用于油氣田鋼鐵設備防腐的緩蝕劑及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種用于油氣田鋼鐵設備防腐的緩蝕劑及其制備方法。它是由粗喹啉鹽基混合物、氨基堿金屬化合物、氯代烷烴化合物經反應合成后與乙醇，組成原料的質量份數為：粗喹啉鹽基混合物１～１．２，氨基堿金屬化合物０．２～０．４，氯代烷烴化合物０．４～０．６；乙醇４～５。經實驗室和現場的掛片試驗以及電化學測試均表明該緩試劑在含硫的介質中具有緩蝕效果。本發明專利技術成本低廉、易于合成，具有效高的實踐效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，屬于石油工業 防腐技術。
技術介紹
統計資料表明，腐蝕損失是各種自然災害之首。控制與防治腐蝕一方面可以大量 節約資源，同時也節約了生產原材料和設備的能源、人力，意義深遠。石油工業中，石油、天然氣的開采、提煉、運輸等很多環節都存在著鋼鐵設備面臨 腐蝕的問題，且隨著油氣田開采時間的延長，油氣井中的腐蝕成分越來越多，使設備腐蝕的 情況更加嚴重。嚴重的腐蝕一方面造成設備的失效，更換設備增加了開采成本，另一方面， 運輸管道的腐蝕導致壓力的不穩定帶來了安全隱患。解決油氣田設備的腐蝕問題，已成為 當今油田工程中的重要關鍵技術。油氣田主要面對的是硫腐蝕，通常采用的防腐手段主要有前段脫硫法、內壁涂層 法和添加緩蝕劑等方法，其中添加緩蝕劑以其成本低廉、操作簡便、效果明顯而得到廣泛的 應用。目前我國油氣田應用的緩蝕劑主要是混合型緩蝕劑，從化學成分上講，它的組成以有 機物為主，和金屬表面相互作用形成防腐層，抑制腐蝕的發生；從電化學的角度講，它能同 時降低腐蝕陰陽兩級的電位，從而給腐蝕的發生帶來能量障礙。但是隨著鋼鐵等金屬材料防腐層增厚，又會出現沉積附著物的情況，附著物進入 壓縮機等設備造成流道的堵塞，又會給生產和檢修帶來很大的困難。以某油氣田的壓氣站情況為例，該壓氣站自1990年開始應用了一種氣相緩蝕劑， 開始幾年運行平穩，隨著時間增長就出現問題。盡管緩釋劑有一定的效果，但是后來如果不 加注或少加注，則會在壓縮機葉輪、軸及擴壓器上析出堅硬的物質，如果繼續加注則形成大 量的附著物，同樣在梳齒密封產生積聚，磨損轉子。壓氣站不得不增加停車檢修頻率以保證 設備正常運行。在保證緩蝕率的前提下抑制附著物的形成量是緩蝕劑研發的關鍵點之一。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種，本發 明成本低廉、易于合成，具有效高的實踐效果。本專利技術提供的用于油氣田鋼鐵設備防腐的緩蝕劑組成原料的質量份數粗喹啉鹽基混合物1 1. 2氨基堿金屬化合物0.2 0.4 氯代烷烴化合物 0. 4 0. 6乙醇(95%)4 5其中所述的粗喹啉鹽基混合物是生產煤焦油過程中，粗喹啉提取出喹啉和異喹啉 之后的廢料，其主要成分是甲基喹啉(約40%)、乙基喹啉和甲基-乙基喹啉(約60%)等 同系物；氨基堿金屬化合物是氨基鈉和氨基鉀的至少一種；氯代烷烴化合物的分子通式為CnH2n+1Cl，其中 η = 6,7,8,9,10.本專利技術提供的一種用于油氣田鋼鐵設備防腐的緩蝕劑組成原料的質量份數粗喹啉鹽基混合物1氨基鉀0.2一氯辛烷0.5乙醇(95% )4本專利技術提供的一種用于油氣田鋼鐵設備防腐緩蝕劑的制備方法包括的步驟1)向粗喹啉鹽基混合物中加入氨基鉀，不斷攪拌至完全溶解，形成均一穩定的混 合物；2)將1)所述混合物與氨基堿金屬化合物共混，攪拌加熱至250°C反應4小時，反 應結束后產物冷卻過濾取掉殘渣，得到液相混合物。3)將2)所述液相混合物與乙醇按照1 4質量比混合均勻。按上述計量配制成緩蝕劑，即可加入到腐蝕環境中使用。本專利技術適用范圍pH = 5. 0 8. 0介質中的金屬材質均的緩蝕效果，且具有良好的金屬表面成膜性能。本專利技術具有成本低廉、易于合成的特點，采用該緩蝕劑進行實驗室內掛片試驗，試 驗后鋼片表面呈光亮黑色，得到了較高的緩蝕率。通過電化學測量，其極化阻力較空白狀態 有了極大程度的提高，現場掛片試驗結果也表明緩蝕劑通過覆蓋成膜效應對金屬起到了保 護作用。附圖說明圖1為本專利技術實例2中空白試樣極化曲線。圖2為本專利技術實例2中添加緩蝕劑試樣極化曲線。圖3為本專利技術實例3中現場掛片試驗裝置示意圖。