[发明专利]在含铬设备中使用螯合剂时改善耐腐蚀性

说明书

本发明涉及一种降低油和/或气工业中的含铬设备的腐蚀的方法。本发明还涉及与油和/或气工业中的含铬设备接触的具有酸性pH值的含谷氨酸N,N-二乙酸或其盐(GLDA)和/或甲基甘氨酸N,N-二乙酸或其盐(MGDA)的溶液的用途，例如用于清洁该设备或下游设备或对其进行除垢，以及用作该设备中的化学品，例如作为包括含铬罐、锅炉、管或其他设备的油和/或气下游处理装置或工厂中的化学品。最后，本发明涉及由含铬合金制成且包含具有酸性pH值且含谷氨酸N,N-二乙酸或其盐(GLDA)和/或甲基甘氨酸N,N-二乙酸或其盐(MGDA)的溶液的设备，或者涉及由含铬合金制成的设备的组合系统，其与具有酸性pH值且含谷氨酸N,N-二乙酸或其盐(GLDA)和/或甲基甘氨酸N,N-二乙酸或其盐(MGDA)的溶液接触。

更具体地，本发明涉及任一上述方法、设备或系统，其中与现有技术相比，可大大减少腐蚀抑制剂的使用或者在某些情况下甚至不使用腐蚀抑制剂。

在许多工业环境如装置、工厂中以及在油气生产装置中，大部分设备如管、罐、锅炉、反应容器由含铬金属合金制成。此外，在采油平台上使用许多铬。这是因为含铬合金具有比许多其他金属和合金更好的耐氧化剥蚀性。然而，在氧和二氧化碳以及许多其他腐蚀性化学品如含氯离子的化学品影响下，含铬合金也经历不利的剥蚀和腐蚀作用，尤其是在升高的温度下。

因此，对油和/或气工业中所用设备的使用、清洁和除垢方法以及在与含铬合金接触时不具有上述问题且用于代替先前所用化学品的化学品进行了持续的研究。

许多文献公开了含螯合剂的碱性溶液作为清洁剂溶液以及用于清洁金属表面的用途。应指出的是，腐蚀意味着金属被与其环境发生的化学反应逐步破坏，即金属在与氧化剂如氧的反应中氧化。因此，腐蚀明显不同于结垢和除垢，结垢和除垢涉及从金属表面清除沉积物且不防止金属自身剥蚀或其作用。例如EP1067172、JP11158492、WO2004/013055和US2009/0298738公开了就清除结垢、油脂、油和/或污垢意义上的包含螯合剂的碱性清洁溶液。EP1067172声称对轻金属的腐蚀作用低，其中描述了所述轻金属为氧化铝。

然而，尤其已知酸导致金属表面发生不希望的腐蚀，这可例如见于通常使用酸性溶液或气体如CO₂且可存在天然产生的腐蚀性气体如H₂S和CO₂的油工业中。

就此而言，S.Al-Harthy等在“Options for High-Temperature Well Stimulation”，Oilfield Review，2008/2009冬季，20，第4期，Schlumberger公开了使用N-羟乙基乙二胺N,N’,N’-三乙酸具有比许多其他化学品在油田中(其中通常使用铬钢)所起的低得多的不希望的腐蚀副作用。

本发明的目的是提供具有甚至更加降低的铬腐蚀副作用以及在酸性pH范围内具有降低的腐蚀作用的新型化学品和溶液，以及提供使用、清洁或除垢油和/或气工业中所用的含铬设备或运行许多化学工艺的方法，其中使铬在可变温度和酸性pH条件下的腐蚀最小化。

US2010/0078040公开了通过使用包含至少两种不同配位剂且处于中性pH范围内的清洁水溶液从例如制药工业中所用的设备上除去不锈钢表面上的铁粉(rouging)。所述配位剂可选自包括GLDA和MGDA在内的一大类化合物。在实施例中制备了包含约9重量%MGDA的清洁溶液，但在使用该溶液清洁容器时，将其稀释50倍从而使得该容器仅与包含小于0.2重量%MGDA的溶液接触。在其他实施例中根本没有使用大量的配位剂。

本发明涉及防止或降低油和/或气工业中的腐蚀，其中由于在该工业中使用大量水并非总是经济上可行的—因为在油或气开采处水通常不易获得，尤其是当由于海水组分与地层、设备或其他开采化学品相互作用从而导致更严重的腐蚀和/或不希望的沉淀而使海水的使用并非选项时—通常使用浓得多的化学品溶液。此外，使用低浓度会显著降低反应速率，从而导致漫长且昂贵的停工时间。

现已发现与其他含螯合剂和/或酸性溶液相比，具有酸性pH的较浓谷氨酸N,N-二乙酸或其盐(GLDA)的溶液和甲基甘氨酸N,N-二乙酸或其盐(MGDA)的溶液在酸性pH和宽温度范围内对含铬合金具有令人惊讶且显著更低的腐蚀性。

因此，本发明提供了可代替现有技术的油和/或气工业方法和经受不利腐蚀作用的系统的替代方法和系统。