CN1296519C - 抗硫化氢腐蚀缓蚀剂 - Google Patents

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Abstract

一种适用于含硫化氢油气田产、集、输介质中的抗硫化氢腐蚀的缓蚀剂，它主要包括炔氧甲基苄基氯化铵和乙醇；根据需要还可以加入一定量的炔氧甲基胺、咪唑啉酰胺及水等组份。本发明是在一步反应条件下得到含叁键、苯环、长键基团的有机化合物，由于化合物中含有N、O活性原子团和大π键，容易在金属表面进行化学和物理吸附和沉淀，形成完整的缓蚀剂保护膜，从而降低金属的腐蚀速度，具有很好的缓蚀保护效果。

Description

抗硫化氢腐蚀缓蚀剂
技术领域
本发明涉及化工领域，是一种抑制油气田开采、集输过程中伴生的硫化氢对采集设备腐蚀的高效缓蚀剂。
背景技术
近几年，石油工业的快速发展，每年至少要打几千口油井，其中一个重要问题就是油井中常常伴生有大量的硫化氢气体，而且近年来硫化氢的含量呈上升趋势。我们知道，硫化氢是一种具有很强毒性和腐蚀破坏性的物质，它造成的是严重的氢致裂开和脆性断裂，具有极强的破坏性和危险性，目前国内外有许多有关硫化氢腐蚀破坏的实例报道和有关的书籍资料。为此，这些年来有许多的科技工作者为控制硫化氢脆性腐蚀破坏作出了艰辛的努力，也研究出不少的缓蚀剂产品，但他们大多是采用吸附和络合作用的分子，其内含有N、O、S、羧基、巯基及叁键的有机化合物。如有机胺、酰胺、咪唑啉、季铵盐等，其缓蚀效果均不十分理想。
发明内容
本发明的目的是提供一种以炔氧甲基苄基氯化铵及炔氧甲基胺为主体成份的抗硫化氢腐蚀剂。
本发明的目的是这样实现的：它由以下的组份和重量份数比组成：炔氧甲基苄基氯化铵30～70份，重量百分比浓度大于95％的乙醇30～70份；
上述的炔氧甲基苄基氯化铵还可以是炔氧甲基苄基溴化铵；乙醇还可以是甲醇、异丙醇和丁醇。
本发明的抗硫化氢腐蚀剂还包括加入1～40重量份数的炔氧甲基胺。
本发明根据需要还可以加入2～30重量份数的咪唑啉酰胺；还可以加入1～30重量份数的水。
本发明所加入乙醇优选的重量份数为40～70份。
本发明的抗硫化氢腐蚀的缓蚀剂是以炔氧甲基胺、炔氧甲基苄基氯化铵为主体成分，协同咪唑啉酰胺、乙醇等溶剂而成的高效缓蚀剂。其有机化合物中既含有N、O活性基团，又含有叁键、大π键，容易在金属表面产生化学吸附和物理吸附，同时还可通过沉淀及聚合等作用，在金属表面形成完整的缓蚀剂保护膜，起到屏蔽作用，从而降低金属的腐蚀速度，具有更好的抗硫化氢腐蚀的性能，表现出优异的缓蚀保护效果。
本发明中的炔氧甲基胺的分子式为：
R-N(CH2OCH2C≡CH)2
其中R为环烷基、芳基、烷基及取代衍生物，碳原子数为6～10。合成方法是将多聚甲醛(或甲醛)、炔醇加入到反应釜中，加热搅拌至回流时，开始滴加有机胺(如环已胺等)，控制滴加速度，保证在1.5～3.5小时内滴加完成，而后在90～100℃之间搅拌反应2～3.5小时，降温出料即得该产品。
本发明中的炔氧甲基苄基氯化铵的分子式为：
其中R’为芳基、烷基等，碳原子数为6～10；X为卤素原子，如Cl-、Br-。其合成方法是将一定量的卤代烷和乙醇加入到炔氧甲基胺的反应釜中，加热搅拌，控制反应温度78～88℃之间，反应36～45小时，得到季铵盐化合物。
本发明中的咪唑啉酰胺的分子式为：
Figure C20041002147300051
其中R1为芳基和烷基；R2为烷基、芳基等。
本发明与多种分散剂、溶剂任意比例混合，还可以与其它含N化合物及季铵盐等联合使用，可进一步提高其抗硫化氢腐蚀的性能，从而大大提高其缓蚀效率。
下面将通过实例对发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
实例1：炔氧甲基苄基氯化铵30千克、乙醇(浓度＞95％)70千克，此配比在含水率低、硫化氢含量小于2500mg/L时，具有溶解性好、使用剂量低、效果好的特点。
实例2：炔氧甲基苄基氯化铵40千克、乙醇60(浓度＞95％)70千克，此配比具有成本适中、用量低，在油田产--集--输油、水、气三相中均具有很好的抗硫化氢腐蚀的能力。
实例3：炔氧甲基苄基氯化铵70千克、乙醇30(浓度＞95％)70千克，此配比具有用量低，在高硫化氢含量如3500mg/L，在油田产--集--输油、水、气三相中均具有很好的抵抗硫化氢腐蚀的能力，只是成本偏高。
实例4：取炔氧甲基苄基氯化铵40千克、异丙醇(工业品)60千克，此重量份数配比具有成本适中、用量低，在油田产--集--输油、水、气三相中均具有很好的抗硫化氢腐蚀的能力，同时具有较强的分散絮状的能力。
实例5：取炔氧甲基苄基氯化铵40千克、甲醇(工业一级品)60千克此重量份数配比具有成本较低、使用剂量低，在油田产--集--输油、水、气三相中具有很好的抗硫化氢腐蚀的能力。
实例6：炔氧甲基苄基氯化铵35千克、炔氧甲基胺5千克、乙醇60(浓度＞95％)千克；此重量份数配比具有效果好，使用浓度低，在油井出口管汇注入缓蚀剂，即可在油田产--集--输油、水、气三相中很好地分配，在三相中将碳钢的腐蚀速度控制在远小于0.076mm/a的部颁标准指标。同时，此配方具有乳化倾向小的特点。
