Как приготовить ингибированную соляную кислоту

способ получения ингибированной соляной кислоты

Изобретение относится к производству ингибированной соляной кислоты, применяемой в нефтедобыче и используемой для обработки призабойных зон нефтяных и водонагнетательных скважин. Способ получения ингибированной соляной кислоты включает разбавление ее водой и ввод в нее первичных алифатических аминов формулы NH 2 R или смеси первичных и вторичных алифатических аминов формулы NHR 2 , где R — алкил с числом углеводородных атомов С 8 -С 20 или изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции С 12 -С 18 , и дополнительный ввод неионогенного поверхностно-активного вещества и формальдегидсодержащего соединения или перед вводом в водный раствор соляной кислоты азотсодержащего компонента его предварительно смешивают с порцией соляной кислоты в соотношении моль/моль и в полученную смесь вводят неионогенное поверхностно-активное вещество и формальдегидсодержащее соединение. Технический результат: получение эффективной ингибированной соляной кислоты за счет образования ингибитора кислотной коррозии в самой соляной кислоте в процессе получения ингибированной соляной кислоты. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения

1. Способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий разбавление ее водой и ввод в нее азотсодержащего компонента, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего компонента берут первичные алифатические амины формулы NH 2 R или смесь первичных и вторичных алифатических аминов формулы NHR 2 , где R-алкил с числом углеводородных атомов С 8 -С 20 или изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции С 12 -С 18 , и дополнительно вводят неионогенное поверхностно-активное вещество и формальдегидсодержащее соединение.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед вводом в водный раствор соляной кислоты азотсодержащего компонента его предварительно смешивают с порцией разбавленной соляной кислоты в соотношении моль/моль и в полученную смесь вводят неионогенное поверхностно-активное вещество и формальдегидсодержащее соединение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения ингибированной соляной кислоты, применяемой в нефтедобыче, а именно к производству ингибированной соляной кислоты, используемой для обработки призабойных зон нефтяных и водонагнетательных скважин.

Использование неингибированной соляной кислоты в нефтедобыче приводит к коррозионному разрушению нефтепромыслового оборудования и транспортных средств, используемых для ее перевозки.

Известен способ получения ингибированной соляной кислоты введением в нее ингибитора кислотной коррозии В-2, являющийся продуктом конденсации кубовых остатков разгонки бензилхлорида с аммиаком и формальдегидом (ТУ 6-01-147-67).

Недостатком известного способа является недостаточно высокая эффективность ингибирования соляной кислоты, связанная с наличием в составе смолообразных компонентов кубового остатка. Кроме того продукт конденсации бензилхлорида с формальдегидом и аммиаком характеризуется повышенной токсичностью, поскольку содержит производные ароматических углеводородов и обладает специфическим запахом горького миндаля и является вредным экологически.

Известный способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий последовательное разбавление ее водой до 20-22% концентрации, затем раствором, полученным путем обработки формальдегидом маточного раствора производства хлорамина Б со стадии амидирования бензосульфохлорида водным раствором аммиака, после чего в нее вводят азотсодержащий ингибитор (Патент РФ 2096523, кл. C 23 F 11/04, oпубл. 10.10.97).

К недостаткам известного способа ингибирования соляной кислоты относятся сложность процесса, невысокая эффективность ингибирования соляной кислоты при низких концентрациях.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является известный способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий разбавление ее водой и ввод в нее азотсодержащего компонента — первичных высших алифатических аминов формулы NH 2 R, где R-углеводородный радикал, содержащий от 10 до 18 атомов углерода или изоалкиламинов, содержащих разветвленную структуру аминов фракции C 12 -C 18 (Патент РФ 2159300 С2, кл. С 23 F 11/04, опубл. 20.11.2000).

Ингибированная соляная кислота, получаемая по известному способу, недостаточно кондиционная по однородности, что приводит к ее расслоению и снижению степени защиты от коррозии.

