Разработка на основе алкенилянтарных ангидридов ингибитора коррозии и смазочных добавок к буровым растворам

• Автор: Маркова, Надежда Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Алкенилянтарные ангидриды и азотсодержащие соединения

на их основе. Получение, области применения

1.2. Проблема коррозии в нефтегазовом комплексе.

1.3. Азотсодержащие ингибиторы коррозии.

1.4. Проблема прихватов колонн бурильных труб.

1.5. Смазочные и противоизносные свойства буровых растворов.

1.6. Смазочные и антиприхватпые добавки.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Объекты исследования.
2.2. Методы исследования
2.2.1. Физикохимический анализ алкенилянтарных ангидридов и композиционных продуктов на основе алкенилянтарных ангидридов
и азотсодержащих соединений.
2.2.1.1. Определение конверсии процесса
2.2.1.2. Определение плотности, коэффициента преломления, кинематической вязкости.
2.2.1.3. Определение молекулярной массы.
2.2.1.4. Определение содержания гидроперекисей
2.2.1.5. Определение кислотного числа.
2.2.1.6. Определение числа омыления.
2.2.1.7. Определение эфирного числа.
2.2.1.8. Определение йодного числа
2.2.1.9. Определение аминного числа.
2.2.1 Анализ продуктов методом ИКспектроскопии.
2.2.1 Анализ продуктов методом хроматомассспектрометрии.
2.2.1 Определение межфазного натяжения
2.2.2. Коррозионные испытания
2.2.2.1. Определение защитных свойств ингибиторов коррозии.
2.2.2.2. Определение способностиингибиторов к водовытеснению
и адсорбции
2.2.2.3. Определение влияния ингибиторов на вспенивание абсорбентов
2.2.2.4. Определение влияния ингибиторов на разделение эмульсии
2.2.2.5. Исследование растворимости ингибиторов
2.2.2.6. Определение защитной эффективности ингибитора коррозии
от водородного охрупчивания
2.2.3. Параметры бурового раствора.
2.2.3.1. Определение плотности.
2.2.3.2. Определение условной вязкости.
2.2.3.3. Определение показателя фильтрации.
2.2.3.4. Определение толщины фильтрационной корки
2.2.3.5. Определение статического напряжения сдвига
2.2.3.6. Определение пластической вязкости.
2.2.3.7. Определение динамического напряжения сдвига.
2.2.3.8. Определение водородного показателя
2.2.3.9. Определение коэффициента трения.
2.2.3 Определение антиприхватных свойств.
ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ АЛКЕНИЛЯНТАРНЫХ АНГИДРИДОВ И КОМПОЗИЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ АЛКЕНИЛЯНТАРНЫХ АНГИДРИДОВ И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ
3.1. Получение и анализ алкенилянтарных ангидридов.
3.2. Получение и анализ композиционных продуктов на основе
алкенилянтарных ангидридов и азотсодержащих соединений.
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ АНТИКОРРОЗИОННЫХ СВОЙСТВ АЛКЕНИЛЯПТАРИЫХ АНГИДРИДОВ И КОМПОЗИЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ АЛКЕНИЛЯНТАРНЫХ АНГИДРИДОВ И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ.
РАЗРАБОТКА ИНГИБИТОРА КОРРОЗИИ
4.1. Оценка защитных свойств алкенилянтарных ангидридов и
композиционных продуктов на основе алкенилянтарных
ангидридов и азотсодержащих соединений
4.2. Зависимость защитных свойств двойных солей алкенил
янтарных кислот от их адсорбционных свойств
4.3. Влияние полярности растворителей на игибируюпще свойства алкенилянтарных ангидридов и композиционных продуктов
на основе алкенилянтарных ангидридов и азотсодержащих соединений
4.4. Влияние полярности растворителей на защитные свойства
двойной соли алкенилянтарных кислот.
4.5. Влияние полярности растворителей на защитные свойства алкенилянтарных ангидридов.
4.6. Влияние полярности растворителей на адсорбционные свойства алкенилянтарных ангидридов и композиционного продукта
на основе алкенилянтарных кислот и диметилэтаноламина.
4.7. Влияние полярности растворителей на эмульгирующие свойства алкенилянтарных ангидридов и композиционного продукта на
основе алкенилянтарных кислот и диметилэтаноламина.
4.8. Влияние полярности растворителей на пенообразующие свойства
двойной диметилэтаноламиновой соли алкенилянтарных кислот
ГЛАВА 5. ИЗУЧЕНИЕ ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ АЛКЕНИЛЯНТАРНЫХ АНГИДРИДОВ И КОМПОЗИЦИОННЫХ ПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ АЛКЕНИЛЯНТАРНЫХ АНГИДРИДОВ И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ. РАЗРАБОТКА СМАЗОЧНЫХ ДОБАВОК С ПОВЫШЕННЫМИ АНТИПРИХВАТНЫМИ СВОЙСТВАМИ К БУРОВЫМ РАСТВОРАМ.
5.1. Композиционные продукты на основе алкенилянтарных ангидридов и азотсодержащих соединений как смазочные
компоненты к буровому раствору.
5.2. Алкенил янтарные ангидриды как смазочный компонент к
буровому раствору
5.3. Сравнительный анализ антиприхватных свойств бурового раствора при введении в него ряда известных смазочных добавок
или алкенилянтарных ангидридов
5.4. Изменение коэффициента трения и момента страгивания фильтрационной корки бурового раствора за счт введения алкенилянтарных ангидридов в известные смазочные добавки
5.5. Разработка на основе алкенилянтарных ангидридов смазочной добавки с повышенными антиприхватными
свойствами к буровым растворам
выводы
ЛИТЕРАТУРА