实例7：炔氧甲基苄基氯化铵35千克、咪唑啉酰胺10千克、乙醇(浓度＞95％)55千克，此重量份数配比在油田产--集--输油、水、气三相中均具有很好的抗硫化氢腐蚀的能力，但它加强了缓蚀剂在水相分配的比例，更注重于水相的腐蚀的控制。
实例8：炔氧甲基胺10千克、炔氧甲基苄基氯化铵30千克、咪唑啉酰胺10千克、乙醇(浓度＞95％)50千克、此重量份数配比的有效含量较高，在较高含水率(＞10％)和较高硫化氢含量(＞3500mg/L)的产出液中，在油田产--集--输油、水、气三相中具有更好的抗硫化氢腐蚀的能力。
实例9：炔氧甲基胺5千克、炔氧甲基苄基氯化铵30千克、咪唑啉酰胺10千克、乙醇(浓度＞95％)50千克、水5千克，此重量份数配比的有效含量较高，在较高含水率(10％～20％)的高矿化度产出水的油井及输送管线(如海底管线)中，在油田产--集--输油、水、气三相中具有很好的抗硫化氢腐蚀的能力。
实例10：炔氧甲基苄基氯化铵30千克、乙醇(浓度＞95％)65千克、水5千克；此重量份数配比在含水率低、硫化氢含量小于2500mg/L时，具有溶解性好、使用剂量低、效果好的特点。
实例11：炔氧甲基苄基溴化铵40千克、乙醇60(浓度＞95％)千克；此重量份数配比具有成本略有提高，但是它的使用量低，在油田产--集--输油、水、气三相中均具有很好的抗硫化氢腐蚀的能力。同时，还具有一定的杀菌性能。
实例12：炔氧甲基苄基溴化铵35千克、咪唑啉酰胺10千克、乙醇50(浓度＞95％)千克、水5千克；此重量份数配比具有用量低，在油田产--集--输油、水、气三相中均具有很好的抗硫化氢腐蚀的能力。特别是控制长距离集输管线下部水相腐蚀和细菌腐蚀效果更好。
试验条件：
(1)试验介质：高矿化度盐水(矿化度35000mg/L，[Cl-]＝20000mg/L，[HCO3 -]＝1000-4500mg/L，[Ca2+]＝300-500mg/L，pH值6.5-8.5)，H2S含量为2000-3500mg/L原油；
水∶原油＝8∶2
试验溶液总体积：2000毫升。
(2)试验压力：用氮气加压至0.5MPa；
(3)试验温度：70℃；
(4)试验时间：24小时；
(5)试验材质：N-80钢；
(6)缓蚀剂浓度：20mg/L。
试验结果：
试验结果列于下表。
  缓蚀剂            气相            油相            水相
  腐蚀速度(mm/a)   缓蚀效率(％)   腐蚀速度(mm/a)   缓蚀效率(％)   腐蚀速度(mm/a)   缓蚀效率(％)
  实例1   0.0341   71.10   0.0361   67.77   0.0432   71.58
  实例2   0.0302   74.41   0.0340   71.69   0.0413   72.83
  实例3   0.0241   79.58   0.0282   76.52   0.0329   78.36
  实例4   0.0328   72.20   0.0298   75.19   0.0318   79.08
  实例5   0.0282   76.10   0.0321   73.27   0.0331   78.22
  实例6   0.0319   73.00   0.0338   71.86   0.0361   76.25
  实例7   0.0330   72.03   0.0301   74.94   0.0274   81.97
  实例8   0.0324   72.54   0.0291   75.77   0.0285   81.25
  实例9   0.0338   71.36   0.0310   74.19   0.0303   80.07
  实例10   0.0366   68.98   0.0352   70.69   0.0342   77.50
  实例11   0.0305   74.15   0.0288   76.02   0.0374   75.39
  实例12   0.0328   72.20   0.0325   72.94   0.0301   80.20
  空白   0.1180   ----   0.1201   ----   0.1520   ----
从上表中看到，所列举的实例中，在上述实验条件之下，碳钢的腐蚀速度均小于石油部颁标准规定的指标＜0.076mm/a的要求。

Claims (4)

1、一种适用于含硫化氢油气田产、集、输介质中的抗硫化氢腐蚀的缓蚀剂，它包括以下的组份和重量份数：炔氧甲基苄基氯化铵或炔氧甲基苄基溴化铵为30～70份，咪唑啉酰胺为2～30份，浓度大于95％的乙醇、甲醇、异丙醇或丁醇为30～70份。
2、根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征是：还包括有1～40重量份数的炔氧甲基胺。
3、根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征是：加入乙醇的重量份数为40～70份。
4、根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征是：还包括有1～30重量份数的水。
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