CN111850568B - 一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂及其制备方法，所述缓蚀剂的组分按质量分数计，包括0.5～12份的主剂、0.1～10份的纳米二氧化硅、1～14份的四硼酸钠、0.5～8份的钨酸盐、5～20份的α‑巯基月桂酸；所述缓蚀剂的组分还包括乙醇和水，乙醇和水的总质量与主剂的质量比为(12～92.9)：(0.5～12)，所述的主剂为松香胺聚氧乙烯醚或松香基咪唑啉季铵盐。制备方法为在水中加入乙醇，之后加入主剂、纳米二氧化硅、四硼酸钠、钨酸盐、α‑巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，将得到的混合体系混合均匀，得到油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，缓蚀效果好，实现了环保型纳米级缓蚀剂的高效应用。

Description

一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂及其制备方法
技术领域
本发明属于油田开发防垢下腐蚀技术领域，具体为一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
在油田开发的过程中，原油到达地面后都是通过地面的管线运输的，但是由于原油中组分比较复杂，而且某些组分还具有腐蚀性质，当地面集输管线内的原油流速较低、管线内的原油存在高程差或者原油处于管线末端时，易在碳钢管线底部表面沉积砂砾、腐蚀产物、黏土和难溶性碳酸盐等固体颗粒。这些沉积物会造成钢材表面的pH值、盐溶液浓度和腐蚀介质的分布不均，从而会导致缝隙腐蚀和点蚀的发生，形成垢下腐蚀。
对于集输管线在沉积物下的腐蚀抑制，通常采用定期清管和加注缓蚀剂两种方法。由于定期清管会导致管线停产，造成经济损失，因此针对沉积物所造成的垢下腐蚀问题，缓蚀剂的应用成为更为有效和合理的控制手段。但是如果所用的地面缓蚀剂与垢下腐蚀的工况不配伍，会加重沉积物下的局部腐蚀程度，比如相关研究已表明，对于沉积砂覆盖下的金属腐蚀，常规的咪唑啉类缓蚀剂效果不好，其会与未被沉积物覆盖的金属表面构成腐蚀电偶，加重局部垢下腐蚀程度，造成严重的腐蚀穿孔。
综上所述，亟需研发一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，以便对沉积物下的腐蚀进行抑制。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂及其制备方法，缓蚀效果好，实现了环保型纳米级缓蚀剂的高效应用。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，所述缓蚀剂的组分按质量分数计，包括0.5～12份的主剂、0.1～10份的纳米二氧化硅、1～14份的四硼酸钠、0.5～8份的钨酸盐、5～20份的α-巯基月桂酸；
所述缓蚀剂的组分还包括乙醇和水，乙醇和水的总质量与主剂的质量比为(12～92.9)：(0.5～12)，所述的主剂为松香胺聚氧乙烯醚或松香基咪唑啉季铵盐。
优选的，所述缓蚀剂的组分还包括6～18份的环氧琥珀酸类物质。
进一步，所述的环氧琥珀酸类物质为环氧琥珀酸、聚环氧琥珀酸钠或环氧琥珀酸与聚环氧琥珀酸钠的混合物。
进一步，环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠混合时，环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠的质量比为(1.5～3)：(1～1.5)。
优选的，乙醇和水的质量比为(2～8)：(10～84.9)。
优选的，所述纳米二氧化硅的粒径为10～100nm。
优选的，所述的钨酸盐包括钨酸钠和钨酸铵，钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：(1～6)。
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂的制备方法，在水中加入乙醇，之后加入主剂、纳米二氧化硅、四硼酸钠、钨酸盐、α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，将得到的混合体系混合均匀，得到油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂。
进一步，所述的混合体系在50～60℃下进行混合。
一种由上述任意一项所述的油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂的制备方法得到的油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，松香胺聚氧乙烯醚或松香基咪唑啉季铵盐、纳米二氧化硅、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸都具有一定的缓蚀作用，并且相互之间具有协同作用，乙醇和水可以将它们进行溶解分散，之后经过实验验证，通过调配合适的配比可以使它们各自发挥缓蚀作用并相互协同，得到的纳米缓蚀剂最终可有效降低地面集输管线的腐蚀，具有加量少、缓蚀性能好、绿色环保的特性。
进一步的，环氧琥珀酸类物质起到阻垢的作用，通过调配合适的配比与松香胺聚氧乙烯醚或松香基咪唑啉季铵盐、纳米二氧化硅、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸相互配合，得到的纳米缓蚀剂还可以具有良好的阻垢性能。
本发明一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂的制备方法，制备过程简单，仅需要在水中加入乙醇，之后加入主剂、纳米二氧化硅、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸，将得到的混合体系混合均匀，即可得到油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂。
附图说明
图1为采用实时例1得到的缓蚀剂加入前的效果图。
图2为采用实时例1得到的缓蚀剂加入后的效果图。
图3为采用实时例1得到的缓蚀剂加入前的效果图。
图4为采用实时例1得到的缓蚀剂加入后的效果图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，是一种环保型纳米级缓蚀剂，以质量百分比计，包括如下组分：
缓蚀剂主剂：0.5％～12％；缓蚀剂辅剂：0.1％～10％；四硼酸钠：1％～14％；钨酸盐：0.5％～8％；α-巯基月桂酸：5％～20％；环氧琥珀酸类物质：6％～18％；乙醇：2％～8％；余量为水。
缓蚀剂主剂为松香胺聚氧乙烯醚或松香基咪唑啉季铵盐。缓蚀剂辅剂为纳米级二氧化硅，其粒径为10～100nm。钨酸盐由钨酸钠和钨酸铵混合而成，钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：(1～6)。
环氧琥珀酸类物质可以是环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠中的一种或两种，当环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠混合时，环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠的混合质量比例为(1.5～3)：(1～1.5)。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌0.5～2h，控制反应釜温度为50～60℃，完全溶解，即得黄色透明液体产品。
实施例1，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香胺聚氧乙烯醚：0.5％；纳米级二氧化硅：0.1％；四硼酸钠：1％；钨酸盐：0.5％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：1；α-巯基月桂酸：5％；环氧琥珀酸：6％；乙醇：2％；余量为水。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌2h，控制反应釜温度为50℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
通过分别对比图2和图1，图4和图3可以看到本发明的缓蚀效果和阻垢效果好，能满足油田地面集输管线的防垢下腐蚀。
实施例2，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香基咪唑啉季铵盐：12％；纳米级二氧化硅：10％；四硼酸钠：14％；钨酸盐：8％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：6；α-巯基月桂酸：20％；聚环氧琥珀酸钠：18％；乙醇：8％；余量为水。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌1h，控制反应釜温度为55℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
实施例3，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香基咪唑啉季铵盐：7％；纳米级二氧化硅：4％；四硼酸钠：9％；钨酸盐：3％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：2；α-巯基月桂酸：11％；环氧琥珀酸类物质：12％；乙醇：4％；余量为水。
其中琥珀酸类物质由环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠混合而成，环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠的混合比例为3：1。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌0.5h，控制反应釜温度为60℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
实施例4，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香基咪唑啉季铵盐：0.5％；纳米级二氧化硅：0.1％；四硼酸钠：1％；钨酸盐：0.5％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：2；α-巯基月桂酸：5％；聚环氧琥珀酸钠：6％；乙醇：2％；余量为水。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌2h，控制反应釜温度为50℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
实施例5，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香胺聚氧乙烯醚：0.5％；纳米级二氧化硅：0.1％；四硼酸钠：1％；钨酸盐：0.5％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：4；α-巯基月桂酸：5％；环氧琥珀酸类物质：6％；乙醇：2％；余量为水。
其中琥珀酸类物质由环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠混合而成，环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠的混合比例为3：2。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌1h，控制反应釜温度为55℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
实施例6，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香基咪唑啉季铵盐：0.5％；纳米级二氧化硅：0.1％；四硼酸钠：1％；钨酸盐：0.5％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：4；α-巯基月桂酸：5％；环氧琥珀酸类物质：6％；乙醇：2％；余量为水。
其中琥珀酸类物质由环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠混合而成，环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠的混合比例为3：2。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌0.5h，控制反应釜温度为60℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
实施例7，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香胺聚氧乙烯醚：12％；纳米级二氧化硅：10％；四硼酸钠：14％；钨酸盐：8％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：6；α-巯基月桂酸：20％；聚环氧琥珀酸钠：18％；乙醇：8％；余量为水。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌2h，控制反应釜温度为50℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
实施例8，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香胺聚氧乙烯醚：12％；纳米级二氧化硅：10％；四硼酸钠：14％；钨酸盐：8％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：6；α-巯基月桂酸：20％；环氧琥珀酸类物质：18％；乙醇：8％；余量为水。
其中琥珀酸类物质由环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠混合而成，环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠的混合比例为3：2。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌1h，控制反应釜温度为55℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