Также для синтеза АЯК используют хлорированный парафин или хлорированные полиолефины, технические растительные масла дегидрирован ное касторовое, льняное, таловое, чистые олефины, получаемые дегидрата цией соответствующих спиртов, карбоновые кислоты и эфиры, двойные СС связи . АЯА посвящено большое число публикаций 7, 9, и др В этих работах были установлены основные закономерноси протекания реакции в зависимости от температуры, продолжительности, мольного соотношенияреагентов, давления и предложены оптимальные, с точки зрения авторов, условия проведения реакции. А также исследовано влиянияразличных факторов на реакцию конденсации олефинов с МА природы полиолефина, молекулярной массы полиолефина и различных добавок. Типовая методика получения ангидридов АЯК из среднемолекулярных олефинов состоит в нагревании при 5 0С смеси МА с олефином в автоклаве при давлении, обеспечивающем жидкое состояние реакционной смеси 8, 9, , . Применение растворителей ароматических углеводородов бензола, толуола, эфиров диоксан удобно, но не обязательно. Были попытки использовать в этой реакции катализаторы, но практического применения . При взаимодействии высокомолекулярных олефинов с МА применение растворителей ограничено, так как пригодны вещества лишь с высокой температурой кипения например, трихлорбензол . С. Обычно процесс проводится при температуре С и атмосферном давлении 8, 9, , . Согласно большинству патентов соотношение реагентов в рассматриваемой реакции рекомендуется эквимольное. При этом существует ряд работ, в которых предложено проводить процесс с небольшим избытком либо МА, либо полиолефина. Продолжительность процесса колеблется от 2 до ч в зависимости от температуры и средней длины углеводородной цепи олефина. Так для алкенилирования МА олефинами СзСю требуется часов, а фракцией ССбуже часов. Мп, Сг, Т1, V, Сс1, В1, их оксидов или солей карбоновых кислот. С этой же целью используют свсжеперегнанные над натрием олефины 6. НН с I . X СНсн
С, СО. ОН. В зависимости от условий проведения реакции инициаторами смоло образования могут выступать молекулы олефина или растворителя. Процесс смолообразования могу т интенсифицировать стабилизаторы цвета МА на ос
нове аминов или щелочных металлов, а также примеси малеиновой кислоты. Отрицательно сказывается наличие в сырье перекисных соединений,, низкомолекулярных олефинов, примесей разложенного катапизатора. Материал, из которого изготовлен реактор, также может выступать в роли инициатора смолообразования, при этом, наименьшее количество осадка образуется когда стенки реактора изготовлены из нержавеющей стали и меди , . Для подавления нежелательных побочных реакций, таких как декарбоксилироваттие и смолообразование, или для регулирования соотношения присоединяемых МЛ и сомономера можно использовать такие соединения, как карбоновые кислоты с количеством углеродных атомов от 1 до , дикарбоновые кислоты или ангидриды гидроксикарбоновых кислот, кетоны, простые и сложные эфиры, спирты, воду или смеси этих веществ и их производные. Целесообразно применять изобутиловый спирт, изопропиловый спирт, монобутиловый эфир янтарной кислоты. При необходимости такие добавки используют в концентрации 0,5 масс, от количества МЛ. В процессе разложения таких соединений или инициаторов радикальной поли меризации могут образовываться продукты высокой реакционной способ ности, которые могут принимать участие в реакциях присоединения и поли меризации, протекающие в реакционной смеси . Для выделения мономерного продукта реакции ангидрида АЖ реакционную смесь перегоняют, удаляяизбыток углеводородов и не прореагировавший МА, после чего в глубоком вакууме фракционируют продукт конденсации, отделяя тем самым ангидриды АЯК от смол. Предложен другой способ отделения ангидридов АЯК, состоящий в том, что реакционная смесь обрабатывается низкомолекулярным одноатомным спиртом в условиях реакции этерификации, а затем продую реакции промывается водным раствором слабой щлочи. Полимерные продукты при этом переходят в раствор и могут быть отделены от нерастворимых моно номерных эфиров.