[發明專利]一種防腐防冰堵雙功能管道化學添加劑的合成方法

有效

• 申請號: 201611234573.6
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106854454B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 周生智;周廣強;楊波
• 申請（專利權）人: 周生智
• 主分類號: C09K3/18
• 分類號: C09K3/18;C23F11/173;F17D1/04;F17D1/16
• 代理公司: 東營雙橋專利代理有限責任公司37107
• 代理人: 羅文遠

技術領域

本發明涉及一種石油及天然氣管道防腐防冰堵添加劑，特別涉及一種防腐防冰堵雙功能管道化學添加劑的合成方法。

背景技術

隨著國內經濟的持續發展以及石油資源的日益枯竭，對天然氣產品的需求高速增長，同時，隨著能源結構的調整和環境意識的增強，對天然氣管線安全高效運行提出了更嚴格的要求。天然氣管線投產運行過程中，注入了大量的水進行試壓，由于清管之后還留有部分的水；并且，由天然氣夾帶入管線的水也容易在管道內凝聚，在一定溫度和壓力條件下，這些水同天然氣中甲烷、輕烴或重烴及非烴組分結合形成的籠狀似冰固體化合物形成水合物，造成管內介質流動孔徑變小，流動受阻，能耗增加，嚴重時會引起管道的局部冰堵和壓力波動，此外由于高速流動、攪動、高壓脈動等因素的影響，在管道彎頭、調壓器、孔板、粗糙的管壁等特定位置也易形成水合物造成管道、分離設備和儀表的堵塞，嚴重影響天然氣的輸送，因而為保證輸氣管線的安全高效運行，如何預防和消除天然氣輸送過程中水合物的產生成為亟需解決的問題。

天然氣中存在的液態水除導致天然氣管道冰堵風險外，還會與氣體中的O₂、H₂S、CO₂等共同作用產生管壁內腐蝕問題，因此目前天然氣管道的內腐蝕防護問題也越來越受到重視。天然氣管道主要的內腐蝕類型有耗氧腐蝕、H₂S腐蝕、CO₂腐蝕等等，O₂、H₂S、CO₂在沒有液態水時(氣相狀態)對管線腐蝕很輕，或基本無腐蝕，但在遇到管道內的沉積水時，極易發生水解反應生成碳酸、硫酸，與管壁的鐵反應生成相關金屬鹽，導致電化學腐蝕，管壁內腐蝕中常見的坑點腐蝕、片狀腐蝕等局部腐蝕多為上述原因所致。天然氣管道運行條件苛刻，燃爆危險性極大，管道腐蝕破裂常常引起連鎖事故，因腐蝕導致的泄漏、停工停產、人身傷亡及環境污染給油氣輸送企業帶來了巨大的損失，防腐蝕技術同防冰堵技術一樣，面臨巨大的挑戰。

相比電伴熱等防冰堵技術和陰極保護等防腐蝕技術影響正常生產、能量消耗大等缺點，通過添加化學抑制劑，既能夠抑制天然氣水合物冰堵的形成，也可以減緩管壁內腐蝕的產生。生產實際中較為常見防冰堵化學添加劑技術是注入醇類（甲醇、乙醇、乙二醇、三甘醇等）熱力學抑制劑、或聚合性的低劑量新型動力學抑制劑，使水合物的生成壓力高于管線的運行壓力或使水合物的生成溫度低于管線的運行溫度，從而抑制水合物的生成，而管道防腐方面，則通過添加相應影響電化學反應速率的動力學緩蝕劑、或成膜吸附型的活潑分子，來降低腐蝕速率、減少腐蝕物接觸，進而達到防腐目的。上述2種添加劑的研究領域已有大量研究人員做了許多工作，取得了非常多的成果，但目前尚無一種添加劑能同時集中解決冰堵和腐蝕問題，2種添加劑結合問題目前也無研究報道或者文獻發表。能夠通過一次注入而同時防治冰堵和內腐蝕，既能節省工藝步驟，減少生產費用，又能降低注入過程中的安全風險，同時還節約管道化學添加劑生產成本，是一項成本低、容易實施、見效快的技術措施。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術存在的上述缺陷，提供一種防腐防冰堵雙功能管道化學添加劑的合成方法。

本發明提到的一種防腐防冰堵雙功能管道化學添加劑的合成方法，包括以下步驟：

第一步：將丙烯酸：丙烯酰胺：己內酰胺：癸二酸：去離子水=[32-40]： [20-30]： [15-25]：[1.5-2.5]：[400-800]的比例混合，氮氣氣氛下恒溫45℃-55℃攪拌；

第二步：升溫至75-95℃，保持攪拌，2h-4h內分10次加入偶氮引發劑，偶氮引發劑的用量為己內酰胺單體質量的0.8%-3%；

第三步：繼續反應2h-5h,降溫至45℃-55℃，加入二甲苯，升溫至92℃-96℃共沸1h-3h，二甲苯加入量為去離子水質量倍數的1.3-1.8倍；

第四步：升溫至140℃-145℃，加入環烷酸、多烯多胺，反應8h-12h，環烷酸與第一步丙烯酸質量比為[32-40]: [10-12]，多烯多胺與第一步丙烯酸質量比為[32-40]: [11-13]；

第五步：降溫至105℃-125℃，加入氯化芐，反應4h-5h，氯化芐與第一步丙烯酸質量比為[32-40]:[10-13]；

第六步：降溫至室溫，加入乙二醇、乙醇，混合均勻，乙二醇為第一步去離子水總質量4倍-15倍，乙醇為第一步去離子水總質量為3倍-5倍；