[Síntesis y evaluación de un inhibidor de corrosión acidificante de alta eficacia] Inhibidor de corrosión ácido

Bloque de fallas de petróleo y gas natural bloque de fallas de petróleo y gas

Marzo de 2011

Número de artículo: 1005- 8907(2011)02-270-03.

Síntesis y evaluación de un inhibidor de corrosión acidificante de alta eficacia

Cinco

Selección

Requisitos

Jia 1 Pu Wanfen 1 Jia Hu 1 Jin 1 2

(1. Laboratorio estatal clave de geología de yacimientos e ingeniería de desarrollo, Universidad del Petróleo del Suroeste, Chengdu, Sichuan 610500; 2. Planta de producción de petróleo Xinmin de Jilin Oilfield Company, Songyuan , Jilin 138000)

De acuerdo con el mecanismo de reacción de Mannich, se seleccionaron acetofenona, formaldehído y etilendiamina como materias primas para sintetizar un inhibidor de corrosión acidificante altamente eficiente adecuado para medios de ácido clorhídrico.

El rendimiento de inhibición de la corrosión del producto se evaluó mediante análisis experimentales de la relación molar de reactivos, tiempo de reacción, temperatura de reacción y valor de pH. Las condiciones óptimas de reacción son: la relación molar de acetofenona, formaldehído y etilendiamina es 2:2:1, el valor de pH es 2-3, la temperatura de reacción es 80 °C y el tiempo de reacción es 8 h. El inhibidor de corrosión sintetizado forma un complejo cíclico estable con átomos de hierro (iones), que se adsorbe en la superficie del metal y desempeña un papel de inhibición de la corrosión mediante el efecto de cobertura. A 80°C, la velocidad de corrosión de la placa de acero N-80 con una fracción de masa de 1,0% de inhibidor de corrosión en una solución de ácido clorhídrico al 15% es de sólo 1,9368 g·m-2h-1, alcanzando el estándar SY/T 5405-1996. Palabras clave

Acidificación; base de Mannich; inhibidor de corrosión; tasa de corrosión; clasificación de valor

Código de identificación del documento: a

Número de clasificación de la biblioteca china: TE39

Síntesis y evaluación de inhibidores de acidificación altamente eficientes

Wu Jia 1 Pu Wanfen 1 Jia Hu 1 Jin Yangfa 1 Wang Jiaxing 2

(1. Southwest Petroleum National Key Laboratory of Oil y Geología y Desarrollo de Yacimientos de Gas, Universidad, Chengdu 610500, China; 2. Planta de Producción de Petróleo Xinmin de PetroChina Jilin Oilfield Company, Songyuan 138000)

Resumen: Según Mannich Según el mecanismo de reacción, acetofenona, formaldehído y etilendiamina se utilizan como materias primas para sintetizar un inhibidor de corrosión acidificante altamente eficiente adecuado para medios de ácido clorhídrico. El rendimiento de inhibición de la corrosión del producto se evaluó analizando la relación molar de reactivos, el tiempo de reacción, la temperatura de reacción y el valor de pH. Se determinaron las condiciones óptimas de reacción, es decir, la relación molar de acetofenona, formaldehído y etilendiamina fue 2:2:1, el valor del pH fue 2-3, la temperatura de reacción fue 80°C y el tiempo de reacción fue 8 h. El inhibidor de corrosión forma un complejo cíclico estable con átomos de hierro, que se adsorbe en la superficie del metal y desempeña el papel de inhibición y recubrimiento de la corrosión. La velocidad de corrosión de la placa de acero N-80 con un inhibidor de corrosión al 1,0 % en una solución de HCL a 80 ℃ es de 1,936, 8 g/m2/h, alcanzando el estándar de primer nivel de evaluación SY/t 5405-1996. Es un inhibidor de la acidificación con una fuerte capacidad de disolución y dispersión, baja concentración de uso y buen efecto de inhibición de la corrosión. El efecto de inhibición de la corrosión puede cumplir los requisitos de la acidificación de carbonatos.

