CN104988511A - 一种缓蚀剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工程技术领域，公开了一种缓蚀剂及制备方法，以解决现有技术中没有适用于长输原油管道的缓蚀剂的技术问题，缓蚀剂包括：油酸基咪唑啉，所述油酸基咪唑啉的质量含量为30～40份；除氧剂，所述除氧剂的质量含量为5-10份；硫氰酸盐，所述硫氰酸盐的质量含量为3-5份；戊二醛，所述戊二醛的质量含量为10-15份；水，所述水的质量含量为30～50份。达到了提供一种适用于长输原油管道的缓蚀剂的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及工程技术领域，尤其涉及一种缓蚀剂及制备方法。
背景技术
我国原油大多为低硫含蜡原油，业界普遍认为输油设备的内腐蚀问题主要集中在储罐的底板位置，输送含水量小于0.5％的原油长输管道不会发生内腐蚀，即使发生内腐蚀问题也相对较轻。随着国内部分油气田开发进入晚期，原油物性变差(粘度增加、高蜡低凝)和原油产量降低，导致对其原油外输的长输管道处于低输量运行状态，容易导致原油所含水的析出；冬季多采用加热或加剂加热输送，加之油质本身腐蚀性增加(腐蚀性离子含量和沉积物增多)使得管道内腐蚀的风险增加。同时如果管段内油温高于析蜡点管壁没有结蜡，该区域管道内部存在腐蚀性电解质聚集，管道会发生严重的内腐蚀，造成环境污染、经济损失，甚至安全事故。最近一些管道的内检测结果表明部分长输原油管道存在内腐蚀，严重的威胁到了管道的安全运行。
长输原油管道的腐蚀影响因素众多，包括输送工艺、溶解氧、氯离子、细菌含量和矿化度等因素，通过控制腐蚀介质含量的方法减缓腐蚀难度较大，而单纯的清管亦不能控制严重内腐蚀管段的腐蚀。缓蚀剂作为石油工业中一种重要的防腐蚀技术已经得到了广泛的应用，将少量的缓蚀剂加入到腐蚀介质中，可以抑制金属或合金的腐蚀破坏过程，从而延长金属设备的使用寿命。
然而目前并不存在适用于长输原油管道的缓蚀剂，并且缓蚀剂具有很强的环境选择性(因为不同的环境其腐蚀因素并不相同)，故而在油田集输系统中使用的缓蚀剂并不能有效地抑制长输原油管道的腐蚀。
发明内容
本发明提供一种缓蚀剂及制备方法，以解决现有技术中没有适用于长输原油管道的缓蚀剂的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供一种缓蚀剂，包括：
油酸基咪唑啉，所述油酸基咪唑啉的质量含量为30～40份；
除氧剂，所述除氧剂的质量含量为5-10份；
硫氰酸盐，所述硫氰酸盐的质量含量为3-5份；
戊二醛，所述戊二醛的质量含量为10-15份；
水，所述水的质量含量为30～50份。
可选的，所述除氧剂为亚硫酸钠或联氨；和/或所述硫氰酸盐为硫氰酸钠或硫氰酸钾；和/或所述水为二次蒸馏水。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：35份；所述除氧剂质量含量为：10份；所述硫氰酸盐质量含量为：5份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：40份。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：37份；所述除氧剂质量含量为：10份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：15份；所述水的质量含量为：35份。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：32份；所述除氧剂质量含量为：5份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：50份。
第二方面，本发明实施例提供一种缓蚀剂制造方法，包括：
在搅拌罐中加入30～50份的水和3-5份的硫氰酸钠并进行搅拌；
在对所述水和所述硫氰酸钠搅拌结束之后，在所述搅拌罐中加入10-15份的戊二醛、5-10份除氧剂并进行搅拌；
在所述搅拌罐中加入30-40份油酸基咪唑啉。
可选的，所述除氧剂为亚硫酸钠或联氨；和/或所述硫氰酸盐为硫氰酸钠或硫氰酸钾；和/或所述水为二次蒸馏水。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：35份；所述除氧剂质量含量为10份；所述硫氰酸盐质量含量为：5份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：40份。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：37份；所述除氧剂质量含量为：10份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：15份；所述水的质量含量为：35份。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：32份；所述除氧剂质量含量为：5份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：50份。