实施例9，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香基咪唑啉季铵盐：12％；纳米级二氧化硅：10％；四硼酸钠：14％；钨酸盐：8％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：6；α-巯基月桂酸：20％；环氧琥珀酸类物质：18％；乙醇：8％；余量为水。
其中琥珀酸类物质由环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠混合而成，环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠的混合比例为3：2。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌0.5h，控制反应釜温度为60℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
实施例10，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香胺聚氧乙烯醚：7％；纳米级二氧化硅：4％；四硼酸钠：9％；钨酸盐：3％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：6；α-巯基月桂酸：11％；环氧琥珀酸：12％；乙醇：4％；余量为水。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌2h，控制反应釜温度为50℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
实施例11，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香基咪唑啉季铵盐：7％；纳米级二氧化硅：4％；四硼酸钠：9％；钨酸盐：3％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：2；α-巯基月桂酸：11％；聚环氧琥珀酸钠：12％；乙醇：4％；余量为水。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌2h，控制反应釜温度为50℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
实施例12，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香胺聚氧乙烯醚：4％；纳米级二氧化硅：7％；四硼酸钠：6％；钨酸盐：5％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：2；α-巯基月桂酸：20％；聚环氧琥珀酸钠：15％；乙醇：6％；余量为水。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌1h，控制反应釜温度为55℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
实施例13，
一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，由如下组分及其质量百分比组成：
松香基咪唑啉季铵盐：9％；纳米级二氧化硅：3％；四硼酸钠：3％；钨酸盐：7％，其中钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：4；α-巯基月桂酸：7％；环氧琥珀酸类物质：8％；乙醇：3％；余量为水。
其中琥珀酸类物质由环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠混合而成，环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠的混合比例为3：1。
具体制备方法：先将在反应釜中加入水，之后将乙醇溶于水中，再在反应釜中加入缓蚀剂主剂、缓蚀剂辅剂、四硼酸钠、钨酸盐和α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，搅拌0.5h，控制反应釜温度为60℃，完全溶解得黄色透明液体产品。
分别检测本发明实施例1-13制备的缓蚀剂在现场工况下的缓蚀率及阻垢率，考察该环保型纳米缓蚀剂的缓蚀效果。结果如表1所示，可以看到本发明得到的纳米缓蚀剂同时具有良好的阻垢性能和缓蚀性能。
表1常用缓蚀剂及实施例1-13油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂的缓蚀率(90℃)
Figure GDA0003197911980000101

Claims (8)

1.一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，其特征在于，所述缓蚀剂的组分按质量分数计，包括0.5～12份的主剂、0.1～10份的纳米二氧化硅、1～14份的四硼酸钠、0.5～8份的钨酸盐、5～20份的α-巯基月桂酸、6～18份的环氧琥珀酸类物质；
所述缓蚀剂的组分还包括乙醇和水，乙醇和水的总质量与主剂的质量比为(12～92.9)：(0.5～12)，所述的主剂为松香胺聚氧乙烯醚或松香基咪唑啉季铵盐。
2.根据权利要求1所述的油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，其特征在于，所述的环氧琥珀酸类物质为环氧琥珀酸、聚环氧琥珀酸钠或环氧琥珀酸与聚环氧琥珀酸钠的混合物。
3.根据权利要求2所述的油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，其特征在于，环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠混合时，环氧琥珀酸和聚环氧琥珀酸钠的质量比为(1.5～3)：(1～1.5)。
4.根据权利要求1所述的油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，其特征在于，乙醇和水的质量比为(2～8)：(10～84.9)。
5.根据权利要求1所述的油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，其特征在于，所述纳米二氧化硅的粒径为10～100nm。
6.根据权利要求1所述的油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，其特征在于，所述的钨酸盐包括钨酸钠和钨酸铵，钨酸钠和钨酸铵的质量比为7：(1～6)。
7.一种权利要求1～6中任意一项所述的油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂的制备方法，其特征在于，在水中加入乙醇，之后加入主剂、纳米二氧化硅、四硼酸钠、钨酸盐、α-巯基月桂酸和环氧琥珀酸类物质，将得到的混合体系混合均匀，得到油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂。
8.根据权利要求7所述的油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述的混合体系在50～60℃下进行混合。
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