[发明专利]一种防腐防冰堵双功能管道化学添加剂的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种石油及天然气管道防腐防冰堵添加剂，特别涉及一种防腐防冰堵双功能管道化学添加剂的合成方法。

背景技术

随着国内经济的持续发展以及石油资源的日益枯竭，对天然气产品的需求高速增长，同时，随着能源结构的调整和环境意识的增强，对天然气管线安全高效运行提出了更严格的要求。天然气管线投产运行过程中，注入了大量的水进行试压，由于清管之后还留有部分的水；并且，由天然气夹带入管线的水也容易在管道内凝聚，在一定温度和压力条件下，这些水同天然气中甲烷、轻烃或重烃及非烃组分结合形成的笼状似冰固体化合物形成水合物，造成管内介质流动孔径变小，流动受阻，能耗增加，严重时会引起管道的局部冰堵和压力波动，此外由于高速流动、搅动、高压脉动等因素的影响，在管道弯头、调压器、孔板、粗糙的管壁等特定位置也易形成水合物造成管道、分离设备和仪表的堵塞，严重影响天然气的输送，因而为保证输气管线的安全高效运行，如何预防和消除天然气输送过程中水合物的产生成为亟需解决的问题。

天然气中存在的液态水除导致天然气管道冰堵风险外，还会与气体中的O₂、H₂S、CO₂等共同作用产生管壁内腐蚀问题，因此目前天然气管道的内腐蚀防护问题也越来越受到重视。天然气管道主要的内腐蚀类型有耗氧腐蚀、H₂S腐蚀、CO₂腐蚀等等，O₂、H₂S、CO₂在没有液态水时(气相状态)对管线腐蚀很轻，或基本无腐蚀，但在遇到管道内的沉积水时，极易发生水解反应生成碳酸、硫酸，与管壁的铁反应生成相关金属盐，导致电化学腐蚀，管壁内腐蚀中常见的坑点腐蚀、片状腐蚀等局部腐蚀多为上述原因所致。天然气管道运行条件苛刻，燃爆危险性极大，管道腐蚀破裂常常引起连锁事故，因腐蚀导致的泄漏、停工停产、人身伤亡及环境污染给油气输送企业带来了巨大的损失，防腐蚀技术同防冰堵技术一样，面临巨大的挑战。

相比电伴热等防冰堵技术和阴极保护等防腐蚀技术影响正常生产、能量消耗大等缺点，通过添加化学抑制剂，既能够抑制天然气水合物冰堵的形成，也可以减缓管壁内腐蚀的产生。生产实际中较为常见防冰堵化学添加剂技术是注入醇类（甲醇、乙醇、乙二醇、三甘醇等）热力学抑制剂、或聚合性的低剂量新型动力学抑制剂，使水合物的生成压力高于管线的运行压力或使水合物的生成温度低于管线的运行温度，从而抑制水合物的生成，而管道防腐方面，则通过添加相应影响电化学反应速率的动力学缓蚀剂、或成膜吸附型的活泼分子，来降低腐蚀速率、减少腐蚀物接触，进而达到防腐目的。上述2种添加剂的研究领域已有大量研究人员做了许多工作，取得了非常多的成果，但目前尚无一种添加剂能同时集中解决冰堵和腐蚀问题，2种添加剂结合问题目前也无研究报道或者文献发表。能够通过一次注入而同时防治冰堵和内腐蚀，既能节省工艺步骤，减少生产费用，又能降低注入过程中的安全风险，同时还节约管道化学添加剂生产成本，是一项成本低、容易实施、见效快的技术措施。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种防腐防冰堵双功能管道化学添加剂的合成方法。

本发明提到的一种防腐防冰堵双功能管道化学添加剂的合成方法，包括以下步骤：

第一步：将丙烯酸：丙烯酰胺：己内酰胺：癸二酸：去离子水=[32-40]： [20-30]： [15-25]：[1.5-2.5]：[400-800]的比例混合，氮气气氛下恒温45℃-55℃搅拌；

第二步：升温至75-95℃，保持搅拌，2h-4h内分10次加入偶氮引发剂，偶氮引发剂的用量为己内酰胺单体质量的0.8%-3%；

第三步：继续反应2h-5h,降温至45℃-55℃，加入二甲苯，升温至92℃-96℃共沸1h-3h，二甲苯加入量为去离子水质量倍数的1.3-1.8倍；

第四步：升温至140℃-145℃，加入环烷酸、多烯多胺，反应8h-12h，环烷酸与第一步丙烯酸质量比为[32-40]: [10-12]，多烯多胺与第一步丙烯酸质量比为[32-40]: [11-13]；

第五步：降温至105℃-125℃，加入氯化苄，反应4h-5h，氯化苄与第一步丙烯酸质量比为[32-40]:[10-13]；

第六步：降温至室温，加入乙二醇、乙醇，混合均匀，乙二醇为第一步去离子水总质量4倍-15倍，乙醇为第一步去离子水总质量为3倍-5倍；