一种地面集输管线用缓蚀剂及其制备方法与流程

本发明属于油气田开发的集输管线防腐蚀，具体涉及一种地面集输管线用缓蚀剂及其制备方法。

背景技术：

1、管道运输应用于我国运输水、气、油等行业，根据经济成本其管道材料多采用碳钢，又因其耐压能力强、可加工性能好等特点，得到了极其广泛的使用。但是碳钢管道的防腐性能较差，铺设于地面的集输管道受到风吹雨淋等外界环境的影响后极易发生腐蚀穿孔的情况。例如：集输管道铺设于干燥地区时，易受到沉积砂砾等污垢的腐蚀；当铺设于潮湿多雨地区时，易受到水分和酸性物质的侵蚀。运输有气、油的管道一旦受到腐蚀将存在极大地安全隐患并造成巨大的经济损失。

2、目前对铺设于地面的集输管道防腐蚀措施多针对于风石砂砾污垢、硫化氢和二氧化碳对管道的腐蚀和氧化。然而，所忽略的是不论在干燥或是潮湿的环境下，微生物无处不在，尤其土壤表层的微生物数量最多，经研究发现铁细菌和硫酸盐还原菌是侵蚀碳钢的主要元凶，铁细菌在潮湿环境中可以将亚铁化合物氧化，从而造成管面结瘤，结瘤下处于缺氧状态从而构成氧浓差电池，加速腐蚀的过程。还有其他细菌例如产酸菌能够将可溶性的硫化物或氨转变为硫酸或者硝酸，降低局部的ph值从而加速管道的腐蚀。运输管道一旦被微生物腐蚀，不仅对气、油运输的安全性造成影响，更会造成土壤环境污染。

3、现阶段，人们通常采用缓蚀剂来抑制管道腐蚀，并提出了如下相关技术：

4、如公开号为cn111850568a的专利文献公开了一种油田地面集输管线防垢下腐蚀用缓蚀剂，该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a-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。

5、又如公开号为cn104988511a的专利文献公开了一种缓蚀剂及制备方法，该缓蚀剂包括：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。

6、虽然上述缓蚀剂均具有较好的缓蚀效果，但上述缓蚀剂均没有考虑到微生物对管道的侵蚀作用，即均不能对微生物的侵蚀起到较好的抑制作用。而微生物生长繁殖较快，一旦腐蚀将是大面积的，并且也影响侵蚀部位靠近的土壤环境平衡，不环保。

7、另外，若发生微生物侵蚀，维修时需保证将铁细菌等侵蚀管道的微生物清除干净才行，但以目前的技术难以判断是否清除干净，并且不加以防护的话仍旧会滋生。因此，综合来说，亟需一种能够适应多变环境并且有效减少微生物对管道腐蚀的新缓蚀剂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述技术问题，提供了一种地面集输管线用缓蚀剂及其制备方法，本发明可有效减少硫酸盐还原菌和铁细菌的细胞数量，能够通过减少微生物对管线的腐蚀并起到更佳的缓蚀效果，从而有效地解决了在不同环境下铺设于地面的集输管道易受腐蚀，尤其易受微生物腐蚀的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明提供了一种地面集输管线用缓蚀剂，其特征在于，包括如下按重量百分数计组分：

4、缓蚀主剂10-45%、杀菌剂5-25%、除氧剂5-10%和溶剂40-55%。

5、所述缓释主剂由3-茴香叉胺基-1,2,4-三唑磷酸盐与膦羧酸混合而成。

6、以重量百分数计，所述3-茴香叉胺基-1,2,4-三唑磷酸盐为6-25%，所述膦羧酸为4-20%。

7、所述杀菌剂由双季铵盐杀菌剂和醛类混合而成。

8、所述醛类由戊二醛与甲醛混合而成。

9、以重量百分数计，所述双季铵盐杀菌剂为3-15%，所述戊二醛为1-5%，所述甲醛1-5%。

10、所述除氧剂为硫代氨基脲、氨基脲或亚硫酸钠。

11、所述溶剂由乙醇与去离子水混合而成。

12、以重量百分数计，所述乙醇为12-20%，所述去离子水为28-35%。

13、本发明还提供了一种地面集输管线用缓蚀剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

14、（1）配制溶剂：以重量百分数计，按需在反应釜中加入去离子水，随后加入乙醇，搅拌均匀，得到溶剂；

15、（2）配制缓蚀剂：依次将缓蚀主剂、杀菌剂和除氧剂加入到溶剂中，升温至50-60℃，均匀搅拌0.5-1.5h后逐步冷却降温，得到地面集输管线用缓蚀剂。

16、采用本发明的优点在于：

17、1、本发明所述缓蚀剂包括缓蚀主剂、杀菌剂、除氧剂和溶剂。其中，

18、关于组分：缓蚀主剂在体系中的作用是防止或减缓管道材料腐蚀，在金属表面形成钝化膜，起缓蚀作用。杀菌剂在体系中的作用是杀死或抑制微生物（铁细菌等）的生长，它具有高效、低毒、稳定、价廉、无腐蚀性等优点。除氧剂在体系中的作用是可以有效的消耗溶液中的氧，阻止吸氧腐蚀的进行。溶剂在体系中的作用是使得前述组分有效溶于缓蚀剂体系中，从而使产品起到更好的缓蚀作用。

19、关于配比：若缓蚀主剂配比过高将导致产品成本较高，相应的也不好与其他试剂混合均匀，若缓蚀主剂配比过低则导致产品效果差，无法起到缓蚀作用。若杀菌剂的配比过高则浓度高，除杀死主要的腐蚀微生物外还对其它种类微生物造成负面影响，若杀菌剂的配比过低则无法有效杀死或抑制铁细菌等微生物的泛滥。

20、关于协同作用：体系中的有机膦酸盐在金属表面形成的保护膜能起到缓蚀作用，同时对水中的碳酸钙、硫酸钙、磷酸钙等均有良好的螯合分散和晶格畸变作用。除氧剂提供的无氧或低氧的环境，配合缓蚀主剂能够有效防止管道氧化生锈。因此该四种组分之间还存在着一定的协同作用。

21、另外，所述缓蚀剂还具有如下效果：

22、（1）四种组分的毒性均小，可达到缓蚀剂毒性小的效果。

23、（2）除氧剂为提供无氧或低氧的环境，配合缓蚀主剂防止管道氧化生锈，但由于铁细菌生活在含氧量较少（低氧）的环境下，因此再协同杀菌剂，可抑制铁细菌的生长。

24、（3）缓蚀主剂在金属表面会形成一层膜，能够一定程度上防止雨水或水汽的冲刷或侵蚀。

25、综合来说，本发明采用上述特定配比组分所构成的缓蚀剂，具有毒性小、挥发度低、不易分解、化学稳定性高、且可以有效的减少硫酸盐还原菌和铁细菌细胞数量的优点，在实际应用时能够通过减少微生物对管线的腐蚀并起到更佳的缓蚀效果，从而有效地解决了在不同环境下铺设于地面的集输管道易受腐蚀，尤其易受微生物腐蚀的问题。

26、2、本发明限定了缓释主剂由3-茴香叉胺基-1,2,4-三唑磷酸盐与膦羧酸混合而成。其中，由于3-茴香叉胺基-1,2,4-三唑磷酸盐对于水溶液中的碳钢仍具有良好的缓蚀作用，因此使得产品在面对潮湿多雨的情况时仍具有良好的缓蚀作用，从而适用于多变环境。

27、3、本发明限定了杀菌剂由双季铵盐杀菌剂和醛类混合而成，并限定了醛类由戊二醛与甲醛混合而成。其中，

28、双季铵盐杀菌剂主要是抗菌性的表面活性剂，不仅具有杀菌作用，而且还对杀菌活性组份具有增效作用，对粘泥也有很强的剥离作用，可以杀死生长在粘泥下面的硫酸盐还原菌。戊二醛是一种非离子广谱杀菌剂，耐盐耐硬水，可与其它药剂配伍使用。

29、甲醛在体系中起到凝固蛋白质，直接作用于有机物的氨基、巯基、羟基、羧基，生成次甲基衍生物，从而破坏蛋白质和酶，导致微生物死亡。

30、而戊二醛属高效消毒剂，通过对微生物蛋白质烷基化反应，封闭细菌的细胞外层，灭活细胞酶，达到杀灭细菌的作用。另外，由戊二醛和双季铵盐复配后形成的杀菌剂易于穿透由油垢形成保护层，杀死保护层下面的细菌，能杀死喜氧和厌氧微生物，能极其有效的控制粘泥的形成菌，并能杀死硫酸盐还原菌以及藻类，因而其同样不可采用其他类似组分替代。

31、4、本发明限定了除氧剂为硫代氨基脲、氨基脲或亚硫酸钠，其中，亚硫酸钠是一种还原剂，能与水中溶解氧反应生成硫酸钠，水中呈游离状态的氧被还原剂亚硫酸钠固定下来，不与金属铁起反应，从而使管道免遭腐蚀。硫代氨基脲和氨基脲常应用在农药里作为有机合成的中间体，其与杀菌剂配合具有一定的杀菌效果。采用任意一种组成作为除氧剂均能与杀菌剂配合并起到较好的抑菌效果。

32、5、本发明限定了溶剂由乙醇与去离子水混合而成，其优点在于对各类化学成分的溶解度都较好（能溶解多种有机化合物和无机化合物），另外成本低廉，环保性好。