Palabras clave: acidificación; base de Mannich; tasa de corrosión; asignación de desempeño

Con la exploración y el desarrollo de petróleo y gas natural, especialmente para el desarrollo de yacimientos de petróleo y gas. La tecnología de tratamiento con ácido se está desarrollando rápidamente. Sin embargo, durante el proceso de acidificación, los ácidos pueden causar una corrosión grave en los equipos y tuberías de los pozos de petróleo y gas. Agregar inhibidores de corrosión al ácido puede inhibir eficazmente la corrosión ácida de los equipos. Como inhibidor de la corrosión adecuado para medios de ácido clorhídrico concentrado a alta temperatura, el inhibidor de corrosión base Mannich ha atraído mucha atención debido a su buen rendimiento de inhibición de la corrosión y es un punto de investigación actual sobre inhibidores de la corrosión. Según la reacción de Mannich (Mannich)

1

1.1

Parte experimental

Fármacos e instrumentos

Medicamentos: ácido clorhídrico, acetofenona, formaldehído, etilendiamina, etanol absoluto (todos analíticamente puros, producidos por Chengdu Kelon Chemical Factory). Instrumentos: agitador eléctrico, baño maría a temperatura constante, estufa de secado al vacío, matraz de tres bocas, tubo condensador, instrumento de evaluación de la corrosión, embudo de caída de presión constante, pie de rey.

Principio de reacción), Mannich se sintetizó a partir de aldehídos, cetonas y aminas.

Base de Mannich, este producto tiene resistencia a altas temperaturas, buena solubilidad en ácido, baja

toxicidad y alta eficiencia. Tiene buen valor de desarrollo y aplicación como inhibidor de la corrosión para medios ácidos [1. ].

1.2 Síntesis de inhibidor de corrosión

Según el mecanismo de reacción de Mannich se selecciona la etilendiamina como alcalinidad.

La acetofenona, como componente ácido que contiene hidrógeno activo, sufre una reacción de policondensación con formaldehído para formar una base de Mannich.

Formato de cita: Wu Jia, Pu Wanfen, Jia Hu, et al. Síntesis y evaluación de un inhibidor de corrosión acidificante altamente eficiente [J] Fault Block Oil and Gas Fields, 2011, 18 (2): 270-272.

Wu Jia, Pu Wanfen, Jia Hu, et al. Síntesis y evaluación de inhibidores de corrosión acidificantes de alta eficiencia [J]. Campo de gas, 2011, 18(2):270-272.

Volumen 18, Número 2, Wu Jia, et al. Síntesis y evaluación de un inhibidor de corrosión acidificante de alta eficiencia +0,2 46686.68868868661

La ecuación de reacción es

Figura 65438 La estructura del anillo +0 en la molécula de base de Mannich.

Valor de pH 2,2

Condiciones experimentales: la proporción molar de acetofenona, formaldehído y etilendiamina es 2:2:1,

Configuración del valor de pH para 1, 2 , 3, 4, 5, 6, 7, 8, la reacción se calentó a 80°C durante 6 h.

Los resultados experimentales muestran que cuando el valor de pH es 2 ~ 3, la tasa de inhibición de la corrosión es

Agregue una cierta cantidad de etilendiamina al matraz de tres bocas y agréguela lentamente gota a gota. .

Ajuste el valor de pH de la solución de ácido clorhídrico al 15% y luego agréguelo en una determinada proporción molar.

Añadir acetofenona y formaldehído, agitar y calentar a reflujo durante un tiempo determinado para obtener un líquido viscoso de color marrón rojizo, destilar a presión reducida para eliminar las sustancias que no hayan reaccionado y luego recristalizar en una solución mixta de absoluto. El secado al vacío con etanol y acetona da el producto [2].

98%; cuando el pH es 7, la tasa de inhibición de la corrosión es sólo del 90,4%. A medida que aumenta el valor del pH del sistema, la tasa de inhibición de la corrosión del inhibidor de corrosión disminuye y se sintetiza cuando el valor del pH es de 2 a 3.

Este producto tiene el mejor rendimiento de inhibición de la corrosión. El valor de pH apropiado en el sistema de reacción favorece la reacción del aldehído y la amina primero para formar el intermedio de la reacción de Mannich: carbocatión de metileno, y luego reacciona con la cetona para formar la base de Mannich [6].

2.3 Tiempo de reacción

La proporción molar de acetofenona, formaldehído y etilendiamina es 2:2:1, y el valor de pH es 2 ~ 2

1.3 Determinación de tasa de inhibición de corrosión

Consulte SY/T 5405-1996 "Prueba de rendimiento del inhibidor de corrosión para acidificación"

3, reaccione a 80 ℃ durante 5, 6, 7 y 8 respectivamente y 9 horas. Los resultados se muestran en la Figura 2.

