Ингибитор коррозии – бактерицид в сероводородсодержащих и углекислотных средах

(51) 23 11/00 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ системах добычи, транспорта, хранения нефти и в заводняемых нефтяных пластах и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Задачей изобретения является создание нового композиционного высокоэффективного и недорогого (за счет использования отхода госсиполовой смолы) бактерицида - ингибитора коррозии стали в средах, содержащих сероводород и углекислый газ. Достигаемый технический результат - расширение арсенала известных средств указанного назначения, снижение стоимости препарата и его рабочей концентрации при обеспечении защитного эффекта стального оборудования до 95-98 и подавлении СВБ - 100. Технический результат достигается применением композиции состава, масс.морфолидпеларгоновой кислоты 20-30,неионогенное поверхностно-активное вещество - 2025, госсиполовая смола - 15-20, растворитель остальное, в качестве ингибитора коррозии бактерицида стали в минерализованных сероводородсодержащих и углекислотных средах.(72) Надиров Казим СадыковичПриходько Наталья АлександровнаСадырбаева Айнур Сламбековна Бимбетова Гульмира ЖанкабыловнаСатаев Марат ИсаковичНадирова Жанна КазимовнаИвахненко Александр ПетровичАмантаева Диана БакитжановнаБондаренко Вера Павловна Голубев Владимир ГригорьевичЖантасов Манап Курманбекович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения ЮжноКазахстанский государственный университет им. М.Ауэзова Министерства образования и науки Республики Казахстан(57) Изобретение относится к средствам защиты нефтепромыслового оборудования, предназначено для подавления жизнедеятельности микроорганизмов и ингибирования коррозии в Изобретение относится к средствам защиты нефтепромыслового оборудования, предназначено для подавления жизнедеятельности микроорганизмов и ингибирования коррозии в системах добычи, транспорта, хранения нефти и в заводняемых нефтяных пластах и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Среди ингибиторов сероводородной и углекислотной коррозии важное место занимают азотсодержащие соединения, некоторые из которых обладают, кроме того, и бактерицидным действием. Известен ингибитор сероводородной коррозии,содержащий хлоргидраты аминопарафинов, а также воду и метанол в строго определенных соотношениях, обеспечивающий защиту более 90 при концентрации 50 мг/л. Недостатком этого ингибитора является резкое падение защитного действия при нарушении предельных значений по любому из компонентов и при нарушении процентного соотношения хлоргидраты аминопарафинов вода. Нет сведений о защитном эффекте в присутствии углекислого газа, а также о бактерицидном действии ингибитора (Патент 2034932. Ингибитор сероводородной коррозии. 2311/10./Болдырев А.В.,Киркач В.И.,Мизина Н.А., Хохлова Е.С., Мамедов У.А.,Базанов А.Г. Опубл. 27.06.1995). Известен композиционный ингибитор коррозии бактерицид в сероводородсодержащих средах,содержащий неионогенное поверхностно-активное вещество,азотсодержащее соединение и растворитель, при этом в качестве азотсодержащего соединения используют продукт взаимодействия тетраметилдипропилентриамина с алкилбромидами 8-16 при мольном соотношении тетраметилдипропилентриамин алкилбромид,равном 1(1-2) соответственно (Патент 2225899. Ингибитор коррозии - бактерицид в сероводородсодержащих средах. 2311/14./Пантелеева А.Р.,Гафуров,Чумак И.Ю. и др. Опубл. 20.03.2004). Известен ингибитор сероводородной и солянокислотной коррозии,обладающий бактерицидным действием,полученный взаимодействием продукта на основе гетероциклических азотсодержащих соединений и эфира монохлоруксусной кислоты, отличающийся тем, что в качестве продукта на основе гетероциклических азотсодержащих соединений используют продукт переработки каменноугольных смол, а в качестве эфира монохлоруксусной кислоты- продукт этерификации моноалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С 4-С 30, или смеси моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С 4-С 30,или смеси оксиэтилированных монои диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С 4-С 30 и числом оксиэтильных групп 1-18 монохлоруксусной кислотой при мольном соотношении продукта переработки каменноугольных смол и эфира монохлоруксусной кислоты соответственно (0,5-2)1 в пересчете на 2(Патент 2202652. Способ получения ингибитора коррозии, обладающего бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий. 2311/00, 2311/14./ Угрюмов О.В.,Варнавская О.А., Васюков С.И. и др. Опубл. 20.04.2003). Для двух последних вышеуказанных ингибиторов-бактерицидов не выявлено антикоррозионное действие в смешанных средах,содержащих как сероводород, так и углекислый газ. Наиболее близким по составу композиции и технической сущности является способ,предлагающий использовать неионогенное поверхностно-активное вещество, азотсодержащее соединение и растворитель,в качестве азотсодержащего соединения состав содержит продукт взаимодействия тетраметилдипропилентриамин с алкилбромидами 8-16 при мольном соотношении тетраметилди-пропилентриамин алкилбромид, равном 1(1-2) соответственно, и при следующем соотношении компонентов, масс. Продукт взаимодействия,указанный выше- остальное. В качестве неионогенного ПАВ ингибитор коррозии содержит неонол АФ 9-12 или АФ 9-10(алкилфенол на основе тримеров пропилена,оксиэтилированный по ТУ 2483-077-0576680-98),ОП-10 по ГОСТ 8433-81, синтанол АЛМ-10 моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля на основе жирных спиртов по ТУ 6-14-864-98 и др. В качестве амина для получения продукта взаимодействия используют тетраметилдипропилентриамин (ТУ 301-03-85-88) с содержанием основного вещества не менее 95 (СН 3)(СН 2)3 Н(СН 2)3(СН 3)2. В качестве растворителя ингибитор содержит смесь ароматических углеводородов нефрас Ар 120/200 по ТУ 38101809-80 Ар 130/150 (ГОСТ 10214-78), Ар 150/300 (ТУ 38.1011049-87 Е) или этилбензольную фракцию (ТУ 6-01-10-37-78) или бутилбензольную фракцию по ТУ 38-102-97-78, толуол по ГОСТ 14710-78, а также алифатические спирты, например,метанол (ГОСТ 2222-78), изопропанол (ГОСТ 980584) и др. (Патент 2225899. Ингибитор коррозии бактерицид в сероводородсодержащих средах. 2311/14./ Пантелеева А.Р., Гафуров ,Чумак И.Ю., Кудрявцева Л.А., Тимофеева И.В.,Половняк В.К., Неизвестная Р.Г. Опубл. 20.03.2004). Недостатком указанного технического решения является недостаточно высокий защитный эффект при его использовании в сероводородной среде и отсутствие защитного действия в углекислотной среде. Задачей изобретения является создание нового композиционного высокоэффективного и недорогого (за счет использования отхода госсиполовой смолы) бактерицида - ингибитора коррозии стали в средах, содержащих сероводород и углекислый газ. Достигаемый технический результат - расширение арсенала известных средств указанного назначения, снижение стоимости препарата и его рабочей концентрации при обеспечении защитного эффекта стального оборудования до 95-98 и подавлении СВБ - 100. Технический результат достигается применением композиции состава, масс.морфолидпеларгоновой кислоты 20-30,неионогенное поверхностно-активное вещество - 2025, госсиполовая смола - 15-20, растворитель остальное, в качестве ингибитора коррозии бактерицида стали в минерализованных сероводородсодержащих и углекислотных средах. Анализ данных в процессе поиска известных технических решений показал, что в науке и технике нет объекта, аналогичного по заявляемой совокупности признаков и преимуществ, не обнаружены сведения об антикоррозионных и бактерицидных в отношении СВБ свойствах вновь заявляемых соединений морфолидапеларгоновой кислоты, госсиполовой смолы и оксиэтилированных жирных кислот госсиполовой смолы и синергетическом эффекте при их совместном присутствии в композиции, что позволяет сделать вывод о соответствии критериям новизна и изобретательский уровень. Композиционный состав готовили следующим образом. В колбу емкостью 100 мл заливали метанол в количестве 10 мл, прибавляли сначала оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы - 20,0-25,0 г, затем - госсиполовую смолу 15,0-20,0 г, перемешивали и затем вводили морфолидпеларгоновой кислоты - 20-30 г и доводили объм смеси до 100 метанолом. Полученный состав представляет собой вязкую суспензию темно-коричневого цвета,со специфическим запахом госсиполовой смолы. Определяющими отличиями предлагаемого препарата по сравнению с прототипом является изменение состава ингибитора коррозии бактерицида, что позволяет расширить спектр его защитных свойств (сероводородная и углекислотная коррозия), снизить стоимость препарата за счет использования отходов производства и увеличить его защитные свойства за счет возникновения синергетического эффекта между морфолидомпеларгоновой кислоты и остальными компонентами препарата. Морфолидпеларгоновой кислоты рекомендованы как перспективный раздражающий и малотоксичный компонент газового гражданского оружия самообороны. По параметрам токсичности МП К относится к веществам 3 класса опасности по степени воздействия на организм (вещества умеренно опасные), является не дорогим и доступным компонентом. Его использование в качестве ингибитора коррозии - бактерицида не описано. Данные фигуры 1 и 2 свидетельствуют о снижении или даже отсутствии эффективности композиционного препарата в случае отсутствия в нем госсиполовой смолы и оксиэтилированных жирных кислот госсиполовой смолы,что подтверждает наличие синергетического эффекта. Оптимальное содержание оксиэтилированных жирных кислот госсиполовой смолы составляет от 20 до 25 масс., морфолидапеларгоновой кислоты 20-30 масс., госсиполовой смолы - 15,0-20,0 масс. Уменьшение или увеличение их содержания в составе препарата ниже или выше указанного предела приводит к резкому снижению эффективности действия композиционного препарата. Оценку защитных свойств заявляемых ингибиторов коррозии осуществляли двумя способами гравиметрическим и электрохимическим. Исследование гравиметрическим методом проводится на образцах углеродистой стали Ст.3 в циркуляционных ячейках в ингибированном(с добавлением реагента) стандартном