CN115491678B - 一种管道预膜缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种管道预膜缓蚀剂及其制备方法，按重量份计，原料包括：预膜剂木质素和/或葡萄糖酸钠1‑3.5份、脱氧剂15‑25份、表面活性剂0.5‑2份、咪唑啉类化合物20‑30份、pH调节剂1‑3份、水40‑60份。本发明提供了一种管道预膜缓蚀剂，通过采用高分子聚合物作为预膜剂，与脱氧剂、有机胺类的pH调节剂复配使用，并合理调控比例，不仅可中和挥发性酸，还可在金属表面形成多点强吸附，提高成膜物质的致密性和均匀性，减少对原油管道造成腐蚀，可明显降低管道腐蚀效率，本发明提供的预膜缓蚀剂还具有用量小、腐蚀速率低、环境友好等特点，此外，本发明的制备方法简单、安全，相比于现有技术，减少了磷酸盐类预膜剂的使用，实现了环保高效的缓蚀效果。
Description
技术领域
本发明涉及缓蚀剂技术领域，具体涉及一种管道预膜缓蚀剂。
背景技术
缓蚀剂是指那些用在金属表面起防护作用的物质，加入微量或少量这类化学物质可使金属材料在该介质中的腐蚀速度明显降低直至为零。同时还能保持金属材料原来的物理、力学性能不变。合理使用缓蚀剂是防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀的有效方法。缓蚀剂技术由于具有良好的效果和较高的经济效益，已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一。尤其在石油产品的生产加工、化学清洗、大气环境、工业用水、机器、仪表制造及石油化工生产过程中，缓蚀技术已成为主要的防腐蚀手段之一。
在国内外油田的开发生产中，油井的腐蚀一直是制约油田正常开采的一个重大问题。对于不同的油田工况下，需要针对性的研发不同性能的缓蚀剂，尤其是在含氧含硫化氢的工况下，常常会发生管道的腐蚀，往往造成泵漏、管漏、杆管断脱以及井下工具失效等事故，给生产带来极大危害并造成巨大的经济损失。同时腐蚀介质对原油的采、集、输、炼过程中等金属设备也会造成严重腐蚀，导致环境污染和经济损失。
现有预膜剂多使用磷酸盐类预膜剂，例如中国专利CN200410066843.8公开的输油管线用预膜剂，一方面其中使用大量的聚磷酸盐等成分，污染比较严重，且缓蚀效果不佳，另外一方面由于其中要使用与聚磷酸盐配伍的锌盐等成分，造成其对管道的防腐蚀效果不佳，尤其是在含氧含硫化氢工况下，上述预膜稳定性下降，进一步降低其缓释效果。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种管道预膜缓蚀剂，按重量份计，原料包括：预膜剂木质素和/或葡萄糖酸钠1-3.5份、脱氧剂15-25份、表面活性剂0.5-2份、咪唑啉类化合物20-30份、pH调节剂1-3份、水40-60份。
在一种优选的实施方式中，预膜剂1.5-3份、脱氧剂18-23份、表面活性剂1-1.6份、咪唑啉类化合物22-28份、pH调节剂1.5-2.5份、水45-55份。
在一种最优选的实施方式中，制备原料至少包括：预膜剂2.3份、脱氧剂20份、表面活性剂1.2份、咪唑啉类化合物25份、pH调节剂2份、水50份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述预膜剂为葡萄糖酸钠和木质素，其中葡萄糖酸钠和木质素的质量比为1：0.5-2.6。
在一种最优选的实施方式中，本发明所述预膜剂为葡萄糖酸钠和木质素，其中葡萄糖酸钠和木质素的质量比为1：2。
作为本发明一种优选的技术方案，所述脱氧剂为多羟基化合物。
在一种优选的实施方式中，本发明所述多羟基化合物为抗坏血酸。
作为本发明一种优选的技术方案，所述表面活性剂为阳离子表面活性剂。
作为本发明一种优选的技术方案，所述阳离子表面活性剂的碳原子数为8-14。
在一种最优选的实施方式中，本发明所述阳离子表面活性剂为十烷基三甲基氯化铵。
作为本发明一种优选的技术方案，所述咪唑啉类化合物为含有长碳链的咪唑啉类化合物。
作为本发明一种优选的技术方案，所述含有长碳链的咪唑啉类化合物中的碳链长度为9-13。
在一种最优选的实施方式中，本发明所述咪唑啉类化合物为1-(2-氨乙基)2-肉豆蔻酸基咪唑啉。
作为本发明一种优选的技术方案，所述pH调节剂为胺类化合物。
在一种最优选的实施方式中，本发明所述pH调节剂为乙醇胺。
本发明的第二个方面提供了管道预膜缓蚀剂的制备方法，所述制备方法至少包括以下步骤：将预膜剂、脱氧剂、表面活性剂、咪唑啉类化合物、pH调节剂、水混合均匀，即得。
本发明的有益效果如下：
本发明提供了一种管道预膜缓蚀剂，通过采用高分子聚合物作为预膜剂，与脱氧剂、有机胺类的pH调节剂复配使用，并合理调控比例，不仅可中和挥发性酸，还可在金属表面形成多点强吸附，提高成膜物质的致密性和均匀性，减少对原油管道造成腐蚀，可明显降低管道腐蚀效率，本发明提供的预膜缓蚀剂还具有用量小、腐蚀速率低、环境友好等特点，此外，本发明的制备方法简单、安全，相比于现有技术，减少了磷酸盐类预膜剂的使用，实现了环保高效的缓蚀效果。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
预膜剂：
本所述预膜剂是指能在金属表面预先形成保护膜的一类物质。
本发明采用葡萄糖酸钠与木质素作为预膜剂，属于高效无害物质，二者具有优异的协同作用，其成膜时间短，操作条件友好，能有效的除去残余的锈垢、水垢，在金属表面形成一层特殊电位的复合金属膜，平衡系统材质的电位，有效地防止电化学腐蚀和垢下腐蚀。
脱氧剂：
所述脱氧剂又名去氧剂、吸氧剂，是可吸收氧气、减缓氧化作用的添加剂。
表面活性剂：
所述表面活性剂是指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。表面活性剂的分子结构具有两亲性：一端为亲水基团，另一端为疏水基团；亲水基团常为极性基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，羟基、酰胺基、醚键等也可作为极性亲水基团；而疏水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。
表面活性剂与咪唑啉化合物复配后能增加后者在溶剂中的溶解、分散、渗透能力，并且能够填补缓蚀剂在金属表面形成吸附膜剩余的缝隙，使吸附膜更能阻挡腐蚀介质与碳钢表面的接触，从而提高了缓蚀效果。
咪唑啉类化合物：
本发明选择咪唑啉类化合物与预膜剂相复配使用，可有效增加预膜缓蚀剂的缓蚀率，其可能存在的原因是由于，本发明采用了碳链长度为9-13的咪唑啉类化合物，通过控制疏水基的长度，与预膜剂中的高分子化合物具有协同作用，一方面可在金属表面形成多点强吸附，另一方面可提高成膜的致密性，减少酸性腐蚀物与金属表面的接触，提高缓蚀效果，尤其是适用于含氧含硫化氢工况下的原油管道。
pH调节剂：
所述pH调节剂亦称酸度调节剂，是用以维持或改变产品酸碱度的添加物。
下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的，所述提取物的提取方法均为常规的提取方法。
实施例1
本实施例提供了一种管道预膜缓蚀剂，按重量份计，制备原料包括：预膜剂2.3份、脱氧剂20份、表面活性剂1.2份、咪唑啉类化合物25份、pH调节剂2份、水50份。
所述预膜剂为葡萄糖酸钠和木质素，其中葡萄糖酸钠和木质素的质量比为1：2。
所述脱氧剂为抗坏血酸。
所述表面活性剂为十烷基三甲基氯化铵。
所述咪唑啉类化合物为1-(2-氨乙基)2-肉豆蔻酸基咪唑啉。
所述pH调节剂为乙醇胺。
所述管道预膜缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将预膜剂、脱氧剂、表面活性剂、咪唑啉类化合物、pH调节剂、水混合均匀，即得。
实施例2
本实施例提供了一种管道预膜缓蚀剂，按重量份计，制备原料包括：预膜剂1份、脱氧剂15份、表面活性剂0.5份、咪唑啉类化合物20份、pH调节剂1份、水40份。
所述预膜剂为葡萄糖酸钠和木质素，其中葡萄糖酸钠和木质素的质量比为1：2。
所述脱氧剂为抗坏血酸。
所述表面活性剂为十烷基三甲基氯化铵。
所述咪唑啉类化合物为1-(2-氨乙基)2-肉豆蔻酸基咪唑啉。
所述pH调节剂为乙醇胺。
所述管道预膜缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将预膜剂、脱氧剂、表面活性剂、咪唑啉类化合物、pH调节剂、水混合均匀，即得。
实施例3
本实施例提供了一种管道预膜缓蚀剂，按重量份计，制备原料包括：预膜剂3.5份、脱氧剂25份、表面活性剂2份、咪唑啉类化合物30份、pH调节剂3份、水60份。
所述预膜剂为葡萄糖酸钠和木质素，其中葡萄糖酸钠和木质素的质量比为1：2。
所述脱氧剂为抗坏血酸。
所述表面活性剂为十烷基三甲基氯化铵。
所述咪唑啉类化合物为1-(2-氨乙基)2-肉豆蔻酸基咪唑啉。
所述pH调节剂为乙醇胺。
所述管道预膜缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将预膜剂、脱氧剂、表面活性剂、咪唑啉类化合物、pH调节剂、水混合均匀，即得。
实施例4
本实施例提供了一种管道预膜缓蚀剂，按重量份计，制备原料包括：预膜剂2.3份、脱氧剂20份、表面活性剂1.2份、咪唑啉类化合物25份、pH调节剂2份、水50份。
所述预膜剂为葡萄糖酸钠和木质素，其中葡萄糖酸钠和木质素的质量比为1：2。
所述脱氧剂为抗坏血酸。
所述表面活性剂为二烷基二甲基氯化铵。
所述咪唑啉类化合物为1-(2-氨乙基)2-肉豆蔻酸基咪唑啉。
所述pH调节剂为乙醇胺。
所述管道预膜缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将预膜剂、脱氧剂、表面活性剂、咪唑啉类化合物、pH调节剂、水混合均匀，即得。
实施例5
本实施例提供了一种管道预膜缓蚀剂，按重量份计，制备原料包括：预膜剂2.3份、脱氧剂20份、表面活性剂1.2份、咪唑啉类化合物25份、pH调节剂2份、水50份。
所述预膜剂为木质素。
所述脱氧剂为抗坏血酸。
所述表面活性剂为十烷基三甲基氯化铵。
所述咪唑啉类化合物为1-(2-氨乙基)2-肉豆蔻酸基咪唑啉。
所述pH调节剂为乙醇胺。
所述管道预膜缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将预膜剂、脱氧剂、表面活性剂、咪唑啉类化合物、pH调节剂、水混合均匀，即得。
实施例6
本实施例提供了一种管道预膜缓蚀剂，按重量份计，制备原料包括：预膜剂2.3份、脱氧剂20份、表面活性剂1.2份、咪唑啉类化合物25份、pH调节剂2份、水50份。
所述预膜剂为葡萄糖酸钠。
所述脱氧剂为抗坏血酸。
所述表面活性剂为十烷基三甲基氯化铵。
所述咪唑啉类化合物为1-(2-氨乙基)2-肉豆蔻酸基咪唑啉。
所述pH调节剂为乙醇胺。
所述管道预膜缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将预膜剂、脱氧剂、表面活性剂、咪唑啉类化合物、pH调节剂、水混合均匀，即得。
实施例7
本实施例提供了一种管道预膜缓蚀剂，按重量份计，制备原料包括：预膜剂2.3份、脱氧剂20份、表面活性剂1.2份、咪唑啉类化合物25份、pH调节剂2份、水50份。
所述预膜剂为葡萄糖酸钠和木质素，其中葡萄糖酸钠和木质素的质量比为1：2。
所述脱氧剂为抗坏血酸。
所述表面活性剂为十烷基三甲基氯化铵。
所述咪唑啉类化合物为1-(2-氨乙基)2-正己酸基咪唑啉。
所述pH调节剂为乙醇胺。
所述管道预膜缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：将预膜剂、脱氧剂、表面活性剂、咪唑啉类化合物、pH调节剂、水混合均匀，即得。
性能评价：
缓蚀率测试：在温度为90℃，硫化氢含量为55mg/L的环境中放置7个相同材质的挂片，记录其空白腐蚀速率；在此基础上分别投加将实施例1-7制备的缓蚀剂30mg/L后，记录其腐蚀速率，并计算其缓蚀率，其结果如下表1所示。
表1
| 缓蚀率/％ | |
| 实施例1 | 98.3 |
| 实施例2 | 95.6 |
| 实施例3 | 96.4 |
| 实施例4 | 89 |
| 实施例5 | 78 |
| 实施例6 | 75.8 |
| 实施例7 | 83.2 |
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (4)
1.一种含氧含硫化氢工况下管道预膜缓蚀剂，其特征在于，按重量份计，原料包括：预膜剂木质素和葡萄糖酸钠 1-3.5 份、脱氧剂抗坏血酸 15-25 份、表面活性剂十烷基三甲基氯化铵0.5-2 份、咪唑啉类化合物 20-30 份、pH 调节剂乙醇胺 1-3 份、水 40-60 份，其中葡萄糖酸钠和木质素的质量比为 1：2，所述咪唑啉类化合物为 1-（2-氨乙基）2-肉豆蔻酸基咪唑啉。
2.根据权利要求 1 所述的缓蚀剂，其特征在于所述预膜剂 1.5-3 份、脱氧剂 18-23份、表面活性剂 1-1.6 份、咪唑啉类化合物 22-28 份、pH 调节剂 1.5-2.5 份、水 45-55份。
3.根据权利要求 2 所述的缓蚀剂，其特征在于所述预膜剂 2.3 份、脱氧剂 20 份、表面活性剂 1.2 份、咪唑啉类化合物 25 份、pH 调节剂 2 份、水 50 份。
4.权利要求 1-3任一所述的一种含氧含硫化氢工况下管道预膜缓蚀剂的制备方法，其特征在于将预膜剂、脱氧剂、表面活性剂、咪唑啉类化合物、pH 调节剂、水混合均匀，即得。
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