доставки состава в выбранную жидкость. Составы вводятся в жидкость и смешиваются с ней. Состав впрыскивается в газовый поток в виде водного или неводного раствора, смеси или шлама. Жидкость или газ проходят сквозь абсорбционную колонну, содержащую состав.

Состав применяется к углеводородной жидкости для обеспечения любой выбранной концентрации. На практике, состав, как правило, вводится в трубопровод для обеспечения оптимальной дозы для обработки от около 100 до около 1000000 м.д., предпочтительно от около 500 до около 100000 м.д. и предпочтительнее от около 500 до около 10000 м.д. Каждая система имеет свои собственные требования и оптимальное количество состава для достаточного снижения скорости коррозии варьируется в зависимости от используемой системы.

Составы подаются непрерывно, периодически, или в комбинации. Например, дозировки состава для преотвращения коррозии происходят непрерывно или с перерывами (например, периодическая обработка). Дозировки состава для ингибирования коррозии происходят непрерывно/поддерживаются на заданном уровне и/или с перерывами. Уровень дозы при непрерывной обработке, как правило, находится в диапазоне от около 10 до около 5000 м.д. Уровень дозы при периодической обработке, как правило, находится в диапазоне от около 500 до около 10000 м.д. Состав также вводится в трубопровод в виде таблетки, обеспечивая высокую дозу (например, до 1000000 м.д.) от состава.

Скорость потока в трубопроводе, в котором применяется состав, находится в диапазоне от 0 до 100 футов в секунду, или в диапазоне от 0,1 до 50 футов в секунду. В рецептуру состава можно вводить воду, чтобы способствовать введению в трубопровод.

Описав детально изобретение, очиведно, что возможны видоизменения и вариации без отклонения от сути изобретения, определенной в прилагаемой формуле изобретения.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Если не указано иное, все технические и научные термины, использованные в данном тексте, имеют то же значение, которое обычно понимается специалистом в данной области техники. В случае противоречия, данный документ, включая ОПРЕДЕЛЕНИЯ, является руководством. Предпочтительные способы и материалы описаны ниже, а также способы и материалы, подобные или равные тем, что описаны в данном тексте, могут использоваться на практике или для испытания данного изобретения. Все публикации, заявки на патент, патенты и другие ссылки, упоминаемые в данном тексте, целиком включены посредством ссылки. Материалы, способы и примеры, раскрытые в данном тексте, носят только иллюстративный характер и не предполагаются для ограничения.

Термины «содержит», «включает», «имеющий», «имеет», «может» и их варианты, как использовано в данном тексте, предполагаются допускающими изменения переходными фразами, терминами и словами, которые не исключают возможности дополнительных этапов или компонентов. Существительные в единственном числе включают ссылки во множественном числе, если контекст четко не придписывает обратного. Данное раскрытие также предполагает другие варианты реализации изобретения с «содержащий», «состоящий из» и «состоящий в основном из», варианты реализации изобретения или элементы, присутствующие в данном тексте, независимо от того, однозначно они изложены или нет.

Термин «алкил», как использовано в данном тексте, относится к линейному или разветвленному углеводородному радикалу, преимущественно имеющему от 1 до 32 атомов углерода (т.е., 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 39, 30, 31 или 32 атома углерода). Алкильные группы включают, но не ограничиваются, метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, втор-бутил и трет-бутил. Алкильные группы могут быть незамещенными или замещенными одним или более подходящим заместителем, как определено выше.

ПРИМЕРЫ

Предлагаются следующие не ограничивающие примеры для дополнительной иллюстрации данного изобретения.

Составы А-I, которые включают соль продукта конденсации жирной кислоты и амина, приготовлены и испытаны в сравнении с аналогичным Сравнительным Составом J, который не содержит соль продукта конденсации жирной кислоты и амина. Сравнительной Состав К также не содержит соль продукта конденсации жирной кислоты и амина и представляет собой на сегодня лучший состав для ингибирования коррозии для высококислых систем трубопроводов из углеродистой стали. Составы А-К приведены в Таблице 1:

ТАБЛИЦА 1

Некоторые составы были испытаны на эксплуатационные хаактеристики ингибиторов коррозии при условиях испытания, приведенных в Таблице 2. Купоны из углеродистой стали были очищены, обезжирены и взвешены. Они были установлены в ПЭЭК (полиэтилэтилкетоновый) держатель и помещены в автоклавный реезервуар, после чего вводился деаэрированный солевой раствор с концентрацией Cl- 5000 м.д. вместе с газовым составом, как приведено в Таблице 2. Купоны оставили корродировать на протяжении 24 часов без ингибитора коррозии в присутствии свободной серы и тетрасульфида натрия. После 24 часов солевой раствор поменяли на солевой раствор, приведенный в Таблице 2, вместе со свободной серой, тетрасульфидом натрия и ингибитором коррозии при соответствующей дозировке, и кислым газом, и оставили корродировать дополнительные 137 часов. Купоны были повторно взвешены и определена скорость коррозии по потере массы. Поверхность купона была прозондирована при помощи интерферометра белого цвета для определения точечной коррозии.

ТАБЛИЦА 2

Критерии эффективности при сплошной коррозии выражается в менее, чем 0,1 мм/год, и граничная величина глубины для локализированной коррозии не более, чем одни случайный питтинг, больший, чем 10 мкм.

Результаты коррозионных испытаний для первого набора условий приведены в Таблице 3. На Фиг. 1-4 изображена поверхность купона после коррозионного испытания (участок А), WLI микрофотография поверхности купона после коррозионного испытания (участок В) и питтинговая гистограмма, изображающая общее количество питтингов на купоне в определенном диапазоне глубины.

ТАБЛИЦА 3

Данный Сравнительный Состав К показывает существенную сплошную и точечную коррозию и при 5000 м.д., и при 10000 м.д. при этих условиях испытания. Составы F и H приводят к незначительной сплошной и точечной коррозии при половине от дозы Сравнительного Состава К при тех же условиях испытания.

Результаты коррозионных испытаний для второго набора условий приведены в Таблице 4. На Фиг. 5 и 6 изображена поверхность купона после коррозионного испытания (участок А), WLI микрофотография поверхности купона после коррозионного испытания (участок В) и питтинговая гистограмма, изображающая общее количество питтингов на купоне в определенном диапазоне глубины.

ТАБЛИЦА 4

Состав F значительно превосходит Сравнительный Состав J. Ароматический углеводородный растворитель и соль продукта конденсации жирной кислоты и амина в Составе F эффективно подавляет аггресивное действие свободной серы и полисульфида в кислой системе, по сравнению со Сравниетльным Составом J.

При рассмотрении элементов данного изобретения или предпочтительного(ых) варианта(ов) реализации изобретения, предполагается, что существетельные в неопределенной и определенной форме, а также прилагательное «указанный», означают, что существует один или более элементов. Термины «содержащий», «включающий» и «имеющий» предполагаются всеобъемлющими и означающими, что существуют дополнительные элементы, иные чем перечисленные элементы.

Принимая во внимание вышеизложенное, видно, что достигнуты несколько целей изобретения и получены другие полезные результаты.

Поскольку могут быть сделаны различные изменений в выше описанных составах и способах без отклонения от сущности изобретения, подразумевается, что весь материал, изложенный в выше приведенном описании и показанный в прилагаемых графических материалах интерпретируется как иллюстративный и не в ограничивающем смысле.

Реферат

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии. Композиция ингибитора коррозии содержит от около 2 до около 30 мас.% соли соединения жирной кислоты и амина; от около 1 до около 40 мас.% катионного поверхностно-активного вещества; от около 1 до около 40 мас.% замещенного ароматического амина; от около 1 до около 30 мас.% сложного эфира фосфорной кислоты; от 0 до около 20 мас.% соединения, стабилизирующего растворитель; от 0 до около 5 мас.% деэмульгатора; от 0 до около 15 мас.% сероорганического соединения; а также от около 40 до около 80 мас.% ароматического растворителя. Способ уменьшения, ингибирования или предотвращения коррозии металлической поверхности, используемой в добыче, транспортировке, переработке или хранении углеводородной жидкости, содержащей элементарную серу или полисульфид, включает приведение в контакт композиции, указанной выше, с металлической поверхностью. Технический результат: уменьшение, ингибирование и предотвращение коррозии металлической поверхности, используемой при извлечении, транспортировке, очистке или хранении углеводородных жидкостей, содержащих свободную серу или полисульфид. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 4 табл.

Формула