[发明专利]一种抑制二氧化碳腐蚀涂料的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种抑制二氧化碳腐蚀涂料的制备方法，属于涂料技术领域。

背景技术

众所周知，CO₂腐蚀是一种破坏力极强的全面腐蚀与局部腐蚀并重的腐蚀类型；而CO₂常常作为油田伴生气、三采中的注入气或天然气的组分之一广泛存在于油气之中。这种腐蚀通常与现场温度和压力因素有关，它所造成的油套管和输送管线的失效后果十分严重。例如，1971年5月四川威成管线越溪段由于脱硫净化气中的CO₂及残存H₂S的腐蚀破坏引起爆炸、燃烧，伤亡24人。1975年，北海油田挪威一侧的Ekofisk油田的阿尔法平台，由于原油中高含CO₂和氯离子，使得103/4英寸的APIX50高温立管投入使用仅两个月，就腐蚀得薄如纸页，引起爆炸、燃烧及人身伤亡事故。我国雅克拉凝析气田的一口气井，在服役10个月后，由于CO₂的腐蚀造成油管穿孔井喷，着火76天，直接经济损失达3000多万元，间接经济损失数倍于此数。另外，由于CO₂腐蚀而造成的油管穿孔掉井、抽油杆破裂等更是屡见不鲜。这些恶性破坏事故，不仅会造成巨大的经济损失，而且会带来严重的社会后果。

石油行业一直是产生腐蚀问题的重灾区，而其中以油田用管道的腐蚀问题尤为突出。由于石油和天然气管道工况条件复杂多变，所以环境多有不同，尽管在油气田采集后都会经过脱水、脱硫等净化处理，但管线内壁一般让存在不同程度的严重腐蚀。酸性气体H₂S和CO₂不仅会对地面集输管线和设备安全构成重大威胁，还会危及人身安全和财产安全，因此，做好腐蚀控制技术是当前紧急要务之一。目前国内在控制油气管线内壁腐蚀方面，除加强对油品和输送环节进行严格把关之外，应用最多的是内壁防腐涂层。在世界各国的防腐蚀实践中，也证明涂层防腐是最有效、最经济、应用最普遍的方法。但是现有的涂料抗H₂S性能基本可以满足要求，但其本身缺陷较大，涂料与金属机体的结合率和抗渗透性均较差，而且大部分防腐涂料都是溶剂型的，大量使用挥发性有机化合物，并且抑制CO₂腐蚀效果差。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对传统涂料的抑制CO₂腐蚀性能较差、与金属机体结合率低和抗渗透性较差导致金属管材的使用寿命缩短等缺陷，提供了一种抑制二氧化碳腐蚀涂料的制备方法。本发明先加入丙烯酸类单体及引发剂等物质混合均匀，随后滴加到环氧树脂溶液中进行反应制得环氧接枝改性丙烯酸树脂，再将其和分散剂、减水剂、硅灰石粉等进行混合、分散、研磨得浆料，最后将制得的固定化碳酸酐酶与聚乙烯吡咯烷酮、浆料、乳化剂和消泡剂高速分散得到抑制二氧化碳腐蚀涂料，本发明制备得到的涂料防水性能好，有效减少二氧化碳与水反应生产碳酸对金属的腐蚀，在涂料中添加固定化碳酸酐酶，可将生成的少量碳酸进行反应生成二氧化碳释放，从而解决了碳酸对金属腐蚀的问题，而且防腐蚀时间长，具有较佳的应用前景。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）向烧瓶中依次加入48～60g丙烯酸丁酯、8～11g甲基丙烯酸异冰片酯、5～8g丙烯酸、28～35g甲基丙烯酸羟乙酯、15～18g苯乙烯和3～5g过氧化醋酸叔戊酯，搅拌混合10～15min后得混合液并移入恒压滴液漏斗中；

（2）向500mL的四口烧瓶中分别加入8～10g环氧树脂、1～3g十二硫醇、40～50g碳酸二甲酯，将四口烧瓶放入油浴锅中，升高温度至70～80℃，在氮气气氛保护下搅拌混合25～35min，得环氧树脂溶液，搅拌后继续升温至120～130℃后将上述恒压滴液漏斗中的混合液缓慢滴加到四口烧瓶中，控制在2～3h滴加完成，滴加后保温搅拌反应1～2h后向反应物中加入2～4g过氧化醋酸叔戊酯，控制在10～20min滴加完成，滴加后继续保温反应2.5～3.5h，反应结束后降温室温，即可得到环氧接枝改性丙烯酸树脂；

（3）按重量份数计，分别选取20～25份蒸馏水，1～3份十二烷基硫酸钠、0.5～0.8份OTD消泡剂、8～10份钛白粉、0.1～0.3份甲基硅醇钠、2～5份硅灰石粉、12～15份硫酸锌、5～7份滑石粉和45～55份上述制备得到的环氧接枝改性丙烯酸树脂投入到分散釜中，用800～1000r/min转速分散15～25min，得浆料，并加入到砂磨机中，研磨至浆料细度为15～20μm，备用；