Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ-БАКТЕРИЦИДА

Изобретение относится к способу получения средства защиты нефтепромыслового оборудования, предназначено для подавления жизнедеятельности микроорганизмов и ингибирования коррозии в системах добычи, транспорта, хранения нефти и в заводняемых нефтяных пластах, в том числе при вторичной добыче нефти, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Известен способ получения ингибитора коррозии - четвертичных солей пиридиния взаимодействием алкилзамещенных пиридинов с алкилгалогенидами при нагревании до 90°С в течение 2 часов (заявка ФРГ №2813126, кл. С 23 F 11/10, опубл. 12.10.1978 г.).

Однако известные ингибиторы коррозии недостаточно эффективны в сероводородсодержащих нефтепромысловых средах.

Известен способ получения ингибитора коррозии - бактерицида путем взаимодействия цетилбромида с 2-метил-5-этилпиридином в токе азота при температуре 150-160°С в течение 6 часов с последующей очисткой полученного продукта серным эфиром. Выход 76% вместе с гидробромидом, который является побочным продуктом реакции (Патент США №2909525, кл. 260-240, 1959).

Однако известный способ недостаточно технологичен, так как стадия очистки требует строительства дополнительных установок, взрыво- и пожароопасен в исполнении, имеет низкий выход целевого продукта, требует создания инертной среды.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения ингибитора коррозии - бактерицида - N-алкил-2-метил-5-этилпиридинийбромидов, где используется алкил C₈-C₂₀. Процесс проводят при температуре 110°С в течение 1 часа, продукты реакции очищают дополнительно этилацетатом. Выход целевого продукта составляет 85% вместе с гидробромидом (патент Японии №37-7237, кл. C 07 D 213/20, опубл. 05.07.1962). Недостатками этого способа являются: нетехнологичность, необходимость стадии очистки этилацетатом, пожароопасность этой стадии, длительность проведения процесса.

Образование побочного продукта - гидробромида 2-метил-5-этилпиридина отрицательно влияет на антибактериальную и антикоррозионную эффективность алкилпиридинийбромидов, поэтому при проведении процесса в промышленном масштабе необходимо процесс вести при условиях, которые бы позволили свести к минимуму образование побочного продукта, а также исключить стадию очистки и получить высокоэффективный продукт.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является создание нового способа получения высокоэффективного ингибитора коррозии - бактерицида, технологичного, не требующего специального оборудования для очистки продукта.

Поставленная задача решается так, что в способе получения ингибитора коррозии - бактерицида путем взаимодействия 2-метил-5-этилпиридина (МЭП) с алкилбромидами (АБ) при повышенной температуре 2-метил-5-этилпиридин и (C₁₀-C₁₆) алкилбромиды берут при мольном соотношении 1,05:1 соответственно, причем 2-метил-5-этилпиридин вводят в реакцию в три этапа по 0,35 моля с интервалом во времени 40-50 минут и процесс ведут при температуре 120-140°С в течение 2-5 часов, образующийся продукт, в случае необходимости, смешивают с растворителем с получением раствора, содержащего продукт в количестве 20-70 мас.%.

В качестве растворителя используют алифатические спирты - метиловый (МС) или этиловый (ЭС), или изопропиловый (ИПС), или бутиловый (БС), или изобутиловый (ИБС) или смесь алифатического и ароматического растворителей, например: сольвент нефтяной (нефрас, ТУ 10214-78) или сольвент нефтяной тяжелый (нефрас Т, ТУ 38.101809-90); или сольвент нефтяной сверхтяжелый (нефрас СТ, ТУ 38.1011049-98); или средний дистиллят технологический (СДТ, ТУ 38.401-58-196-97); или диэтилбутилбензольную фракцию производства изопропилбензола (ДЭББФ, ТУ 38.102144-90); или этилбензольную фракцию производства изопропилбензола при алкилировании бензола пропиленом (ЭБФ, ТУ 6-01-10-37-78); или бутилбензольную фракцию производства изопропилбензола (ББФ, ТУ 38.10297-78) при соотношении алифатический и ароматический 1-0,25-4 соответственно.

Алкилбромиды берут насыщенные, первичные, нормального строения с содержанием атомов углерода в алкильном радикале от 10 до 16.

Заявленный способ получения осуществляют в промышленном реакторе, снабженном мешалкой и рубашкой для подачи охлаждающей жидкости или пара; загружают алкилбромид и МЭП, перемешивают и нагревают до температуры 120-140°С в течение 2-5 часов, причем МЭП вводят в три этапа по 1/3 от рассчитанного количества реагента с интервалом во времени 40-50 мин. Полученный продукт для придания ему технологичности, не снижая эффекта, растворяют в растворителе.

Примеры осуществления способа.

Пример 1. В реактор загружают 250 кг (1 моль) додецилбромида и треть рассчитанного количества МЭП 42,5 кг (0,35 моля). Реакционную массу перемешивают и нагревают до 120°С. При повышении температуры выше этого значения в рубашку реактора для охлаждения подают воду. По истечении 40 мин приливают МЭП в количестве 42,5 кг (0,35 моля) и продолжают перемешивание. Через 40 мин добавляют оставшееся количество МЭП 42,5 кг (0,35 моля). Температуру процесса постоянно поддерживают в интервале 120-130°C и процесс ведут 5 часов.

Содержание четвертичной пиридиниевой соли в продукте 91,8%, а гидробромидов метилэтилпиридина (МЭП) 4,3%, что значительно повышает их общее количество в продукте, получаемом по способу-прототипу, и что влияет на повышение эффективности продуктов, получаемых заявленным способом в качестве ингибитора коррозии - бактерицида.

Примеры 2-10. Осуществляют аналогично описанному примеру 1, меняя исходные алкилбромиды и условия проведения способа.

Анализ степени завершенности процесса, содержания гидробромидов метилэтилпиридина и четвертичной соли пиридиния проводят методом потенциометрического титрования.

Данные по примерам 1-10 сведены в таблицу 1.

Полученные продукты взаимодействия испытывают на антибактериальную и антикоррозионную активность. Антибактериальную эффективность определяют согласно РД 03-00147275-067-2001 “Оценка зараженности нефтепромысловых сред и бактерицидного действия реагентов относительно сульфатвосстанавливающих бактерий”.

Модель пластовой воды освобождают от кислорода, заражают сульфатвосстанавливающими бактериями (СВБ), выделенными из нефтепромысловых пластовых вод различных месторождений, и обрабатывают реагентом в виде 0,5%-ного водного раствора в определенных дозировках. Пробы выдерживают 24 ч при 20-22°С, после чего для выявления жизнеспособности клеток СВБ часть обработанной пробы вносят в питательную среду, помещают в термостат и инкубируют 15 сут при 35°С. Эффективность действия реагента оценивают по количеству выделившегося сероводорода относительно контрольных опытов, без добавки реагента. Степень подавления роста СВБ рассчитывают по формуле

где n – степень подавления СВБ, %;

С_к - концентрация сероводорода в опыте без добавления реагента, мл/л;

С - концентрация сероводорода в опыте с добавлением реагента, мл/л.

Защитный эффект определяют гравиметрическим методом в циркуляционных ячейках в ингибированном (с добавлением реагента) стандартном сероводородсодержащем растворе по ОСТ 39-099-79. “Ингибиторы коррозии. Метод оценки эффективности защитного действия ингибиторов коррозии в нефтепромысловых сточных водах”.

В качестве агрессивной среды используют модель пластовой воды с плотностью 1,12 г/дм³ при концентрации сероводорода 100 мг/дм³. Продолжительность испытаний 6 часов. Данные по примерам 1-10 и результаты испытаний приведены в таблице 2.

Из представленных в таблицах данных видно, что полученные продукты взаимодействия обладают по сравнению с продуктом, полученным по способу-прототипу, более высокими свойствами ингибирования коррозии, при дозировке 15 мг/дм³ продукты, получаемые по заявляемому способу, обладают эффектом 90-96%, тогда как продукт по способу-прототипу - 84%, а также являются высокоэффективными реагентами подавления СВБ (100% при дозировке 12,5 мг/дм³). Заявленный способ получения ингибитора коррозии - бактерицида не требует стадии очистки, так как используется получаемый продукт взаимодействия (100% выход).