Métodos e indicadores de evaluación para la evaluación de la velocidad de corrosión estática. Agregue el inhibidor de corrosión a la solución de ácido clorhídrico al 15% y reaccione a alta temperatura durante 4 horas. Los materiales experimentales son los siguientes

Placa de acero N-80.

2

2.1

Factores que influyen en la síntesis de inhibidores de corrosión

Monómeros sintéticos con diferentes relaciones molares

La acetofenona, el formaldehído y la etilendiamina se mezclan en diferentes proporciones molares.

Los experimentos muestran que las proporciones molares son 2:2:1, 2:1, 1, 1:1, 1:2 y 65438 respectivamente. Ajustar el valor de pH a 2 ~ 3 y calentar a reflujo a 80°C durante 6 horas.

Los resultados experimentales muestran que la base de Mannich sintetizada a partir de acetofenona, formaldehído y etilendiamina en una proporción molar de 2:2:1 tiene el mejor efecto de inhibición de la corrosión, con una tasa de inhibición de la corrosión de 9,4575 g·m-. 2h-1+0, inferior a otros grupos experimentales. Hay dos razones.

Superficie: 1) Cuando la base de Mannich sintetizada a partir de acetofenona se adsorbe en el metal, los átomos de oxígeno y nitrógeno de la molécula se complejan con átomos (o iones) de hierro al mismo tiempo para formar una superficie estable. complejo de anillo, adsorbido en la superficie del metal [3]; 2) Hay un anillo de benceno en la molécula. Aunque no hay átomos coordinadores en el anillo de benceno, tiene enlaces π deslocalizados. Su nube de electrones de enlace π puede formar complejos con metales y adsorberse en la superficie del metal en forma de adsorción química, cubriendo un área grande y formando una unidad completa y completa. película protectora densa [4] . La molécula de base de Mannich sintetizada por acetofenona y etilendiamina en una proporción molar de 2:1 contiene cuatro átomos de coordinación, que pueden formar un anillo de cinco miembros y dos anillos de seis miembros con átomos de hierro para generar un quelato más estable. en la superficie del metal y muestra un mejor rendimiento de inhibición de la corrosión [5] (ver Figura 1b).

Figura 2

El efecto del tiempo de reacción sobre el rendimiento de inhibición de la corrosión del inhibidor de corrosión

Como se puede ver en la Figura 2, dentro de un cierto rango, con el tiempo de reacción El rendimiento de inhibición de la corrosión del inhibidor de corrosión se mejora al extender el período. Pero cuando la reacción continúa durante 9 horas, la velocidad de corrosión de la placa de acero aumenta y el rendimiento de inhibición de la corrosión del inhibidor de corrosión disminuye, por lo que 8 horas es lo mejor.

Dado que los reactivos que participan en la reacción tienen una actividad débil, el tiempo de reacción no debe ser demasiado corto; de lo contrario, la reacción será incompleta si el tiempo de reacción es demasiado largo y habrá demasiados subproductos, lo que afectará la corrosión; rendimiento de inhibición del producto [7].

2.4 Temperatura de reacción

Condiciones experimentales: la proporción molar de acetofenona, formaldehído y etilendiamina es 2:2:1,

El valor de pH es 2 ~ 3 , el tiempo de reacción es de 8 h y la temperatura de reacción se controla a 70 ℃, 75 ℃, 80 ℃, 85 ℃, 90 ℃.

Los resultados experimentales muestran que a medida que aumenta la temperatura de reacción, aumenta la tasa de inhibición de la corrosión. Después de alcanzar los 80 °C, la tasa de inhibición de la corrosión se mantiene básicamente en aproximadamente el 98,3%.

No

272 Campo de petróleo y gas del bloque de falla en marzo de 2011

Continúa aumentando a medida que aumenta la temperatura. Considerando todo esto, 80°C es la temperatura de reacción óptima. Cuando la temperatura es baja, la condensación de aminas macromoleculares y formaldehído genera fácilmente bases de Schiff. El doble enlace carbono-carbono no se puede abrir y la reacción de adición electrofílica con acetofenona no puede continuar [8]. Reacción compleja de Mannich. Las altas temperaturas pueden producir fácilmente reacciones secundarias y afectar el rendimiento de inhibición de la corrosión del producto.

