專利名稱：一種抗二氧化碳/硫化氫共存腐蝕的緩蝕劑的制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種抗二氧化碳/硫化氫共存腐蝕的緩蝕劑的制備方法，屬緩蝕劑制備技術領域。
背景技術：
油田的設備及管道在石油開采與輸送過程中由于長期與高礦化度的酸性地層水接觸，極易產(chǎn)生腐蝕破壞。特別是在二氧化碳/硫化氫共存的環(huán)境中，工礦條件非常復雜， 二氧化碳/硫化氫的存在使得腐蝕異常難以控制，腐蝕不僅造成巨大的經(jīng)濟損失，還會威脅操作人員的生命安全，甚至造成不可估量的社會后果。二氧化碳/硫化氫腐蝕已成為石油天然氣開發(fā)中需要解決好的一個關鍵性的技術難題。硫化氫是石油天然氣的伴生成分，世界各國對由單一的二氧化碳氣體產(chǎn)生的嚴重的腐蝕破壞、主要影響因素及其破壞機理和腐蝕防護措施等進行了廣泛地研究，已形成油氣開發(fā)中繼硫化氫腐蝕后腐蝕防護研究的一個熱點，有關二氧化碳、硫化氫單獨存在條件下的腐蝕與防護方面的研究，國內(nèi)外學者開展了大量的研究工作，取得了一系列的研究成果，特別是控制二氧化碳、硫化氫腐蝕緩蝕技術的研究與應用，較好地解決了二氧化碳或硫化氫單獨存在時的腐蝕技術難題。而二氧化碳/硫化氫共存腐蝕緩蝕技術一直還是國際上的技術難題。隨著石油天然氣工業(yè)的快速發(fā)展，同時含二氧化碳、硫化氫等多種腐蝕介質(zhì)共存的油氣田相繼出現(xiàn)，腐蝕介質(zhì)對不銹鋼與碳鋼的腐蝕兼具二氧化碳腐蝕與硫化氫腐蝕的特點，但又顯著區(qū)別于單一氣體存在時的腐蝕特征，采用控制二氧化碳腐蝕的緩蝕劑、或控制硫化氫腐蝕的緩蝕劑都不能解決這種復雜的共存腐蝕問題；同時也由于二氧化碳/硫化氫共存腐蝕環(huán)境與普通酸性環(huán)境不同，硫化氫有劇毒、極易產(chǎn)生應力腐蝕破裂。這樣，普通緩蝕劑用于控制二氧化碳/硫化氫腐蝕的效果差，不能滿足防腐要求。到目前為止，未見有性能優(yōu)良的抗二氧化碳/硫化氫共存腐蝕的緩蝕劑報道；因此開發(fā)一種抗二氧化碳/硫化氫共存腐蝕的緩蝕劑是我們亟待解決的任務。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適用于含二氧化碳、硫化氫油氣田，能控制在150°C 高溫、分壓3. 4Mpa的高壓條件下，二氧化碳與硫化氫共存時對不銹鋼與碳鋼的腐蝕，且無毒、低濁度、對油層無傷害、可與水以任意比互溶；以解決現(xiàn)有普通緩蝕劑用于控制二氧化碳/硫化氫共存腐蝕的效果差，不能滿足防腐要求問題的抗二氧化碳/硫化氫共存腐蝕緩蝕劑的制備方法。本發(fā)明是通過如下的技術方案來實現(xiàn)上述目的—種抗二氧化碳/硫化氫共存腐蝕的緩蝕劑的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟第一步在帶有電動攪拌機的三口燒瓶中，以1 2 1的摩爾比，加入三乙烯四胺和月桂酸，或三乙烯四胺和硬脂酸，或三乙烯四胺和重量比為1 1的月桂酸與硬脂酸的混合物，攪拌并緩慢升溫到160°C，恒溫反應1 5小時，生成縮合胺，然后再繼續(xù)升高溫度至180°C，保溫進行1 2小時的縮合反應，生成縮合中間體；第二步將重量比為2 1的乙醇和平平加，或丁醇和平平加作為分散劑，加入裝有縮合中間體的三口燒瓶中，用攪拌機以800r/min的速度攪拌1小時，制成0/W型乳狀液； 縮合中間體與分散劑的重量比為2 1 ；第三步將第二步生成的0/W型乳狀液按1 1的重量比與水混合，并充分攪拌使 0/W型乳狀液充分溶解于水中，然后再按0/W型乳狀液與水總重量的20 %添加氯化芐，加熱升溫至80°C，充分攪拌，使其完全反應，冷卻至室溫后，通過抽濾提純即為緩蝕劑成品。