Inhibidores de la corrosión.

Un inhibidor de la corrosión a base de antimonio para reducir la corrosión de metal inducida por solucionessalinas,

que comprende un compuesto de antimonio y al menos dos compuestos seleccionados de al menos dos delas cuatro familias de compuestos:

i. morfolina y derivados de morfolina;

ii. alcoholes acetilénicos;

iii. derivados de ácido ascórbico; y

iv. compuestos de selenio.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IL2007/000192.

Solicitante: BROMINE COMPOUNDS LTD..

Nacionalidad solicitante: Israel.

Dirección: MAKLEFF HOUSE P.O.B. 180 BEER-SHEVA 84101 ISRAEL.

Inventor/es: ITZHAK, DAVID, GUTMAN,SERGE, KRUMBEIN,SHARON, BERGSTEIN FREIBERG,MIRA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C09K5/20 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09K SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE SUSTANCIAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR.C09K 5/00 Transferencia de calor, materiales intercambiadores de calor o para almacenar calor, p.ej. refrigerantes; materiales productores de calor o frío mediante reacciones químicas diferentes de la combustión. › Aditivos anticongelantes a tal efecto, p.ej. para líquidos de radiador.
  • C09K8/54 C09K […] › C09K 8/00 Composiciones para la perforación de orificios o pozos; Composiciones para el tratamiento de orificios o pozos, p. ej. para las operaciones de terminación o de reparación. › Composiciones para la inhibición in situ de la corrosión en orificios perforados o pozos.
  • C23F11/08 C […] › C23 REVESTIMIENTO DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO DE MATERIALES CON MATERIALES METALICOS; TRATAMIENTO QUIMICO DE LA SUPERFICIE; TRATAMIENTO DE DIFUSION DE MATERIALES METALICOS; REVESTIMIENTO POR EVAPORACION EN VACIO, POR PULVERIZACION CATODICA, POR IMPLANTACION DE IONES O POR DEPOSICION QUIMICA EN FASE VAPOR, EN GENERAL; MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS, LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL.C23F LEVANTAMIENTO NO MECANICO DE MATERIAL METALICO DE LAS SUPERFICIES (trabajo del metal por electroerosión B23H; despulido por calentamiento a la llama B23K 7/00; trabajo del metal por láser B23K 26/00 ); MEDIOS PARA IMPEDIR LA CORROSION DE MATERIALES METALICOS; MEDIOS PARA IMPEDIR LAS INCRUSTACIONES, EN GENERAL (tratamiento de superficies metálicas o revestimiento de metales mediante electrolisis o electroforesis C25D, C25F ); PROCESOS EN MULTIPLES ETAPAS PARA EL TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE MATERIALES METALICOS UTILIZANDO AL MENOS UN PROCESO CUBIERTO POR LA CLASE C23 Y AL MENOS UN PROCESO CUBIERTO BIEN POR LA SUBCLASE C21D   BIEN POR LA SUBCLASE C22F O POR LA CLASE C25. › C23F 11/00 Inhibición de la corrosión de materiales metálicos por aplicación de inhibidores a la superficie en peligro de corrosión, o adición de los mismos al agente corrosivo. › en otros líquidos.

PDF original: ES-2433517_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Inhibidores de la corrosión

Campo de la invención La presente invención se refiere principalmente a inhibidores de la corrosión, en especial a inhibidores de la corrosión para soluciones salinas concentradas. En particular, es útil para determinados sistemas de explotación de petróleo y producción de petróleo, y para sistemas de refrigeración de absorción seleccionados en los que el bromuro de cinc y mezclas de bromuro de cinc y salmueras de otras sales (tales como bromuro de calcio) son componentes básicos, y cuando la protección de superficies metálicas a temperaturas elevadas es crítica.

Antecedentes de la invención Se prefieren los fluidos de perforación de pozos y en especial fluidos de terminación, de obturador y acondicionamiento, en forma de soluciones acuosas salinas transparentes también denominadas "salmueras transparentes". Esos fluidos se nombran de acuerdo con las fases del procedimiento de extracción de hidrocarburos en las que se emplean: los fluidos de terminación son los usados después de que se haya perforado el pozo y antes del inicio de la producción; los fluidos de obturador se utilizan como fluidos en el anillo del conducto de producción; y los fluidos de acondicionamiento se usan durante las operaciones correctoras en el pozo. De las múltiples funciones del fluido usado en el pozo, una crucial es equilibrar las presiones de formación para evitar la entrada incontrolada de fluidos subterráneos, lo que puede dar como resultado una explosión. Cuando la presión de formación es alta, como en los pozos más profundos, el uso de bromuro de cinc es particularmente útil, debido a su alta densidad en soluciones concentradas. Aunque la densidad de la salmuera saturada es de 1, 20 g/cm3 para soluciones de NaCl,

1, 46 para CaCl2, 1, 50 para NaBr y 1, 71 para CaBr2, la densidad de la salmuera de ZnCl2 en alcanza un 2, 14 y la densidad de ZnBr2 es de hasta 2, 65 g/cm3.

En uso, un problema técnico asociado con el uso de fluidos de salmueras pesadas es su alta corrosividad, en especial hacia aceros al carbono, que se usan ampliamente en la construcción de pozos de hidrocarburos, y en particular en las temperaturas elevadas que se encuentran típicamente en pozos profundos.

Los inhibidores de la corrosión conocidos, tales como las aminas de formación de película, que se han usado con salmueras de alta densidad descritas en la patente de EE.UU. n.º 4.304.677 y en la patente de EE.UU. n.º 4.292.183 no proporcionan, en general, una protección adecuada para la corrosión a esas temperaturas mayores asociadas con los pozos profundos en los que normalmente se emplean las salmueras de alta densidad.

La patente británica n.º 2.027.686, la patente de EE.UU. n.º 4.536.302, la patente de EE.UU. n.º 4.728.446, la patente de EE.UU. n.º 4.784.779 y la patente de EE.UU. n.º 4.980.074 han divulgado el uso de compuestos de azufre como el componente de fórmula inhibidor principal que ha sido típico de la reciente tecnología conocida. Aunque los compuestos de azufre son inhibidores de la corrosión eficaces, existe un incremento en el riesgo de agrietamiento por corrosión bajo tensión. Existen varios fallos por bajo por tensión catastróficos en la industria del petróleo que se han atribuido a los inhibidores de la corrosión que contienen azufre. Como resultado, la industria está buscando fórmulas de inhibición de la corrosión sin azufre eficaces.

Algunas fórmulas de inhibición de la corrosión sin azufre ya son conocidas, pero no están a la altura con respecto a la eficacia considerada necesaria en la industria. Por tanto, la patente de EE.UU. n.º 4.539.122 describe el uso de sales de ácido eritórbico en combinación con una sal de molibdato, gluconato ferroso, y gluconato de sodio. A más de 0, 64 mmpy (25 mpy (milipulgadas por año) ) , la tasa de corrosión reivindicada para salmueras de 18, 5 libras por galón (2, 20 g/cm3) a 150 ºC (300 grados Fahrenheit (F) ) , es demasiado alta para las aplicaciones de mayor demanda. Se notó una insuficiencia de algún modo similar con la patente de EE.UU. n.º 4.980.074, que describe el uso de aldehídos aromáticos o alifáticos solubles que reaccionan con aminas primarias, y reivindica una tasa de corrosión menos que satisfactoria de 0, 7 mm por año (28 milipulgadas por año) para una salmuera de 19, 5 libras por galón (2, 34 g/cm3) a 120 ºC (250 grados F) . Sólo cuando se apoyó por la adición de compuestos de azufre se disminuyó la tasa de corrosión hasta un nivel de 0, 25-0, 33 mmpy (10-13 mpy) con la salmuera mencionada 55 anteriormente a 250 grados F. La patente de EE.UU. n.º 4.971.709 divulga el uso de algunos polvos metálicos como inhibidores para salmueras que contienen cinc. La principal desventaja del procedimiento es la solubilidad muy baja de estos polvos, lo que provoca precipitación de partículas que pueden tapar o dañar una formulación de producción. También la patente de EE.UU. n.º 4.539.122, que propone la inhibición de salmueras pesadas con composiciones que contienen arsénico, se ve obstaculizada por la toxicidad acumulativa de compuestos de arsénico. El documento WO 01/46552 reivindica el uso de heteropolianiones complejos de elementos de metales de transición pero omite divulgar las tasas de corrosión reales obtenidas en las simulaciones de aplicación. El documento EP 1038936 divulga el uso de amoníaco o aminas en una cantidad eficaz para elevar el pH como aditivos en la inhibición de la corrosión en salmueras; sin embargo, estos aditivos pueden interferir con la estabilidad de las salmueras. Se han propuesto fórmulas que combinan antimonio con alcoholes acetilénicos, por ejemplo en la patente de EE.UU. n.º

