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CA 02541449 2006-04-04
W02005/040050 - 1 - PCT/GB2004/004373
FORMULATION POUR D'INHIBITION DE LA CORROSION ET DU
TARTRE
La présente invention concerne un procédé permettant de
prévenir ou de pallier les problèmes associés aux
dépôts de sulfure métallique et de nouvelles formula-
tions à utiliser dans un tel procédé.
Les sels de tétrakis (1-tydroxyorgar-to) pluospiiorti.utn (dans ia
suite sels de THP+), en particulier le sulfate de tétra-
kis(hydroxyméthyl)phosphonium (dans la suite THPS) sont
largement utilisés comme dissolvants/dispersants de
sulfure métallique au sein de systèmes aqueux et en
particulier des systèmes associés aux gisements
pétrolifères.
Lorsqu'on utilise du THPS dans les gisements pétro-
lifères, on l'applique typiquement à des concentrations
de jusqu'à 30~, en même temps qu'un sel d'ammonium pour
améliorer la performance. Cette combinaison de THPS et
d'un sel d'ammonium, conjointement avec les tempéra
tures élevées que l'on peut rencontrer dans les
applications de gisements pétrolifères, peut être
corrosive pour l'acier doux et d'autres composants
métalliques.
Un but de la présente invention est d'améliorer les
problèmes de corrosion ci-dessus au moyen de sels de
THP+ quand on les utilise dans des systèmes aqueux.
Par conséquent, la présente invention, sous un premier
aspect, fournit une formulation à utiliser dans le
traitement de la corrosion et des dépôts de tartre de
sulfure métallique dans des systèmes aqueux, ladite
formulation comprenant un sel de THP+ (tel que défini
précédemment), et un alcool primaire, secondaire ou
tertiaire comportant une liaison acétylénique dans le
squelette carboné.
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De préférence, la liaison acétylénique est adjacente au
groupe hydroxyle, ledit alcool répondant à la formule
générale (I) .
R1 C = C C R2 R3 OH ( I )
dans laquelle .
R1, R2 et R3 (qui peuvent être identiques ou différents)
représentent chacun indépendamment un atome d'hydrogène
ou un groupe alkyle en Cl à C8 ou alkyle portant un
substituant fonctionnel.
Dans un mode de réalisation particulièrement préféré de
la présente invention, l'alcool est l'alcool propargy-
lique (2-propyn-1-ol), c'est-à-dire que, dans la formu-
le (I), Ri, RZ et R3 sont chacun des atomes d'hydrogène.
Le tartre de sulfure métallique peut être du sulfure de
fer. Dans l'alternative, le sulfure métallique peut
être du sulfure de plomb ou du sulfure de zinc ou une
combinaison des deux. Le sulfure de fer peut être de la
troïlite (FeS) ou de la pyrite (FeS2). Dans l'alterna-
tive, le sulfure de fer peut être de la mackinawite
(Fe~S~) ou de la pyrrhotite (Fe;S~) .
L'anion du sel de THP+ doit être compatible avec le
SyStCme aqueux. CoWuWe anions préfcréS, vW peut Cïter
les anions sulfate, chlorure, phosphate, bromure,
fluorure, carbonate, citrate, lactate, tartrate,
borate, silicate, formiate et acétate. L'anion doit
rendre le sel de THP+ soluble dans l'eau.
La formulation peut par ailleurs contenir un
tensioactif. Le tensioactif est de préférence un
tensioactif cationique, par exemple des composés
ammonium quaternaire, des composés hétérocycliques N-
alkylés ou des amidoamines quaternisées. Dans l'alter-
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native, on peut utiliser des tensioactifs anioniques,
amphotères ou non ioniques. Des aminométhane-
phosphonates peuvent remplacer les sels d'ammonium dans
le système aqueux.
La formulation selon l'invention est particulièrement
utile dans la prévention de la corrosion de l'acier
doux, du cuivre et de l'aluminium.
La présente invention fournit aussi, sous un deuxième
aspect, un procédé de traitement d'un système aqueux
contenant ou en contact avec un tartre de sulfure
métallique et qui inhibe en même temps la corrosion de
surfaces en contact avec ledit système aqueux, lequel
procédé comprend l'addition audit système aqueux d'une
quantité inhibant le tartre et la corrosion d'une
formulation selon le premier aspect de l'invention.
Le système aqueux est de préférence un système utilisé
en récupération assistée du pétrole. Dans l'alterna-
tive, le système aqueux peut être un système utilisé
dans des systèmes d'eau industrielle, des systèmes de
fabrication du papier et tout système aqueux dans
lequel se produit une corrosion provoquée par des sels
de TI-IF+.
