專利名稱：天然氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種天然氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備方法，用于天然 氣輸送管道內(nèi)壁的防腐，涉及一種以食用廢油為主要原料制備天然氣輸送管 道內(nèi)壁防腐蝕的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中由管道輸送的天然氣雖然已經(jīng)過脫硫裝置的脫 硫，但是輸送出來的天然氣中還是帶有硫化氫和二氧化碳，在輸送的過程中， 由于天然氣中的水蒸汽形成的冷凝水會積存在管道中，當(dāng)天然氣中的硫化氫 和二氧化碳遇到管道中的冷凝水，就會對管道的內(nèi)壁形成腐蝕，這種腐蝕如得不到及時(shí)處理，就會造成管道穿孔，導(dǎo)致天然氣泄漏甚至于爆炸等惡性事 件的發(fā)生，目前，為了控制天然氣管道內(nèi)壁腐蝕，國內(nèi)外均采取了嚴(yán)格控制 天然氣氣質(zhì)的政策，并對輸送天然氣的中間環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制，還對較大口徑的 輸送天然氣的管道內(nèi)壁采取了防腐涂層處理，用于控制天然氣管道內(nèi)腐蝕的 主要方法仍為加注緩蝕劑和定期清管，現(xiàn)有技術(shù)的問題是 一方面目前國內(nèi) 開發(fā)的天然氣輸送管道緩蝕劑主要是針對靜態(tài)或低速攪拌和單相條件下的 腐蝕，沒有考慮到天然氣集輸處理中復(fù)雜的實(shí)際工況，因此產(chǎn)品性能單一， 在現(xiàn)場應(yīng)用時(shí)還存在較大的局限性；另一方面國內(nèi)天然氣管道多為由碳鋼制 造的管道，特別是一些口徑較小的管道內(nèi)壁，無法進(jìn)行內(nèi)涂層防腐施工，另 外，管道在現(xiàn)場對接時(shí)需要進(jìn)行焊接，焊縫接頭的內(nèi)面防腐補(bǔ)口技術(shù)也還不 成熟，所以基本上沒有采取防腐涂層處理的措施，現(xiàn)有的緩蝕劑只能在實(shí)驗(yàn) 室靜態(tài)和低速攪拌條件下，在液相或氣相中的單相緩蝕率超過90%，現(xiàn)場使 用的效果則隨輸氣工況變化而參差不齊，缺乏穩(wěn)定性和持效性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的問題，采用固定化酶法進(jìn)行催化反應(yīng)，提供一種將食用廢油進(jìn)行處理的工藝，并加工成為緩蝕劑的天然 氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案本發(fā)明包括食用廢油的預(yù)處理、酶促酰胺化反應(yīng)和 配方調(diào)制三個(gè)步驟第一步食用廢油的預(yù)處理1、 先旋轉(zhuǎn)分離去除食用廢油中的水和雜質(zhì)，重新計(jì)重后加入質(zhì)量百分比為0.2呢的羥基二苯胺，然后升溫到4(TC;2、 添加油脂脫色除臭吸附劑和抗氧化劑，并升溫至IO(TC，慢速攪拌， 對食用廢油進(jìn)行水分揮發(fā)、除臭脫色和吸附有機(jī)雜質(zhì)；3、 在水分揮發(fā)、脫色除臭及吸附有機(jī)雜質(zhì)后，靜置l 2h;4、 添加2-氨基-2-甲基-l-丙醇，將pH值調(diào)節(jié)到中性偏堿，然后過濾 回收吸附劑，在過濾時(shí)加入吸水劑去除剩余水份，獲得廢油油脂；所采用的油脂脫色哮臭吸附劑為多孔改性二氧化硅，過濾回收后可通過 處理再生以循環(huán)使用。第二步酶促酰胺化反應(yīng)處理1、 在經(jīng)處理后的廢油油脂中添加對羥基二苯胺和三乙胺，并攪拌升溫至35—4(TC;添加的對羥基二苯胺的質(zhì)量百分比為10 20%，三乙胺的 質(zhì)量百分比為5 10%，2、 加入固定化酶，反應(yīng)14 16h，在反應(yīng)過程中添加2-氨基-2-甲基 -l-丙醇，保持pH值為堿性，獲得酰胺化反應(yīng)產(chǎn)物。反應(yīng)中所用固定化酶包括脂肪酶和酰胺化酶，載體為多孔性聚丙烯酸樹 脂，脂肪酯和酰胺化酶的添加比例是1 2: 1 3;第三步配方調(diào)制對酶促酰胺化反應(yīng)處理所獲得的酰胺化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn) 行攪拌，在攪拌的過程中依次添加帶，氨基官能團(tuán)的苯丙乳液、偶聯(lián)劑、消 泡劑、流變改性劑、分散劑和防霉劑，最后添加增塑劑，進(jìn)行高速攪拌，獲 得緩蝕劑產(chǎn)品。在所述配方調(diào)制步驟中所添加帶有氨基官能團(tuán)的苯丙乳液，是聚合單體 中包括有苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸和帶有氨基官能團(tuán)的甲基丙烯酸酯、 二甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯，并由上述單體所合成的帶有核殼結(jié)構(gòu)的聚 苯乙烯一丙烯酸酯乳液；在所述配方調(diào)制步驟中添加的物資配方及質(zhì)量百分比為帶有氨基官能團(tuán)的苯丙乳液5%、偶聯(lián)劑0.5 1%、消泡劑0.05 0.1%、流變改性劑0.2 0.5%、分散齊!J0.2 0.4呢、防霉劑0.5%和增塑劑0.1 0.2%。所述的偶聯(lián)劑為鈦酸偶聯(lián)劑，消泡劑為礦物油消泡劑，分散劑為磷酸鹽和磷酸酯分散劑，增塑劑為復(fù)合型硅酸鋁鋰鉀鹽。 所述過濾時(shí)加入的吸水劑可以是亞硫酸銨。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果是采用食用廢油為原料，通過對食用廢油的預(yù)處理，不但可以將廢物加工成為有益的鋼制管道防腐材料，而且可以解決 食用廢油對環(huán)境造成的污染，另外，由于食用廢油本身是廢物利用，所以其 生產(chǎn)成本相對較低，可以產(chǎn)生較大的效益，使用本發(fā)明生產(chǎn)的防腐緩蝕劑可 以降低天然氣輸送管道的運(yùn)行成本，通過現(xiàn)場實(shí)測，本發(fā)明產(chǎn)生的緩蝕劑實(shí) 現(xiàn)了緩蝕劑在高流速、多相性天然氣輸送管道中的穩(wěn)定性和持效性，在不同條件下應(yīng)用的現(xiàn)場實(shí)測緩蝕率均大于90%。
具體實(shí)施例方式下面以不同的溫度、不同的反應(yīng)時(shí)間和不同的添加劑加量，給出3種不同的最佳實(shí)施例本發(fā)明提供的以食用廢油為原料的天然氣管道內(nèi)壁緩蝕劑的制備方法 包括食用廢油預(yù)處理、酶促酰胺化反應(yīng)和配方調(diào)制三個(gè)步驟；第1實(shí)施例第一步食用廢油預(yù)處理取lkg食用廢油，先旋轉(zhuǎn)分離去除部分水和 機(jī)械雜質(zhì)，重新計(jì)重后加入質(zhì)量百分比為0.2%的對羥基二苯胺，升溫到40。C后加入油脂脫色除臭吸附劑，然后升溫到10(TC，并慢速攪拌，讓水充分沸騰揮發(fā)，使油脂脫色除臭吸附劑充分吸附各類有機(jī)雜質(zhì)，如甾醇、色素、 蠟等，在吸附過程中，食用廢油脂的顏色由黑色變?yōu)闇\黃色或淺紅色，再變?yōu)榘胪该鳎缓笤凫o置l-2h，添加2-氨基-2-甲基-l-丙醇，將pH值調(diào)節(jié)到 7.8，然后采用板框過濾回收的方法回收吸附劑，為了吸收水分，在過濾時(shí)加 入亞硫酸銨吸水劑去除水份，獲得廢油油脂；第二步酶促酰胺化反應(yīng)處理在第一步獲得的廢油脂中按照過濾回收的油脂計(jì)重，添加質(zhì)量百分比為10%的對羥基二苯胺和5%的三乙胺，慢速 攪拌升溫至35—4(TC，加入固定化酶，固定化酶包括脂肪酶與酰胺化酶，比 例為l :2，反應(yīng)16h，反應(yīng)過程中滴加2-氨基-2-甲基-l-丙醇，保持pH值為 不低于8.0的堿性，取出固定化酶，水洗，然后旋轉(zhuǎn)分離除水層，獲得酰胺化反應(yīng)產(chǎn)物；第三歩配方調(diào)制在酶促酰胺化反應(yīng)處理中所獲得的酰胺化反應(yīng)產(chǎn)物 中以中速攪拌依次添加5%帶有氨基官能團(tuán)的苯丙乳液、1%偶聯(lián)劑、0.1%消泡劑、0.2%流變改性劑、0.4%分散劑和0.5%防霉齊1」，最后添加0.2呢增塑齊U，高速攪拌，使其充分分散混合，形成凝膠體的管道緩蝕劑；現(xiàn)場投放應(yīng)用在DN150天然氣高壓管道使用，管道的輸送壓力為13MPa， H2S分壓2Mpa, C02分壓lMpa,管道流速6nvs—1，采用加壓噴霧 法投放，分別以掛片法和電化學(xué)法進(jìn)行檢測，測得其緩蝕率大于90%; 第2實(shí)施例第一步食用廢油預(yù)處理取食用廢油共lkg，旋轉(zhuǎn)分離去除大部分水和機(jī)械雜質(zhì)，重新計(jì)重后加入質(zhì)量百分比為0.2%對羥基二苯胺，升溫到60 。C加入油脂脫色除臭吸附劑，慢速攪拌升溫到IO(TC，讓水充分沸騰揮發(fā)， 油脂脫色除臭吸附劑充分吸附各類有機(jī)雜質(zhì)如甾醇、色素、蠟等，油脂顏色 由棕色變淺黃色，色澤變透明，再靜置1-2h，添加2-氨基-2-甲基-l-丙醇， pH值調(diào)節(jié)到7.6，采用板框壓濾方法回收吸附劑，過濾時(shí)加亞硫酸銨去除水 份，獲得廢油油脂；第二步酶促酰胺化反應(yīng)在第一步獲得的廢油脂中按照過濾回收的油 脂計(jì)重，添加質(zhì)量百分比為12%的對羥基二苯胺和6%的三乙胺，慢速攪拌 升溫至35—4(TC，加入固定化酶，脂肪酶與酰胺化酶的比例為2:3，反應(yīng) 14h，反應(yīng)過程中滴加2-氨基-2-甲基-l-丙醇，保持pH值不低于8.4，取出固 定化酶，水洗，旋轉(zhuǎn)分離除水層，獲得酰胺化反應(yīng)產(chǎn)物；第三步配方調(diào)制在酶促酰胺化反應(yīng)處理中所獲得的酰胺化反應(yīng)產(chǎn) 物中以中速攪拌依次添加5%帶有氨基官能團(tuán)的苯丙乳液、0.5%偶聯(lián)劑、 0.05%消泡劑、0.4%流變改性劑、0.3呢分散劑和0.5呢防霉齊U，最后添加0.1% 增塑劑，高速攪拌，使其充分分散混合，形成凝膠體的管道緩蝕劑；現(xiàn)場投放DN250天然氣中壓管道，輸送壓力6MPa， H2S分壓0.8MPa， CO2分壓0.3MPa，管道流速3.8nrs—、加壓噴霧法投放，分別以掛片法和電化學(xué)法進(jìn)行檢測，測得其緩蝕率大于90%; 第3實(shí)施例第一步食用廢油預(yù)處理取食用廢油共lkg，靜置除去沉底渣，重新計(jì)重后加入質(zhì)量百分比為0.4%的對羥基二苯胺，升溫到5(TC加入油脂脫色 