[1]

Referencias

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Tres

3.1

Evaluación del rendimiento de inhibición de la corrosión

La influencia de la fracción de masa del inhibidor de corrosión

Experimento Condiciones: Baño de agua a temperatura constante de 90 °C, la fracción de masa del inhibidor de corrosión se determina de la siguiente manera. Duan, Quan Hongping, Zhang Tailiang y otros. Síntesis del inhibidor de corrosión acidificante 2 y evaluación de su rendimiento de inhibición de la corrosión. Exploración y desarrollo de gas natural, 2006, 32(2):49-51. [3]

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0,5%,0,6%,0,7%,0,8%,0,9%,1,0%. Los resultados se muestran en la Figura 3.

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Cuando aumenta la fracción de masa del inhibidor de corrosión, la velocidad de corrosión de la placa de acero disminuye de 9,4575 g·m-2h-1+0 a 4,3623 g·m-2h-1+0, y la La tasa de inhibición de la corrosión disminuye de 0,05 a 0,05% y cae a 0,05%.

98,31% aumenta a 99,23%, se mejora el rendimiento de inhibición de la corrosión y la fracción de masa es

Cuando 0,9%~1,0%, la curva tiende a ser plana. Por lo tanto, la fracción de masa del inhibidor de corrosión se selecciona entre 0,9% y 1,0%.

Wang, Yu Hongjiang, Li. Investigación y desarrollo del inhibidor de corrosión Mannich para la acidificación del ácido clorhídrico [J]. Journal of Xi Youshi University: Natural Science Edition,

3.2 Efecto de la temperatura

Condiciones experimentales: diferentes temperaturas La masa La fracción de inhibidor de corrosión es 1,0%.

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Tang Hao, Li Jianbo, Liu Li, et al. Estudio de preparación y rendimiento de inhibidores de corrosión acidificantes[J ] Progreso en petroquímica fina, 2008, 3 (9): 4-6.

Reaccionar al baño maría a temperatura constante durante 4 horas.

Los resultados experimentales muestran que la velocidad de corrosión de la placa de acero a 80°C es 1,9368g·m-2h-1; la velocidad de corrosión de la placa de acero a 90°C es 2,3864g·m-; 2h-1. A medida que aumenta la temperatura, aumenta la velocidad de corrosión de la placa de acero y el aumento es evidente después de 90°C. Esto se debe a que la adsorción de moléculas inhibidoras de la corrosión en la superficie del metal es un proceso exotérmico. El aumento de temperatura no favorece la adsorción. A medida que aumenta la temperatura, la velocidad de la reacción de corrosión se acelera [9]. El efecto de inhibición de la corrosión es muy bueno por debajo de 100 ℃ y la resistencia a la temperatura es buena, alcanzando el índice de primer nivel del estándar de evaluación.

[9][8]

Tang Hao, Li Jianbo, Liu Li, et al. Estudio de preparación y rendimiento de inhibidores de corrosión acidificantes [J] Beijing: Universidad del Petróleo de China. y Tecnología Química, 2002. Progreso en la industria petroquímica fina, 2008, 3(9):4-6.

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4 Conclusión

Las condiciones de reacción óptimas para sintetizar el inhibidor de corrosión base de Mannich son: la relación molar de acetofenona, formaldehído y etilendiamina es 2:2:1, el valor de pH del sistema es 2 ~ 3, la temperatura de reacción es 80°C y el tiempo de reacción es 8 h.

2) El inhibidor de corrosión base Mannich es un inhibidor de corrosión acidificante eficaz con una tasa de inhibición de corrosión lenta.

El efecto de corrosión puede cumplir con los requisitos de la construcción de acidificación de rocas carbonatadas.

Fecha de recepción: 2010-06-03; fecha de modificación: 2011-01-14.

Acerca del autor: Wu Jia, hombre, nacido en 1985, se graduó de la Universidad Southwest Petroleum en 2009.

Soy un estudiante de posgrado con especialización en ingeniería química y mi dirección de investigación es la tecnología terciaria de recuperación de petróleo. Correo electrónico:

wj 13807612 @ 126. com.

(Editor Sun Wei)