Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ, ОБЛАДАЮЩЕГО БАКТЕРИЦИДНЫМ ДЕЙСТВИЕМ ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ РОСТА СУЛЬФАТВОССТАНАВЛИВАЮЩИХ БАКТЕРИЙ

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 сероводородной и углекислотной коррозии путем взаимодействия жирных аминов с окисью этилена при нагревании в присутствии щелочного катализатора с последующим смешением полученного продукта с фосфорорганическим соединением (патент РФ 2166002, МКИ С 23 F 11/167, 2001). Данный способ не позволяет получить ингибитор коррозии, обладающий одновременно бактерицидными свойствами для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ).

Известен способ получения ингибитора сероводородной и углекислотной коррозии путем смешения высших жирных кислот, продукта взаимодействия жирного амина, неионогенного поверхностно-активного вещества и растворителя (патент РФ 2166001, МКИ С 23 F 11/167, 2001). Ингибитор, получаемый известным способом, не обладает бактерицидным действием для подавления роста СВБ и неэффективен в солянокислотных средах.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ получения ингибиторов сероводородной коррозии стали и бактерицидов, подавляющих рост сульфатвосстанавливающих бактерий общей формулы

или

где R - нормальный алкильный радикал С₁₀-С₁₂,
путем взаимодействия - гетероциклических азотсодержащих соединений - хинолиновых и изохинолиновых оснований, с алкилирующим производным - эфиром монохлоруксусной кислоты и спирта при температуре 100-110^oС. [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.

В основу настоящего изобретения положена задача разработки способа получения эффективных ингибиторов сероводородной 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 продукта на основе гетероциклических азотсодержащих соединений с эфиром монохлоруксусной кислоты при повышенной температуре, в качестве продукта на основе азотсодержащих гетероциклических соединений используют продукт переработки каменноугольных смол, а в качестве эфира монохлоруксусной кислоты - продукт этерификации моноалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀, или смеси моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов С₄-С₃₀ в алкильном радикале, или смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀ и количеством оксиэтильных групп 1-18 монохлоруксусной кислотой при мольном соотношении продукт переработки каменноугольных смол : эфир монохлоруксусной кислоты соответственно (0,5-2): 1 в пересчете на гетероциклические азотсодержащие соединения, и процесс ведут при температуре 120-130^oС.

В варианте выполнения способа к полученному ингибитору коррозии добавляют диспергирующую добавку и/или растворитель.

Эфиры монохлоруксусной кислоты (эфиры МХУК), указанные выше, получают известным путем - этерификацией моно- и диалкилфенолов или их смеси, или смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов монохлоруксусной кислотой. [Препаративная органическая химия, пер. с польского под общ. редакцией Н.С. Вульфсона, М. : Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1959, с. 353-354.]
В качестве моноалкилфенолов с числом углеродных атомов С₄-С₃₀ в алкильном радикале могут быть использованы, например, изооктилфенол (AOC₈) по ТУ 6-14-579-81Е или изононилфенол (АФС₉) по ТУ 38.602-09-20-91. В качестве диалкилфенолов могут быть использованы, например, 2,6-ди-третбутилфенолы (АФС₉) по ТУ 38.103378-86.

Монохлоруксусная кислота, например, по ТУ 2431-288-05763441-99.

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.

В качестве продуктов переработки каменноугольных смол (ППКС), содержащих гетероциклические азотсодержащие соединения, используют, например, "Остатки кубовые ректификации пиридиновых оснований" (ОКРПО) по ТУ 14-102-64-88, или "Фракцию изохинолиновую" (ФИЗХ) по ТУ 14-102-107-88.

Ингибитор коррозии по заявляемому способу (ПВ) получают путем взаимодействия продукта переработки каменноугольных смол с эфиром монохлоруксусной кислоты, полученным этерификацией моноалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀, или смеси моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов в алкильном радикале С₄-С₃₀, или смеси оксиэтилированных моно- и диалкилфенолов с числом углеродных атомов С₄-С₃₀ и числом оксиэтильных групп 1-18 монохлоруксусной кислотой (МХУК) при мольном соотношении продукт переработки каменноугольных смол : эфир МХУК соответственно (0,5-2) : 1 в пересчете на гетероциклические азотсодержащие соединения, при температуре 120-130^oС.

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 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 С₂-С₄-моноалкиловыми эфирами этилен- и диэтиленгликолей. В качестве С₂-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). В реактор помещают 17,45 г (0,074 моль) эфира монохлоруксусной кислоты и 8,9 г (0,070 моль) хинолина. При перемешивании реакционной массы ведут реакцию в течение 10 часов, при температуре 100^oС. Выход 10,2 г, что составляет 38,7%.

Пример 2 (предлагаемый). В реактор помещают 34,69 г (0,117 моль) эфира монохлоруксусной кислоты с изононилфенолом и 14,33 г кубовых остатков ректификации пиридиновых оснований (0,117 моль в пересчете на гетероциклические азотсодержащие соединения легкие и тяжелые пиридиновые основания). При перемешивании реакционной массы ведут реакцию в течение 10 часов, при температуре 120-130^oС. Выход 44,61 г, что составляет 91%.

Примеры 3-49 осуществляют аналогично примеру 2, изменяя исходные реагенты и их молярные соотношения в соответствии с табл.1.

Полученные продукты представляют собой смолы темно-коричневого цвета. Кинематическая вязкость 50%-ного раствора в нефрасе при 20^oС составляет не более 70 мм²/с. Плотность 50%-ного раствора в нефрасе при 20^oС в пределах 900-1200 кг/м³. Качественный и количественный состав продуктов приведен в табл. 1.

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

Пример 50. К 50 г продукта (ПВ), полученного по примеру 3, добавляют 45 г бутилбензольной фракции (ББФ) и 5 г диспергирующей добавки Д1. Смесь тщательно перемешивают.

Примеры 51-68 выполняют аналогично примеру 50, изменяя количественно состав компонентов.

Пример 69. К 50 г продукта (ПВ), полученному по примеру 3, добавляют 50 г бутилбензольной фракции (ББФ). Смесь тщательно перемешивают до однородного состояния.

Примеры 70 и 71 выполняют аналогично примеру 69, изменяя количественно состав компонентов.

Пример 72. К 90 г продукта (ПВ), полученного по примеру 29, добавляют 10 г диспергирующей добавки Д1. Смесь тщательно перемешивают до однородного состояния.

Пример 73-74 выполняют аналогично примеру 72, изменяя количественно состав компонентов.

Полученные образцы ингибиторов испытаны на эффективность антикоррозионного действия на реальной пластовой воде с нефтяного месторождения, содержащей 150 мг/л сероводорода, результаты приведены в табл. 1 и 2. Степень коррозии определена на образцах стали 3 размером 20х20х1 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^oС.

Время испытания каждого образца составляло 30 минут. Коррозионные испытания проведены при дозировке 10 и 50 г/т ингибитора. Результаты представлены в табл.2.

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 табл. 1 и 2.

Анализ данных, представленных в таблицах, показывает, что предлагаемый способ позволяет получить эффективный и технологичный ингибитор коррозии для водных сред с повышенным содержанием сероводорода и солянокислых сред, обладающий одновременно бактерицидным действием для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий.