[发明专利]一种海上油田采出油管道中使用的硫化氢缓蚀剂的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种海上油田采出油管道中使用的硫化氢缓蚀剂的制备方法，属于石油添加剂技术领域。

背景技术

石油天然气管道：是指石油（包括原油、成品油）、天然气管道及其附属设施（简称管道设施），包括油气田工艺管道（包括集输、储运、初加工和注气管道）和长输（输油、输气）管道。管道输送石油、天然气具有高效、低耗等优势，但因其具有高能高压、易燃易爆、有毒有害、连续作业、链长面广、环境复杂等特点，决定了其安全管理的极其重要性。

近年来我国原油消耗不断提高，从国外进口原油数量不断增加，而国外原油尤其是中东原油中硫含量较高。因此，石油管线面临着越来越严重的硫腐蚀问题。其中，以H₂S腐蚀最为普遍。一般而言，干H₂S气体无腐蚀性，而湿H₂S或与酸性介质共存时，腐蚀速度会大大增加。钢材受到H₂S腐蚀后产物是硫化亚铁。其结构通常有缺陷，且与钢铁表面的粘结力差，还能够与钢铁基体构成一个活性的微电池，对管线钢基体继续进行腐蚀。

硫化氢通常出现在炼油厂、化工厂、脱硫厂、油/气/水井或下水道、沼泽地以及其它存在腐烂有机物的地方。硫化氢主要来源于：（1）原始有机质转化为石油和天然气的过程中会产生硫化氢。（2）在炼油化工过程中，硫化氢一般是以杂质形式存在于原料中或以反应产物的形式存在于产品中。（3）硫化氢也可能来自辅助作业或检维修过程，例如用酸清洗含有FeS的容器，发生酸碱反应生成硫化氢；或将酸排入含硫废液中，发生化学反应生成硫化氢。（4）水池管道中长期注入含氧水（如海水、含盐水、地下水），在注入过程中由于硫酸盐还原菌的作用，会导致水池中的溶液“酸化”而产生硫化氢。

H₂S引起的管线的全面腐蚀可以是使整个金属表面均匀地减少厚度，也可以使金属表面凹凸不平。当金属表面遭受到H₂S的全面腐蚀时，表面会有黑色硫化物腐蚀产物沉积。氢鼓泡的形成必须具备两个主要条件，一是存在原子状态的氢，二是金属内部存在“空穴”。原子状态的氢来源于湿H₂S对石油管线钢材表面的腐蚀，而钢材内部的“空穴”则来源于钢材的冶金缺陷和制造缺陷。腐蚀过程中析出的氢原子向钢中扩散，在钢材的非金属夹杂物、分层和其他不连续处易聚集形成分子氢，由于氢分子较大难以从钢的组织内部逸出，从而形成巨大内压导致其周围组织屈服，形成表面层下的平面孔穴结构造成氢鼓泡，其分布平行于钢板表面。氢鼓泡的发生无需外加应力，且与材料中的夹杂物缺陷密切相关。氢致开裂的表观形式多种多样，氢在断裂过程中的作用非常复杂。多年来虽然对氢致开裂机理进行了很多研究。但是一直没有一种理论能够圆满解释所有氢致开裂现象，其中很多学者倾向于氢内压理论和氢吸附理论。人们把金属在硫化物环境中的腐蚀和拉伸应力(远低于屈服应力)的联合作用下所发生的延迟断裂现象称为硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)。硫化物应力腐蚀开裂断口一般为脆性断口，裂纹源及稳定扩展区呈灰黑色，可发现覆盖的腐蚀产物。硫化物应力腐蚀开裂过程一般包括裂纹孕育(形成蚀坑)、稳定扩展和失稳扩展三个阶段。孕育阶段经历的时间取决于管道表面状态和应力水平。如果管道表面有足以作为硫化物应力腐蚀开裂裂纹的缺陷，则开始进入扩展阶段，不需要孕育期。因此，硫化物应力腐蚀破坏多为突发性，裂纹的产生和扩展非常迅速。

CN103014715A公开了一种抗硫化氢腐蚀的缓蚀剂组合物，其特征是组成组分的质量比含量范围为：钼酸钠1～5份，乙醇15～30份，咪唑啉衍生物20～40份，炔醇衍生物5～30份和辛醇1～5份，它具有适合油田深井高温中的抗硫化氢腐蚀性能。CN103409122A公开了一种一种水溶性抗硫化氢用缓蚀剂，涉及油田用化学药剂配方技术领域，其组成和质量浓度为20%～30%的十七烷基羟乙基咪唑啉、10%～20%的苯甲酸钠、5%～10%的七水合硫酸锌，5%～10%的钼酸钠和30%～60%的水。该缓蚀剂具有用量小、成本低、对环境无污染等特点，在水相中保护效果良好，同时具有好的抑制H2S引起的氢脆的能力，并和油田用常规化学药剂有很好的配伍性。但是这种缓蚀剂对于海上油田在高盐度条件下的耐腐蚀性能不佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：海上油田采出管道中使用的硫化氢缓蚀剂的缓蚀性能不佳。

技术方案：

一种海上油田采出油管道中使用的硫化氢缓蚀剂的制备方法，包括如下步骤：