В основу настоящего изобретения положена задача создания способа получения эффективной ингибированной соляной кислоты за счет образования ингибитора кислотной коррозии в самой соляной кислоте в процессе получения ингибированной соляной кислоты.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения ингибированной соляной кислоты, включающем разбавление ее водой и ввода в нее азотсодержащего компонента, в качестве которого берут первичные алифатические амины формулы NH 2 R или смесь первичных и вторичных алифатических аминов формулы NHR 2 , где R — алкил с числом углеводородных атомов C 8 -C 20 или изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции C 12 -C 18 , и дополнительно вводят неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) и формальдегидсодержащее соединение (ФСС).

Как вариант способа по п.1 азотсодержащее соединение предварительно до ввода в водный раствор соляной кислоты смешивают с порцией разбавленной соляной кислотой в соотношении моль/моль и в полученную смесь вводят неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) и формальдегидсодержащее соединение (ФСС).

В качестве соляной кислоты может быть использована, например, кислота соляная из абгазов фосфорорганических производств по ТУ 6-02-12-103-84 с изв. 1-3, или техническая соляная кислота по ТУ 38-103141-78, или кислота соляная синтетическая техническая по ГОСТ 857-95.

В качестве аминов могут быть использованы следующие.

1. Алифатические амины нормального строения NF 2 R, где R — углеводородный радикал, содержащий фракции от C 8 до С 20 , такие как:
1) алифатический первичный амин нормального строения фракции или С 10 , или С 12 , или C 16 , или C 18 , производимый из кокосовых масел, например Генамины марок 12R 100D, 14R 100D, 16R 100D, 18R 100D;
2) алифатический первичный амин, содержащий смесь фракций аминов нормального строения, имеющих четное число углеродных атомов от C 8 до C 18 , например, Генамин СС 100;
3) алифатический первичный амин Армеен С;
4) смесь первичных и вторичных алифатических аминов при их соотношении, мас. %, 50:98-98:2, содержащих смесь фракций аминов, имеющих четное и нечетное число углеродных атомов от С 10 до C 16 согласно ТУ 133-03-0203796-018-092 с изв.1, или от С 17 до С 20 согласно ТУ 2413-047-00480689-95 с изв.1.;
5) амины талловые дистиллированные по ТУ 2413-00203795-019-2001.

2. Изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции C 12 -C 18 , например, ГИПХ-5 (ТТ 39-12966038-001-93) или Генамин 4113.

В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества могут быть использованы, например, неонол АФ 9/12 согласно ТУ 2483-077-05766801-98 или оксанол КД-6 по ТУ 6-14-821-87.

В качестве формальдегидсодержащего соединения могут быть использованы, например, формалин согласно ГОСТ 1625-89 (СТ СЭВ 2337-80) или параформ по ТУ 6-09-141-03-83.

Для получения 20-25% концентрации ингибированной соляной кислоты берут 27-28% абгазную или 33% техническую соляную кислоту, разбавляют пресной водой до получения значения плотности в разбавленной кислоте 1,11-1,12 г/дм 3 , затем вводят в нее амины, перемешивают, затем вводят НПАВ, ФСС или перед вводом амина в водный раствор HCL предварительно смешивают его с порцией разбавленной HCL в соотношении моль/моль, затем в полученную смесь кислоты и амина вводят НПАВ и ФСС.

Скорость коррозии стали в ингибированной соляной кислоте определяют согласно требованиям и нормам ТУ 2458-ОП-009-12666038-98.

В цилиндр прибора наливают 250 см 3 ингибированной соляной кислоты и помещают стержень с тремя пластинами из стали марки Ст3 так, чтобы пластины были полностью погружены в раствор. Цилиндр с пластинами помещают в термостат или водяную баню с температурой (202) o С. Пластины предварительно измеряют, промывают водой, ацетоном, спиртом, сушат и взвешивают. Пластины через 30 ч вынимают из раствора, промывают обильным количеством воды. Далее пластины промывают ацетоном, спиртом и сушат в эксикаторе в течение 1 ч и взвешивают. Результаты взвешивания в граммах записывают с точностью до 0,0001 г.