所述緩蝕劑成品的固含量為80 81. 2%，密度0. 98 0. 99g/cm3，pH值為6 8。本發(fā)明的有益效果在于通過本發(fā)明方法制備的緩蝕劑是一種新型的控制不銹鋼與碳鋼在二氧化碳/硫化氫共存腐蝕的高效綠色緩蝕劑，成品呈棕紅色液體、無毒、低濁度、對油層無傷害、可與水以任意比互溶。本發(fā)明方法制備的緩蝕劑屬吸附膜型緩蝕劑，為油溶性、水分散型緩蝕劑， 可用于油氣開采和集輸過程管材、設備的腐蝕防護。本發(fā)明方法制備的緩蝕劑具有極性基團和非極性基團，極性基團吸附在金屬表面上，長鏈非極性基團由金屬表面向溶劑定向排列。一方面緩蝕劑改變了金屬表面的電荷狀態(tài)，增大了腐蝕反應的活化能力，使腐蝕難以進行，另一方面非極性基團緊密排列在金屬表面，形成疏水膜，阻止了與腐蝕反應有關的電荷或物質(zhì)運移，達到抑制腐蝕的目的。該緩蝕劑形成的保護膜多達3層，比同類型的緩蝕劑更致密，緩蝕膜之間沒有大的間隙，更好地抑制了腐蝕的發(fā)生。
具體實施例方式實施例1 第一步按三乙烯四胺與月桂酸1 2 1的摩爾比，在帶電動攪拌的三口燒瓶中加入13g三乙烯四胺和18. 5g月桂酸，攪拌并緩慢升溫到160°C，恒溫反應2小時，制備生成縮合胺；然后繼續(xù)升高溫度至180°C，恒溫攪拌，保溫進行1小時的縮合反應，制備生成30g 縮合中間體。第二步將重量比為2 1的乙醇10和平平加5g作為分散劑，加入裝有縮合中間體的三口燒瓶中，用攪拌機以800r/min的速度攪拌1小時，制成45g0/W型乳狀液；縮合中間體與分散劑的重量比為2 1。第三步將第二步生成的0/W型乳狀液按1 1的重量比值與45g水混合，并充分攪拌使0/W型乳狀液充分溶解于水中，然后再按0/W型乳狀液與水總重量的20%添加氯化芐18g，加熱升溫至80°C，充分攪拌，使其完全反應，冷卻至室溫后，通過抽濾提純即為緩蝕劑成品。該緩蝕劑成品固含量為80. 3%，密度0. 98g/cm3, pH值為6 ；使用50mg/L該緩蝕劑的緩蝕效果，在80°C、二氧化碳分壓為3.0MPa、硫化氫分壓為0. 4MPa的3% NaCl水溶液中的緩蝕率達92%，N80鋼在該介質(zhì)中的腐蝕速率控制在 0. 076mm/a 以下。實施例2
第一步按三乙烯四胺與硬脂酸1 2 1的摩爾比，在帶電動攪拌的三口燒瓶中加入13g三乙烯四胺和25g硬脂酸，攪拌并緩慢升溫到160°C，恒溫反應1. 5小時，制備生成縮合胺；然后繼續(xù)升高溫度至180°C，恒溫攪拌，保溫進行1. 5小時的縮合反應，制備生成 36g縮合中間體。第二步將重量比為2 1的丁醇12g和平平加6g作為分散劑，加入裝有縮合中間體的三口燒瓶中，用攪拌機以800r/min的速度攪拌1小時，制成Mg 0/W型乳狀液；縮合中間體與分散劑的重量比為2 1。第三步將第二步生成的0/W型乳狀液按1 1的重量比與54g水混合，并充分攪拌使乳狀液充分溶解于水介質(zhì)中，然后再按0/W型乳狀液與水總重量的20%添加氯化芐 21. 6g，加熱升溫至80°C，充分攪拌，使其完全反應，冷卻至溫室后抽濾提純即為緩蝕劑成品。該緩蝕劑成品固含量為80. 9%，密度0. 99g/cm3, pH值為7。使用50mg/L該緩蝕劑成品的緩蝕效果，在150°C、二氧化碳分壓為3. OMPa、硫化氫分壓為0. 4MPa的3% NaCl水溶液中的緩蝕率達94%，N80鋼在該介質(zhì)中的腐蝕速率控制在 0. 076mm/a 以下。實施例3 第一步按三乙烯四胺與月桂酸和硬脂酸混合物1 2 1的摩爾比，在帶電動攪拌的三口燒瓶中加入18g三乙烯四胺和重量比為1 1的28g月桂酸和硬脂酸混合物，攪拌并緩慢升溫到160°C，恒溫反應3小時，制備生成縮合胺；然后繼續(xù)升高溫度至180°C，恒溫攪拌，保溫進行2小時的縮合反應，制備生成42g縮合中間體。第二步將重量比為2 1的丁醇14g和平平加7g作為分散劑，加入裝有縮合中間體的三口燒瓶中，用攪拌機以800r/min的速度攪拌1小時，制成63g 0/W型乳狀液；縮合中間體與分散劑的重量比為2 1。第三步將第二步生成的0/W型乳狀液按1 1的重量比與63g水混合，并充分攪拌使乳狀液充分溶解于水介質(zhì)中，然后再按0/W型乳狀液與水總重量的20%添加氯化芐 25. 2g，加熱升溫至80°C，充分攪拌，使其完全反應，冷卻至溫室后抽濾提純即為緩蝕劑成品。該緩蝕劑成品固含量為81. 2%，密度0. 99g/cm3, pH值為8。使用50mg/L的該緩蝕劑成品的緩蝕效果，在100°C、二氧化碳分壓為3. OMPa、硫化氫分壓為0. 4MPa的3% NaCl水溶液中的緩蝕率達95%，N80鋼在該介質(zhì)中的腐蝕速率控制在0. 076mm/a以下。
權利要求
1. 一種抗二氧化碳/硫化氫共存腐蝕的緩蝕劑的制備方法，其特征在于，它包括以下步驟第一步在帶有電動攪拌的三口燒瓶中，以1 2 1的摩爾比，加入三乙烯四胺和月桂酸，或三乙烯四胺和硬脂酸，或三乙烯四胺和重量比為1 1的月桂酸與硬脂酸的混合物，攪拌并緩慢升溫到160°C，恒溫反應1 5小時，生成縮合胺，然后再繼續(xù)升高溫度至 180°C，保溫進行1 2小時的縮合反應，生成縮合中間體；第二步將重量比為2 1的乙醇和平平加，或丁醇和平平加作為分散劑，加入裝有縮合中間體的三口燒瓶中，用攪拌機以800r/min的速度攪拌1小時，制成0/W型乳狀液；縮合中間體與分散劑的重量比為2 1 ；第三步將第二步生成的0/W型乳狀液按1 1的重量比與水混合，并充分攪拌使0/ W型乳狀液充分溶解于水中，然后再按0/W型乳狀液與水總重量的20%添加氯化芐，加熱升溫至80°C，充分攪拌，使其完全反應，冷卻至室溫后，通過抽濾提純即為緩蝕劑成品；所述緩蝕劑成品的固含量為80 81. 2%，密度0. 98 0. 99g/cm3, pH值為6 8。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種抗二氧化碳/硫化氫共存腐蝕緩蝕劑的制備方法，屬有機化工技術領域。該緩蝕劑是將脂肪酸和三乙烯四胺在三口燒瓶中升溫攪拌制備成縮合中間體，然后將乙醇和平平加作為分散劑，加入縮合中間體中制成O/W型乳狀液；再將乳狀液與水介質(zhì)混合，同時添加氯化芐制得緩蝕劑成品。該緩蝕劑具有極性基團和非極性基團，極性基團改變了金屬表面的電荷狀態(tài)，增大了腐蝕反應的活化能，使腐蝕難以進行，非極性基團緊密排列在金屬表面，阻止了與腐蝕反應有關的電荷或物質(zhì)運移，達到抑制腐蝕的目的。解決了現(xiàn)有緩蝕劑控制二氧化碳/硫化氫共存腐蝕的效果差，不能滿足防腐要求的問題；特別適用于油氣開采和集輸過程管材、設備的腐蝕防護使用。
文檔編號C23F11/173GK102174316SQ201110060218
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月14日 優(yōu)先權日2011年3月14日
發(fā)明者梅平, 艾俊哲 申請人:長江大學