本发明有益效果如下：
由于在本发明实施例中，提供了一种缓蚀剂，包括：油酸基咪唑啉，所述油酸基咪唑啉的质量含量为30～40份；除氧剂，所述除氧剂的质量含量为5-10份；硫氰酸盐，所述硫氰酸盐的质量含量为3-5份；戊二醛，所述戊二醛的质量含量为10-15份；水，所述水的质量含量为30～50份。其中，具有含氮五元环结构的油酸咪唑啉首先和金属基体在金属表面形成吸附膜，而在咪唑啉环上引进电子给予体，特别是具有共轭结构的取代基将会提高咪唑啉衍生物的缓蚀效率，咪唑啉分子中具有P-结构的N-C-N连接显著增强了N原子在金属表面的吸附能力。这层吸附膜像疏松网一样裹在金属表面，而缓蚀剂中的硫氰酸盐组分为分子中具有两个胺基的含硫小分子化合物，依靠硫元素的孤对电子和铁元素的空轨道，硫氰酸盐便在吸附膜网内吸附于金属基体表面上。这种吸附既有物理吸附又有化学吸附，与金属基体形成一层牢固的吸附膜层。而硫氰酸盐的胺基则与油酸咪唑啉螯合，使得吸附膜更加稳定和紧密。由于溶液中存在少量的氧，因而腐蚀的阴极过程仍有吸氧腐蚀，这就是腐蚀产物中含有诸多氧化物的原因，缓蚀剂中含有的除氧剂，可以有效的消耗溶液中的氧，阻止了吸氧腐蚀的进行。戊二醛和水作为溶剂，使得缓蚀剂中的有效成分快速的溶解于油水混合体系中，起到缓蚀效果。同时，该长输原油管道缓蚀剂对碳钢具有持久保护作用，利用率高，也就是达到了提供一种适用于长输原油管道的缓蚀剂的技术效果。
附图说明
图1为本发明实施例中缓蚀剂的制备方法的流程图。
具体实施方式
本发明提供一种缓蚀剂及制备方法，以解决现有技术中没有适用于长输原油管道的缓蚀剂的技术问题。
本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：
提供了一种缓蚀剂，包括：油酸基咪唑啉，所述油酸基咪唑啉的质量含量为30～40份；除氧剂，所述除氧剂的质量含量为5-10份；硫氰酸盐，所述硫氰酸盐的质量含量为3-5份；戊二醛，所述戊二醛的质量含量为10-15份；水，所述水的质量含量为30～50份。其中，具有含氮五元环结构的油酸咪唑啉首先和金属基体在金属表面形成吸附膜，而在咪唑啉环上引进电子给予体，特别是具有共轭结构的取代基将会提高咪唑啉衍生物的缓蚀效率，咪唑啉分子中具有P-结构的N-C-N连接显著增强了N原子在金属表面的吸附能力。这层吸附膜像疏松网一样裹在金属表面，而缓蚀剂中的硫氰酸盐组分为分子中具有两个胺基的含硫小分子化合物，依靠硫元素的孤对电子和铁元素的空轨道，硫氰酸盐便在吸附膜网内吸附于金属基体表面上。这种吸附既有物理吸附又有化学吸附，与金属基体形成一层牢固的吸附膜层。而硫氰酸盐的胺基则与油酸咪唑啉螯合，使得吸附膜更加稳定和紧密。由于溶液中存在少量的氧，因而腐蚀的阴极过程仍有吸氧腐蚀，这就是腐蚀产物中含有诸多氧化物的原因，缓蚀剂中含有的除氧剂，可以有效的消耗溶液中的氧，阻止了吸氧腐蚀的进行。戊二醛和水作为溶剂，使得缓蚀剂中的有效成分快速的溶解于油水混合体系中，起到缓蚀效果。同时，该长输原油管道缓蚀剂对碳钢具有持久保护作用，利用率高，也就是达到了提供一种适用于长输原油管道的缓蚀剂的技术效果。
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细的说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
第一方面，本发明实施例提供一种缓蚀剂，包括：
油酸基咪唑啉，所述油酸基咪唑啉的质量含量为30～40份；
除氧剂，所述除氧剂的质量含量为5-10份；
硫氰酸盐，所述硫氰酸盐的质量含量为3-5份；
戊二醛，所述戊二醛的质量含量为10-15份；
水，所述水的质量含量为30～50份。
可选的，所述除氧剂为亚硫酸钠或联氨；和/或所述硫氰酸盐为硫氰酸钠或硫氰酸钾；和/或所述水为二次蒸馏水。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：35份；所述除氧剂质量含量为：10份；所述硫氰酸盐质量含量为：5份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：40份。通过该配比所制备的缓蚀剂经过实验证明能够达到91.5％的缓蚀效率。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：37份；所述除氧剂质量含量为：10份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：15份；所述水的质量含量为：35份。通过该配比所制备的缓蚀剂经过实验证明能够达到89.42％的缓蚀效率。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：32份；所述除氧剂质量含量为：5份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：50份。通过该配比所制备的缓蚀剂经过实验证明能够达到86.42％的缓蚀效率。
第二方面，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种缓蚀剂制造方法，请参考图1，包括：
步骤S101：在搅拌罐中加入30～50份的水和3-5份的硫氰酸钠并进行搅拌；
步骤S102：在对所述水和所述硫氰酸钠搅拌结束之后，在所述搅拌罐中加入10-15份的戊二醛、5-10份除氧剂并进行搅拌；
步骤S103：在所述搅拌罐中加入30-40份油酸基咪唑啉。
可选的，所述除氧剂为亚硫酸钠或联氨；和/或所述硫氰酸盐为硫氰酸钠或硫氰酸钾；和/或所述水为二次蒸馏水。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：35份；所述除氧剂质量含量为：10份；所述硫氰酸盐质量含量为：5份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：40份。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：37份；所述除氧剂质量含量为：10份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：15份；所述水的质量含量为：35份。
可选的，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：32份；所述除氧剂质量含量为：5份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：50份。
下面将基于具体实施例介绍该缓蚀剂的制备及有益效果。
实施例1
在搅拌罐中加入40份的水和5份的硫氰酸钠，搅拌均匀后加入10份的戊二醛、10份联氨，继续搅拌均匀后加入35份油酸基咪唑啉，最后得到亮黄色的长输原油管道缓蚀剂。
实施例2
在搅拌罐中加入35份的水和3份的硫氰酸钾，搅拌均匀后加入15份的戊二醛、10份亚硫酸钠，继续搅拌均匀后加入37份油酸基咪唑啉，最后得到亮黄色的长输原油管道缓蚀剂。
实施例3
在搅拌罐中加入50份的水和3份的硫氰酸钾，搅拌均匀后加入10份的戊二醛、5份亚硫酸钠，继续搅拌均匀后加入32份油酸基咪唑啉，最后得到亮黄色的长输原油管道缓蚀剂。
实施例4
未添加该长输原油管道缓蚀剂的管线钢遭受腐蚀情况测定
在广口瓶中装入500mL长输原油管道中获得的油水混合物，并将该广口瓶置入恒温水浴锅中，模拟长输原油管道的温度，使广口瓶里面的溶液保持在40℃。将X52钢片(尺寸为76×13×1.5mm)经酒精、丙酮清洗，自然干燥并称重后浸泡在加有原油缓蚀剂的油水混合物中，7天后，取出X52钢片，可以发现钢片表面粗糙，同时有大量点蚀发生，干燥称重得到X52钢片的腐蚀速度为0.12g/(m2.h)。
实施例5
添加实施例1至3中长输原油管道缓蚀剂的管线钢遭受腐蚀情况测定
在广口瓶中装入500mL长输原油管道中获得的油水混合物，并将该广口瓶置入恒温水浴锅中，模拟长输原油管道的温度，使广口瓶里面的溶液保持在40℃。在油水混合物中添加实施例1至3制备的原油缓蚀剂，使溶液中原油缓蚀剂的质量浓度为0.005％，将X52钢片(尺寸为76×13×1.5mm)经酒精、丙酮清洗，自然干燥并称重后浸泡在加有原油缓蚀剂的油水混合物中，7天后，取出X52钢片，发现添加长输原油管道缓蚀剂后的钢片表面光亮，无局部腐蚀，干燥称重得到X52钢片的腐蚀情况，结果见表1所示。
表1
由表1可知，实施例1至3所述的长输原油管道缓蚀剂均具有显著地缓蚀效果，因此本发明提供的腐蚀剂，可应用于防护长输原油管道的腐蚀。
综上所述，本发明的缓蚀剂对长输原油管线钢的腐蚀缓蚀效果显著。
本发明一个或多个实施例，至少具有以下有益效果：