除臭吸附劑，慢速攪拌升溫到IO(TC，讓水充分沸騰揮發(fā)，油脂脫色除臭吸附劑充分吸附各類有機(jī)雜質(zhì)如甾醇、色素、蠟等，油脂顏色由深黃色變淺黃色，色澤變透明，再靜置l-2h，添加2-氨基-2-甲基-l-丙醇，pH值調(diào)節(jié)到7.9， 采用板框壓濾方法回收吸附劑，過濾時(shí)加亞硫酸銨去除水份，獲得廢油油脂； 第二步酶促酰胺化反應(yīng)在第一步獲得的廢油脂中按照過濾回收的油脂計(jì)重，添加質(zhì)量百分比為15%的對羥基二苯胺和10%的三乙胺，慢速攪拌 升溫至35—4(TC，加入固定化酶，脂肪酶與酰胺化酶的比例為1:1，反應(yīng) 15h，反應(yīng)過程中滴加2-氨基-2-甲基-l-丙醇，保持pH值不低于8.5，取出固 定化酶，水洗，旋轉(zhuǎn)分離除水層，獲得酰胺化反應(yīng)產(chǎn)物；第二步配方調(diào)制在酶促酰胺化反應(yīng)處理中所獲得的酰胺化反應(yīng)產(chǎn)物 中速攪拌依次添加5%帶有氨基官能團(tuán)的苯丙乳液、0.8%偶聯(lián)劑、0.08%消泡 劑、0.5%流變改性劑、0.2%分散劑和0.5%防霉劑，最后添加0.1%增塑劑高 速攪拌，使其充分分散混合，形成凝膠體的管道緩蝕劑；現(xiàn)場投放DN325天然氣低壓管道，輸送壓力2.3MPa， H2S分壓0.2Mpa， CO2分壓0.2MPa，管道流速2.5nvs";噴霧法投放，分別以掛片法和電化學(xué) 法進(jìn)行檢測，測得其緩蝕率大于90%;在配方調(diào)制中所添加的帶有氨基官能團(tuán)的苯丙乳液，是聚合單體中包括 有苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸和帶有氨基官能團(tuán)的甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯酸酯、乙基丙烯酸酯，并由上述單體所合成的帶有核殼結(jié)構(gòu)的聚苯乙 烯一丙烯酸酯乳液，該苯丙乳液一方面用于增強(qiáng)緩蝕劑體系在天然氣管道高 壓、高氣流量環(huán)境下的金屬管道表面成膜性能，另一方面該苯丙聚合物自身 也有強(qiáng)供電子基團(tuán)而具有優(yōu)良的防銹蝕性能；同樣，配方中的鈦酸偶聯(lián)劑也 是為了增強(qiáng)在天然氣管道中緩蝕劑與金屬表面的附著力，同時(shí)其自身也具有 苯環(huán)供電子基團(tuán)，對天然氣管道中氫腐蝕具有較好的抵抗力；本發(fā)明采用了復(fù)合型硅酸鋁鋰鉀鹽增塑劑，使緩蝕劑體系具有極強(qiáng)的流 動觸變性，在常溫常壓無攪拌剪切力條件下可使緩蝕劑體系形成凝膠半固 體，以方便存貯和運(yùn)輸，而在高壓和高剪切力條件下投放時(shí)又可重新形成流 體，非常適用于天然氣管道環(huán)境；為防止在生產(chǎn)攪拌和投放過程中有氣泡的生成，影響緩蝕劑的附著和成 膜，采用了有利于金屬表面防腐的礦物油消泡劑，分散劑采用利于金屬表面 防腐蝕的磷酸鹽和磷酸酯類分散劑。
權(quán)利要求
1、一種天然氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備方法，其特征在于本制備方法包括對食用廢油的預(yù)處理、酶促酰胺化反應(yīng)和配方調(diào)制三個(gè)步驟第一步食用廢油的預(yù)處理(1)先旋轉(zhuǎn)分離去除食用廢油中的水和雜質(zhì)，重新計(jì)重后加入質(zhì)量百分比為0.2％的對羥基二苯胺，然后升溫到40℃；(2)添加油脂脫色除臭吸附劑和抗氧化劑，并升溫至100℃，慢速攪拌，對食用廢油進(jìn)行水分揮發(fā)、除臭脫色和吸附有機(jī)雜質(zhì)；(3)在水分揮發(fā)、脫色除臭及吸附有機(jī)雜