La présente invention fournit aussi, sous un troisième
aspect, une formulation essentielïement constituée àu
produit de réaction d'un sel de THP+ et d'~sn alcool
acétylénique selon le premier aspect de la présente
invention, dans lequel le rapport entre ledit sel de
THP+ et ledit alcool acétylénique est compris entre 1:1
et 750:1.
La formulation telle qu'elle est décrite sous le
premier aspect est de préférence utilisée en quantité
efficace allant jusqu'à 30~ en poids exprimée en THP+.
La quantité utilisée variera suivant l'application,
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mais elle peut aussi être utilisée efficacement pour
des applications en faible proportion, par exemple 1 à
000 ppm en sel de THP+, ou dans des applications en
proportion élevée, comme 1 à 30~ en sel de THP+. Sous le
5 deuxième aspect, le THP+ est de préférence utilisé en
quantité efficace de jusqu'à 30~ en poids exprimée en
sel de THP+, avec l'addition conjointe d'un alcool
acétylénique en quantité efficace comprise entre 0,1 à
10 000 ppm, par rapport au volume du système que l'on
10 est en train de traiter.
Le rapport entre le THP+ et l'alcool acétylénique dans
la formulation est typiquement dans la gamme de 1:1 à
750:1, mieux encore de 15:1 à 300:1, tout particu
fièrement d'environ 40:1.
La présente invention va être illustrée, simplement à
titre d'exemple, de la façon suivante.
Exemple 1
Expérience témoin: On a placé dans un bocal à couvercle
vissé de 120 ml une solution de 100 ml de THPS à 20~
(26,6 g de TOLCIDE~ PS75) et de 1 g de chlorure
d'ammonium dans de l'eau de mer synthétique. On a
immergé dans la solution un coupon en acier doux pesé
au préalable. On a ensuite stocké le bocal dans un four
à 50°C pendant 48 heures. Au bout de ce temps, on a
nettoyé le coupon en le frottant doucement dans l'eau,
on l'a lavé avec de l'acétone et on l'a séché dans le
four. On a ensuite pesé une nouvelle fois les coupons
et on a calculé la vitesse de corrosion selon
l'équation:
Vitesse = K x W
A x T x d
W = Perte de poids en g (à 0,1 mg près)
A = Surface en cm2 (à 0,01 cmz près)
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T = Temps d'exposition en heures
d = Masse volumique en g/cm3
K est une constante exprimée en unités qui dépendent de
celles que l'on souhaite avoir pour la vitesse de
corrosion.
Par exemple:
Unités _K
Mpy - mils par an 3,45 x 106
On a répété cette expérience en ajoutant différentes
proportions d'inhibiteur de corrosion à la solutiûn
témoin. Les résultats sont présentés dans le tableau A
ci-dessous:
TTDT L'TT1 T
Exprience Vitesse de
corrosion mpy
Tmoin 208 I
Tmoin + 5000 ppm d'inhibiteur A 77
Tmoin + 5000 ppm d'inhibiteur B 197
Tmoin + 5000 ppm d'inhibiteur C 116
Tmoin + 5000 ppm d'inhibiteur D 132
Tmoin + 5000 ppm d'inhibiteur E 88
I
i
(Tmoin + 5000 ppm d'inhibiteur F 86
I
Tmoin ppm d'alcool 33
+ 5000
propargylique
Témoin - Une solution constituée de THPS à 20~ et de
chlorure d'ammonium à l~ dans de l'eau de mer
synthétique.
Inhibiteur A - Inhibiteur de corrosion disponible dans
le commerce comprenant du chlorure d'ammonium éthoxylé,
de la dibutylthiourée et un acide gras éthoxylé.
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Inhibiteur B - Inhibiteur de corrosion disponible dans
le commerce comprenant de l'étherphosphate de 2-
éthylhexyle polyéthoxylé.
Inhibiteur C - Inhibiteur de corrosion de gisement de
pétrole comprenant des acides gras et des produits de
réaction de tallol avec de la diéthylènetriamine.
Inhibiteur D - Inhibiteur de corrosion disponible dans
le commerce comprenant un acide phosphonocarboxylique.
Inhibiteur E - Inhibiteur de corrosion de gisement de
pétrole standard disponible dans le commerce à base
d'alcoxylate d'amine.
Inhibiteur F - Inhibiteur de corrosion de gisement de
pétrole standard disponible dans le commerce comprenant
un éthoxylate d'amine et un chlorure d'ammonium
quaternaire.