由于在本发明实施例中，提供了一种缓蚀剂，包括：油酸基咪唑啉，所述油酸基咪唑啉的质量含量为30～40份；除氧剂，所述除氧剂的质量含量为5-10份；硫氰酸盐，所述硫氰酸盐的质量含量为3-5份；戊二醛，所述戊二醛的质量含量为10-15份；水，所述水的质量含量为30～50份。其中，具有含氮五元环结构的油酸咪唑啉首先和金属基体在金属表面形成吸附膜，而在咪唑啉环上引进电子给予体，特别是具有共轭结构的取代基将会提高咪唑啉衍生物的缓蚀效率，咪唑啉分子中具有P-结构的N-C-N连接显著增强了N原子在金属表面的吸附能力。这层吸附膜像疏松网一样裹在金属表面，而缓蚀剂中的硫氰酸盐组分为分子中具有两个胺基的含硫小分子化合物，依靠硫元素的孤对电子和铁元素的空轨道，硫氰酸盐便在吸附膜网内吸附于金属基体表面上。这种吸附既有物理吸附又有化学吸附，与金属基体形成一层牢固的吸附膜层。而硫氰酸盐的胺基则与油酸咪唑啉螯合，使得吸附膜更加稳定和紧密。由于溶液中存在少量的氧，因而腐蚀的阴极过程仍有吸氧腐蚀，这就是腐蚀产物中含有诸多氧化物的原因，缓蚀剂中含有的除氧剂，可以有效的消耗溶液中的氧，阻止了吸氧腐蚀的进行。戊二醛和水作为溶剂，使得缓蚀剂中的有效成分快速的溶解于油水混合体系中，起到缓蚀效果。同时，该长输原油管道缓蚀剂对碳钢具有持久保护作用，利用率高，也就是达到了提供一种适用于长输原油管道的缓蚀剂的技术效果。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种缓蚀剂，其特征在于，包括：
油酸基咪唑啉，所述油酸基咪唑啉的质量含量为30～40份；
除氧剂，所述除氧剂的质量含量为5-10份；
硫氰酸盐，所述硫氰酸盐的质量含量为3-5份；
戊二醛，所述戊二醛的质量含量为10-15份；
水，所述水的质量含量为30～50份。
2.如权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于，所述除氧剂为亚硫酸钠或联氨；和/或所述硫氰酸盐为硫氰酸钠或硫氰酸钾；和/或所述水为二次蒸馏水。
3.如权利要求2所述的缓蚀剂，其特征在于，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：35份；所述除氧剂质量含量为10份；所述硫氰酸盐质量含量为：5份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：40份。
4.如权利要求2所述的缓蚀剂，其特征在于，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：37份；所述除氧剂质量含量为：10份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：15份；所述水的质量含量为：35份。
5.如权利要求2所述的缓蚀剂，其特征在于，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：32份；所述除氧剂质量含量为：5份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：50份。
6.一种缓蚀剂制造方法，其特征在于，包括：
在搅拌罐中加入30～50份的水和3-5份的硫氰酸钠并进行搅拌；
在对所述水和所述硫氰酸钠搅拌结束之后，在所述搅拌罐中加入10-15份的戊二醛、5-10份除氧剂并进行搅拌；
在所述搅拌罐中加入30-40份油酸基咪唑啉。
7.如权利要求6所述的缓蚀剂制造方法，其特征在于，所述除氧剂为亚硫酸钠或联氨；和/或所述硫氰酸盐为硫氰酸钠或硫氰酸钾；和/或所述水为二次蒸馏水。
8.如权利要求7所述的缓蚀剂制造方法，其特征在于，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：35份；所述除氧剂质量含量为：10份；所述硫氰酸盐质量含量为：5份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：40份。
9.如权利要求7所述的缓蚀剂制造方法，其特征在于，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：37份；所述除氧剂质量含量为：10份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：15份；所述水的质量含量为：35份。
10.如权利要求7所述的缓蚀剂制造方法，其特征在于，所述油酸基咪唑啉的质量含量为：32份；所述除氧剂质量含量为:5份；所述硫氰酸盐质量含量为：3份；所述戊二醛质量含量为：10份；所述水的质量含量为：50份。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151021 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |