CN102978624A - 油气田气体输送管道缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油气田气体输送管道缓蚀剂及其制备方法。本发明缓蚀剂由聚醚胺、二甘醇胺、羟乙基六氢均三嗪复配得到，三者协同作用，大大延缓金属腐蚀速率。本发明油气田气体输送管道缓蚀剂的缓蚀效果优异，缓蚀率可达到92%，具有制备简单、应用方便等优点。该缓蚀剂可用于含酸性和高酸性气体的油气田集输和储运***，降低腐蚀气体对金属的腐蚀速率。由于本发明缓蚀剂的强挥发性，其还能高效的保护油气田气体输送管道顶部，为油气田气体输送管道提供了一种经济有效的理想防护手段。

Description

油气田气体输送管道缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种油气田气体输送管道缓蚀剂及其制备方法，主要用于油、气井生产，管道运输过程中的金属防腐，属于精细化工领域。

背景技术

对于大口径长的湿气管线，如口径大于DN400、长度大于10km的湿气管线，现有的缓蚀剂喷雾的保护效果难以达到管道顶部，一旦管道顶部出现凝析水，特别容易导致腐蚀。该现象最早于1960年被发现，当时法国某石油公司对一条长期加注液相缓蚀剂保护的输气管线进行安全检查，发现多处管道顶部发生了严重腐蚀，尖劈状点蚀坑处的腐蚀率高达5mm/a，而管道底部由于有缓蚀剂保护，几乎无腐蚀。此后，其他国家和地区也陆续发现湿气管线顶部更易严重腐蚀的现象。

对于上述湿气管线顶部更易严重腐蚀的现象，目前的主要处理办法为定期进行批处理预膜来保护管道，但是该处理方法会影响油、气田生产。

湿气管线顶部的腐蚀防护不利会严重影响气体的生产与输送安全。特别是近年来我国城市用气量快速增长，天然气的生产和集输管线不断延伸，管线建设的生产和输送环境也愈加复杂化，所以也更迫切地需要一种简单、高效的缓解管道顶部腐蚀的手段。

发明内容

本发明的目的是提出一种全新配方的气体输送管道缓蚀剂及其制备方法，该缓蚀剂可高效保护管道顶部，为气体输送管道提供了一种经济有效的理想防护手段。

除非另有说明，本文中出现的百分比均为质量百分比。

本发明的要点是：将聚醚胺、二甘醇胺DGA、羟乙基六氢均三嗪复配为气相缓蚀剂，聚醚胺、二甘醇胺、羟乙基六氢均三嗪三者协同作用，大大延缓金属腐蚀速率。

本发明的油气田气体输送管道缓蚀剂配方如下：

聚醚胺             20～35%

二甘醇胺            30～40%

羟乙基六氢均三嗪  25～50%

该气相缓蚀剂挥发性强，具有较高的蒸汽压，加注到管道中后通过挥发能到达管道内的任何区域，包括管道顶部，适用于含CO₂和H₂S酸性气体的湿气输送管道顶部防护。同时，本发明缓蚀剂中各组分均具有良好的水溶性，可溶于管壁的凝析水中，在水中，组分中的含氮极性基团与管壁金属表面电荷吸附，在整个阴极与阳极区域形成单分子膜层，即管壁保护膜，从而达到有效减缓管道顶部腐蚀的目的。

本发明缓蚀剂中的胺类是有效的pH值调节剂，可中和溶解在管壁凝析水中的挥发性酸，有效降低CO₂和H₂S等酸性气体在蒸汽中的分压，减少酸性气体在凝析水中的溶解量，提高凝析水的pH值，从而可明显降低管道腐蚀速率。

本发明油气田气体输送管道缓蚀剂的制备方法为：

按比例称取聚醚胺、二甘醇胺和羟乙基六氢均三嗪，直接混合即可。该制备方法操作简单、方便，无需特殊设备，成本低廉。

本发明油气田气体输送管道缓蚀剂的缓蚀效果优异，缓蚀率可达到92%，具有制备简单、应用方便等优点。本发明油气田气体输送管道缓蚀剂可用于含酸性和高酸性气体的油气田集输和储运***，降低腐蚀气体对金属的腐蚀速率。由于本发明缓蚀剂的强挥发性，其还能高效的保护油气田气体输送管道顶部，为油气田气体输送管道提供了一种经济有效的理想防护手段。

具体实施方式

实施例1

本实施例的缓蚀剂配方如表1（表中配方均为质量百分百含量）：

表1缓蚀剂配方

试验序号	聚醚胺	二甘醇胺	羟乙基六氢均三嗪
				配方1	20%	30%	50%
配方2	20%	40%	40%
				配方3	35%	30%	35%
配方4	35%	40%	25%
				配方5	33.3%	33.3%	33.4%

按表1所示配比称取聚醚胺、二甘醇胺和羟乙基六氢均三嗪，直接混合并经搅拌均匀即可。

实施例2

测量配方1～5缓蚀剂的缓释率

依据JB-T7901-1999《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》测量配方1～5缓蚀剂的缓蚀率，具体步骤如下：

（1）试片材料为L245NS，其尺寸为30mm×15mm×4mm（长×宽×厚），试验温度为100℃，试验时间为72小时。

（2）试验前采用丙酮清洗试片以去除油污，经120^#粒度的水砂纸研磨，再用无水乙醇清洗，并脱水干燥，对干燥后的试片称重。

（3）试验溶液中Cl^-含量为1.38×10⁵mg/L，缓蚀剂含量为3000mL/L，溶剂为脱氧蒸馏水。

（4）向试验溶液中通入H₂S和CO₂气体，H₂S和CO₂气体压强分别为0.95MPa和1.2Mpa。

（5）将试片浸入试验溶液中，于100℃的试验温度下保持浸泡72小时；同时以未加缓蚀剂的试验溶液做空白试验以进行对比。

（6）取出试片，采用去污粉、酸去膜液清洗试片表面产生的腐蚀产物，然后采用无水乙醇清洗并干燥，对干燥后的试片称重。

（7）根据步骤（2）和（6）中试件的重量计算失重，再根据以下公式（1）和公式（2）计算腐蚀速率和缓释率。

采用上述方法对配方1～5的缓蚀剂均做3组平行试验，并计算腐蚀速率，取腐蚀速率的平均值计算缓蚀剂的缓蚀率，结果见表2～6。从表中可以看出，配方1～5缓蚀剂能显著降低腐蚀速率，均具有优异的缓蚀率，缓蚀率为90.40%~92.2%。

腐蚀速率计算公式如下：

$v=\frac{{10}^6\×\mathrm{\Δm}}{A\×^t}---\left(1\right)$

式中：

v为腐蚀速率，单位：g/(m²﹒h)；

△t为试验时间，单位：h；

△m为试片腐蚀失重，单位：g；

A为试片表面积，单位：mm²。

缓蚀率计算公式为：

$\mathrm{\η}=\frac{v_0-v}{v_0}---\left(2\right)$

式中：

η为缓蚀率，单位：%；

ν₀为未加缓蚀剂的腐蚀速率，单位：g/(m²﹒h)；

ν为加有缓蚀剂的腐蚀速率，单位：g/(m²﹒h)。

表2配方1的缓蚀剂的缓释率测试结果

表3配方2的缓蚀剂的缓释率测试结果

表4配方3的缓蚀剂的缓释率测试结果

表5配方4的缓蚀剂的缓释率测试结果

表6配方5的缓蚀剂的缓释率测试结果

Claims (2)

1.一种油气田气体输送管道缓蚀剂，其特征在于，其成分及质量百分比为：

聚醚胺                     20～35%

二甘醇胺                     30～40%

       羟乙基六氢均三嗪            25～50%。

2.如权利要求1所述的油气田气体输送管道缓蚀剂的制备方法，其特征在于：

按配比称取聚醚胺、二甘醇胺和羟乙基六氢均三嗪，经混合即可。