Скорость коррозии (V) в г/м 2 ч вычисляют по формуле
,
где m 1 — масса пластин до начала испытания, г;
m 2 — масса пластин после испытания, г;
S — площадь пластин, м 2 ;
i — время испытания, ч.

За результат испытания принимают средние арифметическое трех параллельных определений.

Приводим конкретные примеры осуществления способа.

Пример 1. К 99,67 г 23%-ой технической соляной кислоты вводят 0,01 г смеси первичных и вторичных алифатических аминов фракции C 10 -C 16 , смесь перемешивают при температуре Т=50-60 o С в течение 0,5 ч, далее вводят 0,05 г неонола АФ 9/12 г и 0,27 г технического формалина, смесь перемешивают в течении 0,5 ч при температуре Т=20-30 o С.

Примеры 2-17. Осуществляют аналогично примеру 1, используя кислоту техническую, или синтетическую техническую, или абгазную, изменяя амин, НПАВ, ФСС и их концентрацию.

Пример 18. Берут порцию 23%-ной технической синтетической соляной кислоты в количестве 0,01 г и вводят в нее 0,05 г Генамина 4113, смесь перемешивают при температуре не выше 50 o С в течение 0,5 ч, далее вводят 0,10 г оксанола и 0,27 г параформа, смесь перемешивают в течении 0,5 ч при температуре Т= 20-30 o С, и полученную смесь добавляют в оставшуюся порцию соляной кислоты в количестве 99,57 г. Суммарное количество исходных компонентов берут, как в примере 1.

Примеры 19-24 готовят аналогично примеру 18, используя соотношение исходных компонентов по примерам 1, 10, 14, 11, 15, 13 соответственно.

Приготовленная заявленным способом ингибированная соляная кислота представляет собой однородную, прозрачную жидкость, стабильную при перевозке и хранении.

Результаты испытаний ингибированной соляной кислоты по примерам 1-24 сведены в таблицу. Из представленных в таблице данных видно, что заявленный способ позволяет получить ингибированную соляную кислоту, соответствующую требованиям и нормам технических условий на нее.

Источник

способ получения ингибированной соляной кислоты

Изобретение относится к способам получения ингибированной соляной кислоты, применяемой в нефтедобыче, а именно к производству ингибированной соляной кислоты, используемой для обработки призабойных зон нефтяных и водонагнетательных скважин. Способ включает разбавление соляной кислоты водой и ввод в нее азотсодержащего компонента, в качестве которого берут первичные алифатические амины формулы NH 2 R или смесь первичных и вторичных алифатических аминов формулы NHR 2 , где R — алкил с числом углеводородных атомов C 8 -C 20 , или изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции C 12 -C 18 , а также ввод неионогенного поверхностно-активного вещества (НПАВ) и формальдегидсодержащего соединения (ФСС), взятого совместно с алифатическим спиртом (АС) при соотношении ФСС:АС (3-15):1. Технический результат: получение эффективной, стабильной во времени ингибированной соляной кислоты за счет образования ингибитора кислотной коррозии в самой соляной кислоте в процессе получения ингибированной соляной кислоты. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения

1. Способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий разбавление и ввод в нее азотсодержащего компонента, в качестве которого берут первичные алифатические амины формулы NH 2 R или смесь первичных и вторичных алифатических аминов формулы NHR 2 , где R-алкил с числом углеводородных атомов C 8 -C 20 , или изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции С 12 -С 18 , неионогенное поверхностно-активное вещество и формальдегидсодержащее соединение, отличающийся тем, что формальдегидсодержащее соединение (ФСС) берут совместно с алифатическим спиртом (АС) при соотношении ФСС:АС, как (3-15):1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед вводом в водный раствор соляной кислоты азотсодержащего компонента его предварительно смешивают с порцией разбавленной соляной кислоты, взятых в мольном соотношении, равном 1:(1-1,5) соответственно.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в полученный раствор соляной кислоты дополнительно вводят кремнийорганическое соединение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам получения ингибированной соляной кислоты, применяемой в нефтедобыче, а именно к производству ингибированной соляной кислоты, используемой для обработки призабойных зон нефтяных и водонагнетательных скважин.

