一种气相缓蚀剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种气相缓蚀剂及其制备方法，属于油田化学品技术领域。本发明专利技术的气相缓蚀剂，由以下质量百分比的组分组成：含氮环状有机化合物55％～70％，增效剂5％～10％，耦合剂20％～40％。含氮环状有机化合物为芳杂环化合物和氨基脂环化合物按照质量比1：1～3复配而成。本发明专利技术的气相缓蚀剂，选用的含有巯基‑SH、氨基‑NH2等极性缓蚀基团的含氮环状有机化合物，能与铁质金属表面吸附形成稳定的配合物，其分子内和分子间也能通过氢键形成吸附层，结合环状化合物特殊的刚性结构，能有效隔离硫化氢，阻滞H

A vapor phase corrosion inhibitor and its preparation method

The invention relates to a gas phase corrosion inhibitor and a preparation method thereof, belonging to the technical field of oilfield chemicals. The vapor phase corrosion inhibitor of the invention consists of the following components: nitrogen-containing cyclic organic compounds 55%-70%, synergists 5%-10%, and coupling agents 20%-40%. Nitrogen-containing cyclic organic compounds are composed of aromatic heterocyclic compounds and amino alicyclic compounds with a mass ratio of 1:1-3. The vapor phase corrosion inhibitor of the invention, a nitrogen-containing cyclic organic compound containing polar corrosion inhibitor groups such as mercapto SH, amino and NH2, can form a stable complex by adsorbing iron metal surface, and the adsorption layer can also be formed by hydrogen bonds within and between molecules, combining with the special rigid structure of the cyclic compound, so as to effectively isolate hydrogen sulfide and retard H_2S.

【技术实现步骤摘要】
一种气相缓蚀剂及其制备方法
本专利技术涉及一种气相缓蚀剂及其制备方法，属于油田化学品

技术介绍
高含硫气田生产的天然气，其硫化氢体积分数一般在13％～18％之间，通过联合净化装置脱除天然气中的硫化氢达到净化天然气的目的。硫化氢是一种渗氢介质，对铁质设备具有很强的腐蚀性，硫化氢的腐蚀机制主要是硫化氢电化学腐蚀以及硫化氢导致的氢损伤，由此而导致两种腐蚀形态：一类是电化学腐蚀过程产生的全面或局部腐蚀，表现为金属设备的壁厚减薄或点蚀穿孔；另一类是氢损伤导致的环境开裂，由阴极还原过程产生的H原子扩散至钢中，可能诱发氢鼓泡(HB)，氢诱发裂纹(HIC)，硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)，应力导向氢诱发裂纹(SOHIC)等腐蚀形态。联合净化装置脱除天然气过程中，天然气中的硫化氢以硫及硫化物的形式存在于联合净化装置的各个单元中，由于硫化氢的腐蚀特性，目前采用氮气微正压充填方法置换联合净化装置内的空气和残余天然气进行防腐保护，该方法无法对联合净化装置密封性较差且容易积存沉积物的尾气单元进行有效保护，造成联合净化装置的尾气单元在停工期间发生腐蚀泄漏，严重影响装置的安全平稳运行，亟待有效的方法对装置表面进行腐蚀防护。近年来，气相缓蚀剂发展迅速且应用比较广泛，与常规的防腐方法比较，气相缓蚀剂的主要优点在于它可以通过气相传播到达金属的全表面，包括缝隙等窄小的部位，非常适用于闲置密闭的管线和设备。申请公布号为CN104060271A的中国专利技术专利公开了一种气相缓蚀剂，按照质量比包括10％的炔胺、10％的二甲基亚砜和80％的二次蒸馏水，用以解决大气腐蚀下的碳钢防护问题。申请公布号为CN102634802A的中国专利技术专利一种用于天然气金属集输管道的气相缓蚀剂及其制备方法，其制备方法中首先将N-甲基二乙醇胺、乙醇胺,二乙烯三胺、咪唑、仲辛醇聚氧乙烯醚、苯并三氮唑、喹啉和蒸馏水混合均匀，在温度为90℃～120℃、转速为100r/min～150r/min的条件下搅拌4h～8h得到预聚物，冷却至室温后加入仲辛醇聚氧乙烯醚、苯并三氮唑和喹啉，在温度为90℃～120℃、转速为100r/min～150r/min的条件下加热搅拌4h～8h得到聚合物，冷却至室温，加入蒸馏水进行稀释，搅拌均匀后在室温下加入磺酸盐类阴离子表面活性剂，混匀后在室温下静置至气泡完全消失，即得到用于天然气金属集输管道的气相缓蚀剂，所述气相缓蚀剂主要解决高含二氧化碳的油气管道腐蚀问题。上述两种气相缓蚀剂主要针对大气腐蚀和高含二氧化碳腐蚀的问题，并不一定适用于硫化氢的腐蚀问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种气相缓蚀剂，以解决现有技术中硫及硫化物对高含硫气田中涉硫装置和管线的腐蚀问题。本专利技术第二个目的在于提供一种上述气相缓蚀剂的制备方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种气相缓蚀剂，由以下质量百分比的组分组成：含氮环状有机化合物55％～70％，增效剂5％～10％，耦合剂20％～40％。所述含氮环状有机化合物为芳杂环化合物和氨基脂环化合物按照质量比1：1～3复配而成。所述芳杂环化合物为式Ⅰ或式Ⅱ所示的任意一种物质，R1为链状烷基、环烷基或巯基；R2为环烷基、巯基或氨基。式Ⅰ所示物质为吗啉上与N原子结合的H原子被链状烷基、环烷基或巯基、取代生成的相应的芳杂环类含氮环状化合物。式Ⅱ所示物质为苯并咪唑上与两个N原子间位上的C原子结合的H原子被环烷基、巯基或氨基取代生成的相应的芳杂环类含氮环状化合物。所述式Ⅰ优选为N,N′-二环己基-4-吗啉脒。N,N′-二环己基-4-吗啉脒中含有N、O原子，存在孤对电子，与金属中的d轨道可以形成配位键，有效隔离硫化氢，阻止其接近金属表面，从而减缓硫及硫化物对高含硫气田中涉硫装置和管线的腐蚀。所述式Ⅱ优选为2-巯基苯并咪唑。2-巯基苯并咪唑中含有2个N，1个S，由于原子的高活性极易吸附在金属表面，在金属表面吸附的有机保护膜可以阻止活性硫、氯离子等腐蚀介质对碳钢表面的腐蚀。所述氨基脂环化合物为碳酸环己胺、苯甲酸二环己胺或铬酸二环己胺。所述氨基脂环化合物为挥发性较高的氨基脂环类含氮环状化合物。所述氨基脂环化合物为采用如式III所示的二环己胺与碳酸、铬酸或苯甲酸反应生成，所述增效剂为六亚甲基四胺、苯甲酸胺和碳酰二胺按照质量比为1:1.5:2.5复配而成。所述耦合剂为丙酮或异丙醇胺。上述气相缓蚀剂的毒性为：LD50≥200mg/kg。上述气相缓蚀剂的闪点：≥120℃。上述气相缓蚀剂20℃时的饱和蒸气压：≥0.005mmHg。上述气相缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：按配方量称取耦合剂，调温度至40～60℃，然后加入配方量的含氮环状有机化合物和增效剂，混匀至充分溶解，即得。所述加入配方量的含氮环状有机化合物和增效剂具体为：在300r/min转速下加入配方量的含氮环状有机化合物，然后再加入增效剂。所述混匀为搅拌30min。所述含氮环状有机化合物为芳杂环化合物和氨基脂环化合物按照质量比1：1～3复配而成。所述芳杂环化合物为式Ⅰ或式Ⅱ所示的任意一种物质，R1为链状烷基、环烷基或巯基；R2为环烷基、巯基或氨基；所述氨基脂环化合物为碳酸环己胺、苯甲酸二环己胺或铬酸二环己胺。本专利技术的气相缓蚀剂，选用的含有巯基-SH、氨基-NH2等极性缓蚀基团的含氮环状有机化合物，能与铁质金属表面吸附形成稳定的配合物，其分子内和分子间也能通过氢键形成吸附层，结合环状化合物特殊的刚性结构，能有效隔离硫化氢，阻滞H+接近金属表面，从而减缓硫及硫化物对高含硫气田中涉硫装置和管线的腐蚀。本专利技术的气相缓蚀剂的制备方法，简单可行，通过本专利技术制备方法得到的气相缓蚀剂低毒、环保且耐腐蚀效果好，是一种环境友好型气相腐蚀剂。具体实施方式实施例1本实施例的气相缓蚀剂，由以下质量百分比的组分组成：2-巯基苯并咪唑20％，碳酸环己胺40％，六亚甲基四胺2％，苯甲酸胺3％，碳酰二胺5％，丙酮30％。本实施例的气相缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：按照上述配方量取丙酮于带有控温变频搅拌机的反应釜中，调节温度至50℃，在300r/min转速下，加入2-巯基苯并咪唑、碳酸环己胺，然后缓慢加入六亚甲基四胺、苯甲酸胺和碳酰二胺，之后搅拌30min至充分溶解，混合液体达到均匀清亮即得。实施例2本实施例的气相缓蚀剂，由以下质量百分比的组分组成：N,N′-二环己基-4-吗啉脒20％，碳酸环己胺40％，六亚甲基四胺1.0％，苯甲酸胺1.5％，碳酰二胺2.5％，异丙醇胺35％。本实施例的气相缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：按照上述配方量取异丙醇胺于带有控温变频搅拌机的反应釜中，调节温度至50℃，在300r/min转速下，加入N,N′-二环己基-4-吗啉脒、碳酸环己胺，然后缓慢加入六亚甲基四胺、苯甲酸胺和碳酰二胺，之后搅拌30min至充分溶解，混合液体达到均匀清亮即得。实施例3本实施例的气相缓蚀剂，由以下质量百分比的组分组成：N,N′-二环己基-4-吗啉脒35％，苯甲酸二环己胺35％，六亚甲基四胺2.0％，苯甲酸胺3％，碳酰二胺5％，丙酮20％。本实施例的气相缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：按照上述配方量取丙酮于带有控温变频搅拌机的反应釜中，调节温度至50℃，在300r/min转速下，加入N,N′-二环己基-4-吗啉脒、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气相缓蚀剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：含氮环状有机化合物55％～70％，增效剂5％～10％，耦合剂20％～40％。

【技术特征摘要】
1.一种气相缓蚀剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分组成：含氮环状有机化合物55％～70％，增效剂5％～10％，耦合剂20％～40％。2.根据权利要求1所述的气相缓蚀剂，其特征在于，所述含氮环状有机化合物为芳杂环化合物和氨基脂环化合物按照质量比1：1～3复配而成。3.根据权利要求2所述的气相缓蚀剂，其特征在于，所述芳杂环化合物为式Ⅰ或式Ⅱ所示的任意一种物质，R1为链状烷基、环烷基或巯基；R2为环烷基、巯基或氨基。4.根据权利要求2所述的气相缓蚀剂，其特征在于，所述氨基脂环化合物为碳酸环己胺、苯甲酸二环己胺或铬酸二环己胺。5.根据权利要求1所述的气相缓蚀剂，其特征在于，所述增效剂为六亚甲基四胺、苯甲酸胺和碳酰二胺按照质量比为1:1.5:2.5复配而成。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭西水，黄雪松，商剑锋，李楹，王清岭，苗宏，马雯，胡庆祥，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司中原油田分公司石油工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11