сероводородсодержащем растворе по ГОСТ 9.50687. В качестве агрессивной среды использовали модель пластовой воды с плотностью 1,11 г/дм 3 при концентрации сероводорода 100 мг/л. Продолжительность испытаний 6 часов. Степень защиты ингибиторами (,) рассчитывали по формуле 100 (0) -/ (0),(1) где (0) - скорость коррозии в растворе без ингибитора,- скорость через времяпосле его ввода. При оценке ингибитора электрохимическим способом использовали метод измерения линейного поляризационного сопротивления. Защитный эффект определяли в ингибированной(контроль) средах по ГОСТ 9.506-87. В качестве агрессивной среды использовали модель пластовой воды с плотностью 1,11 г/дм 3 при концентрации сероводорода 50 мг/л и растворенной углекислоты 1000 мг/л. Замеры скорости коррозии проводили в течение 5-6 часов до получения установившегося значения. Защитное действие ингибиторов(,) вычисляли по формуле 100(0-1)/ 0,(2) где 1 - скорость коррозии в среде с ингибитором, 0 - скорость коррозии в среде без ингибитора. За результат измерений принимают среднее арифметическое двух параллельных определений. Оценку бактерицидной активности проводили в соответствии с методическими рекомендациями ВНИИСПТнефть Методика контроля микробиологической зараженности нефтепромысловых вод и оценка защитного и бактерицидного действия реагентов (РД 39-3-97383,1984). Исследования проводили с использованием накопительной культуры сульфатвосстанавливающих бактерий(СВБ),выделенных из нефтепромысловых вод месторождений Кумколь (Казахстан). В ряд маркированных пробирок с предварительно прокипяченной и охлажденной пресной водой вводили накопительную культуру СВБ двухдневной 3 выдержки и добавляли исследуемый продукт в количестве,обеспечивающем необходимую концентрацию (мг/л). Бактериальная нагрузка в опыте составляла 3105 кл/мл. Пробы выдерживали 24 часа при комнатной температуре (20-22 С), после чего производили посев в питательную среду Постгейта в трех повторностях. После посева флаконы с испытательной средой термостатировали 15 суток при 32-35 С. Эффективными считали те концентрации, которые обеспечивают 99-100-ное подавление СВБ. В этом случае питательная среда остается прозрачной. Для доказательства соответствия заявленного состава критерию промышленная применимость приводим конкретные примеры приготовления ингибитора и его свойства. Примеры 1-3 соответствуют оптимальным заявляемым условиям,примеры 4 и 5 - характеризуют запредельные условия. В таблице 1 приведены результаты испытаний на эффективность заявляемого состава соответственно Примерам 1-5 и ингибитора по прототипу. Пример 1. В колбу емкостью 100 мл заливали 10 мл метанола,прибавляли сначала оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы - 20,0 г, затем - госсиполовую смолу -15,0 г,перемешивали и затем вводили морфолидпеларгоновые кислоты - 20,0 г и доводили объм смеси метанолом до 100 мл. Результаты см. табл.1. Пример 2. В колбу емкостью 100 мл заливали 10 мл метанола,прибавляли сначала оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы - 25,0 г, затем - госсиполовую смолу - 20,0 г,перемешивали и затем вводили морфолидпеларгоновой кислоты - 30,0 г и доводили объм смеси метанолом до 100 мл. Результаты см. табл.1. Пример 3. В колбу емкостью 100 мл заливали 10 мл метанола,прибавляли сначала оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы - 23,0 г, затем - госсиполовую смолу - 17,0 г,перемешивали и затем вводили морфолидпеларгоновой кислоты - 25,0 г и доводили объм смеси метанолом до 100 мл. Результаты см. табл.1. Пример 4. В колбу емкостью 100 мл заливали 10 мл метанола,прибавляли сначала оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы - 10,0 г, затем - госсиполовую смолу - 10,0 г,перемешивали и затем вводили морфолидпеларгоновой кислоты - 15,0 г и доводили объм смеси метанолом до 100 мл. Результаты см. табл.1. Пример 5. В колбу емкостью 100 мл заливали 10 мл метанола,прибавляли сначала оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы - 30,0 г, затем - госсиполовую смолу - 25,0 г,перемешивали и затем вводили морфолидпеларгоновой кислоты - 35,0 г и доводили объм смеси метанолом до 100 мл. Результаты см. табл.1. Таблица 1 Сравнительная характеристика защитного эффекта и бактерицидной активности заявляемого объекта и прототипа Номер примера Прототип 1 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Ингибитор коррозиибактерицид для подавления жизнедеятельности микроорганизмов и ингибирования коррозии в сероводородсодержащих и углекислотных средах,включающий азотсодержащее соединение,неионогенное поверхностно-активное вещество и растворитель,отличающийся тем,что в качестве азотсодержащего соединения он содержит морфолид пеларгоновой кислоты, в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы и дополнительно в качестве регулятора реологических свойств состава - нативную госсиполовую смолу при следующем соотношении компонентов, масс. морфолид пеларгоновой кислоты 20-30 оксиэтилированные жирные кислоты госсиполовой смолы 20-25 госсиполовая смола 15-20 растворитель остальное.