Использование неингибированной соляной кислоты в нефтедобыче приводит к коррозионному разрушению нефтепромыслового оборудования и транспортных средств, используемых для ее перевозки.

Известен способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий последовательное разбавление ее водой до 20-22% концентрации, затем раствором, полученным путем обработки формальдегидом маточного раствора производства хлорамина Б со стадии амидирования бензосульфохлорида водным раствором аммиака, после чего в нее вводят азотсодержащий ингибитор (патент РФ № 2096523, кл. C 23 F 11/04, оп. 10.10.97).

К недостаткам известного способа ингибирования соляной кислоты относятся сложность процесса, невысокая эффективность ингибирования соляной кислоты при низких концентрациях.

Известен способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий разбавление ее водой и ввод в нее азотсодержащего компонента — первичных высших алифатических аминов формулы NH 2 R, где R — углеводородный радикал, содержащий от 10 до 18 атомов углерода или изоалкиламинов, содержащих разветвленную структуру аминов фракции C 12 -C 18 (патент РФ № 2159300, кл. C 23 F 11/04).

Ингибированная соляная кислота, получаемая по известному способу недостаточно кондиционная по однородности, что приводит к ее расслоению и снижению степени защиты от коррозии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения ингибированной соляной кислоты, включающий разбавление ее водой и ввода в нее азотсодержащего компонента, в качестве которого берут первичные алифатические амины формулы NH 2 R или смесь первичных и вторичных алифатических аминов формулы NHR 2 , где R — алкил с числом углеводородных атомов C 8 -C 20 или изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру атомов фракции C 12 -C 18 и неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) и формальдегидсодержащее соединение (ФСС). В варианте способа азотсодержащее соединение до ввода в водный раствор соляной кислоты смешивают с порцией разбавленной соляной кислоты в соотношении моль/моль и в полученную смесь вводят НПАВ и ФСС (патент РФ, заявка № 2002120038/04 с решением о выдаче патента от 17.12.2002 г.).

Однако получаемая по известному способу ингибированная кислота не стабильна во времени, что приводит к снижению степени защиты от коррозии во времени.

В основу настоящего изобретения положена задача создания способа получения эффективной, стабильной во времени ингибированной соляной кислоты за счет образования ингибитора кислотной коррозии в самой соляной кислоте в процессе получения ингибированной соляной кислоты.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения ингибированной соляной кислоты, включающем разбавление ее водой и ввода в нее азотсодержащего компонента, в качестве которого берут первичные алифатические амины формулы NH 2 R, или смесь первичных и вторичных алифатических аминов формулы NHR 2 , где R — алкил с числом углеводородных атомов C 8 -C 20 или изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции C 12 -C 18 , а также ввод неионогенного поверхностно-активного вещества (НПАВ) и формальдегидсодержащего соединения (ФСС), взятого совместно с алифатическим спиртом (АС) при соотношении ФСС:АС (3-15):1.

В преимущественном варианте в способе по п.1 перед вводом в водный раствор соляной кислоты азотсодержащее соединение смешивают с порцией разбавленной соляной в соотношении моль/моль и в полученную смесь вводят неионогенное поверхностно-активное вещество (НПАВ) и формальдегидсодержащее соединение (ФСС), а в варианте способа по п.1 или п.2 дополнительно вводят кремнийорганическое соединение (КОС).

В качестве соляной кислоты может быть использована, например, кислота соляная из абгазов фосфорорганических производств по ТУ 6-02-12-103-84 с изв. № 1-3, хлорорганических производств по ТУ 6-01-04689381-80, фторорганических производств по ТУ 301-02-3-88, или техническая соляная кислота по ТУ 38-103141-78; или кислота соляная синтетическая техническая по ГОСТ 857-95.