4.498.997 y la patente de EE.UU. n.º 4, 522, 658, para inhibir los efectos oxidativos de un entorno acuoso ácido. El documento US-A-2005/0169794 divulga un inhibidor de la corrosión para salmueras que contienen un tiocetal y opcionalmente antimonio y alcoholes acetilénicos.

En la refrigeración de absorción en la que el fluido preferente es la solución de bromuro de litio, las adiciones de bromuro de cinc mejoran la concentración de saturación y proporcionan una presión de vapor baja deseable a temperaturas altas de absorción. Sin embargo, dichas soluciones son extremadamente corrosivas y no se pueden usar en ausencia de los inhibidores de la corrosión muy eficaces. Los aditivos conocidos incluyen molibdatos, cromatos y nitratos. Estos aditivos reducen la corrosión, aunque no hasta un nivel satisfactorio, cuando se incorporan cantidades significativas de bromuro de cinc en los fluidos de trabajo.

Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar una nueva formulación de inhibidor de la corrosión para reducir la corrosión inducida por fluidos de salmueras pesadas.

Además, es un objetivo de la presente invención proporcionar mezclas de inhibición de la corrosión, que sean compatibles con las diferentes aplicaciones de los fluidos de trabajo, en particular a temperaturas elevadas.

Además, es otro objetivo de la presente invención proporcionar mezclas de inhibición de la corrosión que reduzcan la tasa de corrosión por debajo de 0, 64 mmpy (25 mpy) cuando están comprendidas en fluidos de salmueras pesadas.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar mezclas de inhibición de la corrosión que no provoquen agrietamiento por tensión al aparato en el que se usan.

Otro objetivo más de la presente invención es proporcionar el uso de combinaciones de compuestos de inhibición de la corrosión en la fabricación de mezclas de inhibición de la corrosión.

Otro objetivo más de la presente invención es proporcionar soluciones salinas acuosas concentradas que se inhiben fuertemente para evitar niveles inaceptables de corrosión en el aparato metálico en el que se usan.

Otro objetivo más de la presente invención es proporcionar soluciones salinas acuosas concentradas en las que se inhibe fuertemente la corrosión de acero.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar fórmulas inhibidas fuertemente de soluciones salinas acuosas concentradas que evitarían el agrietamiento por estrés con sulfuros catastróficas al aparato metálico en el que se usan.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento para el uso de formulaciones de inhibidor de la corrosión sinérgico que adaptarían el nivel de protección de corrosión a los fluidos de salmueras pesadas.

Estos y otros objetivos de la presente invención quedarán claros al avanzar en la descripción.

Sumario de la invención La invención proporciona un inhibidor de la corrosión basado en antimonio para reducir la corrosión de metal inducida por soluciones salinas,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un inhibidor de la corrosión a base de antimonio para reducir la corrosión de metal inducida por soluciones salinas, que comprende un compuesto de antimonio y al menos dos compuestos seleccionados de al menos dos de 5 las cuatro familias de compuestos:

i. morfolina y derivados de morfolina;

ii. alcoholes acetilénicos;

iii. derivados de ácido ascórbico; y

iv. compuestos de selenio.

2. Un inhibidor de la corrosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicha solución salina comprende una sal seleccionada de bromuro de cinc, cloruro de cinc, bromuro de calcio, cloruro de calcio, y mezclas de los mismos.

3. Un inhibidor de la corrosión de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho metal se selecciona de aceros al carbono y aceros aleados con cromo.

4. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 1, que reduce la tasa de corrosión inducida por dicha solución salina hasta por debajo de 1 mmpy (40 mpy) .

5. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 4, que reduce la tasa de corrosión inducida por dicha solución salina 25 hasta por debajo de 0, 64 mmpy (25 mpy) .

6. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 5, que reduce la tasa de corrosión inducida por dicha solución salina hasta por debajo de 0, 25 mmpy (10 mpy) .

7. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 6, que reduce la tasa de corrosión inducida por dicha solución salina hasta por debajo de 0, 13 mmpy (5 mpy) .

8. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho compuesto de antimonio se selecciona de

bromuro de antimonio y cloruro de antimonio. 35

9. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho alcohol acetilénico se selecciona de alcohol 2propínico y alcoholes 2-propínicos sustituidos.

10. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho derivado ascórbico se selecciona de ácido ascórbico, ácido isoascórbico, y sales de los mismos.

11. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho compuesto de selenio se selecciona de óxido de selenio y sales de selenio.

12. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende un compuesto de antimonio y dos compuestos seleccionados de dos familias diferentes de dichas cuatro familias.

13. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende un compuesto de antimonio y dos compuestos seleccionados de morfolina, alcohol propargílico, ácido isoascórbico, ácido ascórbico, y dióxido de selenio.

14. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 13, en el que dichos dos compuestos comprenden una combinación seleccionada de:

alcohol propargílico, morfolina; 55

morfolina, ácido isoascórbico;

alcohol propargílico, ácido isoascórbico; y

alcohol propargílico, dióxido de selenio.

15. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende un compuesto de antimonio y tres compuestos seleccionados de tres familias diferentes de dichas cuatro familias.

16. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 15, en el que dichos tres compuestos comprenden una combinación seleccionada de:

alcohol propargílico, morfolina, dióxido de selenio;

alcohol propargílico, morfolina, ácido isoascórbico; y 5 morfolina, ácido isoascórbico, dióxido de selenio.

17. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende un compuesto de antimonio y al menos un compuesto de cada una de dichas cuatro familias. 10

18. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 17, que comprende alcohol propargílico, morfolina, dióxido de selenio, y ácido isoascórbico.

19. Un inhibidor de la corrosión basado en antimonio de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende 15 esencialmente una mezcla sin azufre.

20. Un inhibidor de la corrosión basado en antimonio de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además una amina.

21. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 20, que comprende alcohol propargílico, morfolina, dióxido de selenio, y hexamina.

22. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 1, que es eficaz en inhibir la corrosión o reducir la tasa de corrosión en soluciones salinas usadas en explotación de hidrocarburos, en fluidos de terminación, fluidos de obturador, 25 fluidos de acondicionamiento, y en sistemas de refrigeración de absorción.

23. Un inhibidor de acuerdo con la reivindicación 1, eficaz en inhibir la corrosión o reducir la tasa de corrosión en fluidos de salmueras pesadas a temperaturas elevadas.

24. Una solución salina que comprende un inhibidor de la corrosión como se reivindica en la reivindicación 1, y una sal seleccionada de bromuro de cinc, cloruro de cinc, bromuro de calcio, cloruro de calcio y mezclas de los mismos, en la que la corrosión inducida por dicha sal se reduce esencialmente por dicho inhibidor de la corrosión.

25. Una solución salina de acuerdo con la reivindicación 24, que tiene una densidad de desde 1, 20 hasta 2, 65 g/cm3. 35

26. Un procedimiento de inhibición de la corrosión de metal en un fluido de salmueras pesadas, que comprende mezclar en dicho fluido un compuesto de antimonio, y dos o más compuestos seleccionados de al menos dos de las cuatro familias de compuestos siguientes:

i. morfolina y derivados de morfolina;

ii. alcoholes acetilénicos;

iii. derivados de ácido ascórbico; y 45

iv. compuestos de selenio;

27. Una formulación para su uso en inhibir la corrosión de metal en fluidos de salmueras pesadas, que comprende un inhibidor de la corrosión basado en antimonio de acuerdo con la reivindicación 1, siendo la formulación una 50 solución concentrada o suspensión, o un sólido.


 

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