圖4為本專利技術實例3中實驗試片的掃描電鏡照片。a為實驗前；b為空白試驗清洗 前；c為空白試驗清洗后；d為加藥試驗清洗前；e為加藥試驗清洗后.具體實施例方式下面結合具體實施例對本專利技術作進一步詳細描述，但這些實施例并不限制本專利技術 的范圍。實例1為緩蝕劑的合成與配制以及實驗室掛片法對緩蝕劑的緩蝕性能評價。實驗 室掛片法是實驗室配制腐蝕溶液模擬實際腐蝕環境進行腐蝕掛片實驗。選用A3鋼(碳素 結構鋼)試片進行腐蝕實驗，采用空白與加緩蝕劑進行對比，根據試片的腐蝕失重及腐蝕 狀況，計算緩蝕率。實例2為電化學法對緩蝕劑的緩蝕性能評價。采用A3鋼試樣-鉬電極-飽和氯 化鉀電擊的三電極體系分別測定其在飽和硫化氫水溶液中添加與為添加緩蝕劑的電化學 行為。實例3為緩蝕劑的合成與配制以及現場掛片法對緩蝕劑的緩蝕性能評價。現場掛 片法是在與天然氣離心機并聯的旁路裝置內進行的腐蝕掛片試驗。選用A3鋼(碳素結構 鋼)試片進行腐蝕實驗，采用空白與加緩蝕劑進行對比，根據試片的腐蝕失重及腐蝕狀況，計算緩蝕率，并通過掃描電鏡觀察掛片表面微觀形貌。實例1 配比粗喹啉鹽基混合物Ikg氨基鉀0. 2kg一氯辛烷0. 5kg乙醇4kg向粗喹啉鹽基混合物中加入氨基鉀，不斷攪拌至完全溶解，形成均一穩定的混合 物，再與一氯辛烷共混，攪拌加熱至250°C反應4小時，反應結束后產物冷卻過濾取掉殘渣， 得到液相混合物。液相混合物與乙醇(95%)按照1 4質量比混合均勻，得到緩蝕劑。試驗在IL廣口瓶中進行，內裝H2S水溶液400mL，用A3鋼制備的10X10X3的鋼 片試樣掛在支架上至于瓶內液面以上。共兩個瓶子，每個掛5片，其中一個加緩蝕劑(緩蝕 劑盛放在小燒杯中，約:3ml，再置于廣口瓶中)，一個為空白。將密封后的瓶子放在50°C的恒 溫水浴裝置內，試驗在靜止狀態下進行5d，取出后采用增重法稱量計算氣相緩蝕效率。實驗 室實驗中，該緩蝕劑的氣相緩蝕率63%。失重數據見表1。實例2 配比同實例1向粗喹啉鹽基混合物中加入氨基鉀，不斷攪拌至完全溶解，形成均一穩定的混合 物，再與一氯辛烷共混，攪拌加熱至250°C反應4小時，反應結束后產物冷卻過濾取掉殘渣， 得到液相混合物。液相混合物與乙醇按照1 4質量比混合均勻，得到緩蝕劑。試驗采用A3鋼試樣-鉬電極-飽和氯化鉀電極的三電極體系分別測定其在飽和 硫化氫水溶液中添加與為添加緩蝕劑的電化學行為。空白試驗和加緩蝕劑試驗的極化阻力和其他電化學參數如表2所示。可以看出添 加緩蝕劑(濃度vol)后，腐蝕電流密度降低，極化阻力有了較大的提高。空白試驗和加緩蝕劑試驗的極化曲線如附圖1和圖2所示。可以看出，緩蝕劑同 時抑制了腐蝕的陰極和陽極過程，是混合型緩蝕劑。實例3 配比同實例1向粗喹啉鹽基混合物中加入氨基鉀，不斷攪拌至完全溶解，形成均一穩定的混合 物，再與一氯辛烷共混，攪拌加熱至250°C反應4小時，反應結束后產物冷卻過濾取掉殘渣， 得到液相混合物。液相混合物與乙醇按照1 4質量比混合均勻，得到緩蝕劑。實驗進行的場所是與天然氣離心機并聯的旁路裝置的冷卻器，如圖3所示。將A3 鋼試片通過螺栓連接固定在冷卻器內的掛架上，封閉冷卻器后和天然氣流程連通，進行20 天的現場腐蝕試驗。試驗結束后看到試片表面呈光亮黑色，掃描電鏡照片表明其表面形成了緩蝕劑覆 蓋膜，對試片起到了保護作用，見圖4。失重試驗的數據表明試片在試驗前后無明顯質量變 化，見表3，說明緩蝕效果良好。表1實例1的失重數據權利要求1.一種用于油氣田鋼鐵設備防腐的緩蝕劑，其特征在于它的組成原料的質量份數 粗喹啉鹽基混合物1 1. 2氨基堿金屬化本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于油氣田鋼鐵設備防腐的緩蝕劑，其特征在于它的組成原料的質量份數：粗喹啉鹽基混合物　１～１．２氨基堿金屬化合物　０．２～０．４氯代烷烴化合物　０．４～０．６乙醇　４～５其中所述的粗喹啉鹽基混合物的主要成分是甲基喹啉、乙基喹啉和甲基－乙基喹啉的同系物；氨基堿金屬化合物是氨基鈉和氨基鉀的至少一種；氯代烷烴化合物的分子通式為Ｃ↓［ｎ］Ｈ↓［２ｎ＋１］Ｃｌ，其中ｎ＝６，７，８，９，１０。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：韓燁，崔振鐸，楊賢金，朱勝利，魏強，
申請(專利權)人：天津大學，
類型：發明
國別省市：12[中國|天津]