/В качестве аминов могут быть использованы:

1. Алифатические амины нормального строения NH 2 R, где R — углеводородный радикал, содержащий фракции от C 8 до С 20 таких как:

1) алифатический первичный амин нормального строения фракции или С 10 , или С 12 , или С 16 , или C 18 , производимый из кокосовых масел, например Генамины марок 12R 100D, 14R 100D, 16R 100D, 18R 100D;

2) алифатический первичный амин, содержащий смесь фракций аминов нормального строения, имеющих четное число углеродных атомов от C 8 до С 18 , например, Генамин СС 100;

3) алифатический первичный амин Армеен С;

4) смесь первичных и вторичных алифатических аминов при их соотношении мас.% 50:98 — 98:2, содержащих смесь фракций аминов, имеющих четное и нечетное число углеродных атомов от С 10 до С 16 согласно ТУ 133-03-0203796-018-092 с изв. 1 или от C 17 до С 20 согласно ТУ 2413-047-00480689-95 с изв. 1;

5) амины талловые дистиллированные по ТУ 2413-00203795-019-2001.

2. Изоалкиламины, содержащие разветвленную структуру аминов фракции C 12 -C 18 , например ГИПХ-5 (ТТ 39-12966038-001-93) или Генамин 4113.

В качестве неионогенного поверхностно-активного вещества могут быть использованы, например, неонол АФ 9/12, согласно ТУ 2483-077-05766801-98 или оксанол КД-6 по ТУ 6-14-821-87.

В качестве формальдегидсодержащего соединения могут быть использованы, например, формалин согласно ГОСТ 1625-89 (СТ СЭВ 2337-80) или параформ по ТУ 6-09-141-03-83.

В качестве алифатических спиртов могут быть использованы, например этиловый спирт (ЭС), или метиловый спирт (МС), или изопропиловый спирт (ИПС).

В качестве кремнийорганического соединения (КОС) могут быть использованы, например полидиметилсилоксановые жидкости (ПМСЖ) или метилсилоксановые жидкости (МСЖ), или тетраэтоксисилан технический (ТЭС), или кремнийорганическая жидкость ПФГОС-4 (ПФГОС-4), или гидрофобизирующая кремнийорганическая жидкость ГКЖ-11Н (ГКЖ-11Н).

Для получения 20-25% концентрации ингибированной соляной кислоты берут 27-30% абгазную или 33% техническую соляную кислоту, разбавляют пресной водой до получения значения плотности в разбавленной кислоте 1,11-1,12 г/дм 3 , затем вводят в нее амины, перемешивают, затем вводят НПАВ, смесь ФСС с АС в соотношении ФСС:АС (3-15):1 или перед вводом амина в водный раствор HCl предварительно смешивают его с порцией разбавленной HCl в мольном соотношении, равным 1:(1-1,5), соответственно, затем в полученную смесь кислоты и амина вводят НПАВ, смесь ФСС и АС в соотношении ФСС:АС (3-15):1, а также дополнительно в обоих случаях добавляют КОС.

Скорость коррозии стали в ингибированной соляной кислоте определяют согласно требованиям и нормам ТУ 2458-ОП-009-12666038-98.

В цилиндр прибора наливают 250 см 3 ингибированной соляной кислоты и помещают стержень с тремя пластинами из стали марки Ст3 так, чтобы пластины были полностью погружены в раствор. Цилиндр с пластинами помещают в термостат или водяную баню с температурой (20±2)°С. Пластины предварительно измеряют, промывают водой, ацетоном, спиртом, сушат и взвешивают. Пластины через 30 часов вынимают из раствора, промывают обильным количеством воды. Далее пластины промывают ацетоном, спиртом и сушат в эксикаторе в течение 1 ч и взвешивают. Результаты взвешивания в граммах записывают с точностью до 0,0001 г.

Скорость коррозии (V) в г/м 2 ·ч вычисляют по формуле:

где m 1 — масса пластин до начала испытания, г;

m 2 — масса пластин после испытания, г;

S — площадь пластин, м 2 ;

i — время испытания, ч.

За результат испытания принимают среднее арифметическое трех параллельных определений.

Приводим конкретные примеры осуществления способа.

Пример 1. К 99,66 г 23%-ной технической соляной кислоте вводят 0,01 г смеси первичных и вторичных алифатических аминов фракции C 10 -C 16 , смесь перемешивают при температуре Т=50-60°С в течение 0,5 ч, далее вводят 0,05 г неонола АФ 9/12 г и 0,28 г смеси технического формалина с изопропиловым спиртом в соотношении 3:1 (0,21 г : 0,07 г соответственно), смесь перемешивают в течение 0,5 ч при температуре Т=20-30°С.

Примеры 2-17. Осуществляют аналогично примеру 1, используя кислоту техническую, или синтетическую техническую или абгазную, изменяя амин, НПАВ, соотношение ФСС:АС и их концентрацию.

Пример 18. Берут порцию 23%-ной технической синтетической соляной кислоты в количестве 0,01 г и вводят в нее 0,05 г Генамина 4113 (моль/моль), смесь перемешивают при температуре не выше 50°С в течение 0,5 ч, далее вводят 0,10 г оксанола и 0,19 г смеси параформа с метиловым спиртом в соотношении 3:1 (0,142 г и 0,048 г соответственно), смесь перемешивают в течение 0,5 ч при температуре Т=20-30°С и в полученную смесь добавляют оставшуюся порцию соляной кислоты в количестве 99,65 г. Суммарное количество исходных компонентов берут, как в примере 1.

Примеры 19-24 готовят аналогично примеру 18, используя соотношение исходных компонентов по примерам №№1, 10, 14, 11, 15, 13 соответственно.

Пример 25. К 99,34 г 23%-ной технической синтетической соляной кислоте вводят 0,02 г смеси первичных и вторичных алифатических аминов фракции С 17 -С 20 , смесь перемешивают при температуре Т=50-60С в течение 0,5 ч, далее вводят 0,1 г неонола АФ 9/12 г и 0,538 г смеси технического формалина с изопропиловым спиртом в соотношении 10:1 (0,489 г : 0,049 г соответственно) и 0,002 г полидиметилсилоксановой жидкости, смесь перемешивают в течение 0,5 ч при температуре Т=20-30°С.

Примеры 26-27 готовят аналогично примеру 25, используя соотношение исходных компонентов (НСl, амин, НПАВ) по примерам №№ 10, 17 соответственно, изменяя концентрацию соотношения ФФС:АС и КОС.

Примеры 28. Берут порцию 23%-ной к технической синтетической соляной кислоты в количестве 0,059 г и вводят в нее 0,05 г Генамина 4113 (1,5 моля/1 моль), смесь перемешивают при температуре не выше 50°С в течение 0,5 ч, далее вводят 0,10 г неонола АФ 9/12 и 0,189 г смеси формалина с изопропиловым спиртом в соотношении 3:1 (0,142 г и 0,047 г соответственно) и 0,001 г метилсилоксановой жидкости, смесь перемешивают в течение 0,5 ч при температуре Т=20-30°С и в полученную смесь добавляют оставшуюся порцию соляной кислоты в количестве 99,601 г.

Примеры 29-30 готовят аналогично примеру 28, используя соотношение исходных компонентов (НСl, амин, НПАВ) по примерам №№ 22, 24 соответственно и изменяя концентрацию соотношения ФФС:АС и КОС.

Результаты испытаний ингибированной соляной кислоты по примерам 1-31 сведены в таблицу. Из представленных в таблице данных видно, что приготовленная заявленным способом ингибированная соляная кислота представляет собой однородную, прозрачную жидкость, стабильную при перевозке и хранении, а также во времени.

Источник