質(zhì)后，靜置1～2h；(4)添加2-氨基-2-甲基-1-丙醇，將pH值調(diào)節(jié)到中性偏堿，然后過濾回收吸附劑，在過濾時(shí)加入吸水劑去除剩余水份，獲得廢油油脂；第二步酶促酰胺化反應(yīng)處理(1)在經(jīng)處理后的廢油油脂中添加對羥基二苯胺和三乙胺，并攪拌升溫至35-40℃；(2)加入固定化酶，反應(yīng)14～16h，在反應(yīng)過程中添加2-氨基-2-甲基-1-丙醇，保持pH值為堿性，獲得酰胺化反應(yīng)產(chǎn)物；第三步配方調(diào)制對酶促酰胺化反應(yīng)處理所獲得的酰胺化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行攪拌，在攪拌的過程中依次添加帶有氨基官能團(tuán)的苯丙乳液、偶聯(lián)劑、消泡劑、流變改性劑、分散劑和防霉劑，最后添加增塑劑進(jìn)行高速攪拌，獲得緩蝕劑產(chǎn)品。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備方法，其特征在于所述固定化酶包括脂肪酯和酰胺化酶，載體為多孔性聚丙烯酸 樹脂，脂肪酯和酰胺化酶的添加比例是1 2: 1 3。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述天然氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備方法， 其特征在于在所述酶促酰胺化反應(yīng)處理步驟中添加的對羥基二苯胺的質(zhì)量百分比為10 20%，三乙胺的質(zhì)量百分比為5 10%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備方法，其特征在于所述帶有氨基官能團(tuán)的苯丙乳液，是聚合單體中包括有苯乙 烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸和帶有氨基官能團(tuán)的甲基丙烯酸酯、二甲基丙烯 酸酯、乙基丙烯酸酯，并由上述單體所合成的帶有核殼結(jié)構(gòu)的聚苯乙烯一丙 烯酸酯乳液。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備方法，其特征在于所述配方調(diào)制步驟中添加的物質(zhì)配方及質(zhì)量百分比為帶有氨基官能團(tuán)的苯丙乳液 5%偶聯(lián)劑 0.5-1%消泡劑 0.05-0.1%流變改性劑 0.2-0.5%分散劑 0.2-0.4%防霉劑 0.5%增塑劑 0.1-0.2%
6、 根據(jù)權(quán)利要求1和5所述的天然氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備 方法，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為鈦酸偶聯(lián)劑，消泡劑為礦物油消泡劑， 分散劑為磷酸鹽和磷酸酯分散劑，增塑劑為復(fù)合型硅酸鋁鋰鉀鹽。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備方法，其特征在于所述過濾時(shí)加入的吸水劑可以是亞硫酸銨。
全文摘要
一種天然氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備方法，涉及一種采用食用廢油生產(chǎn)防腐緩蝕劑的制備技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明包括食用廢油的預(yù)處理、酶促酰胺化反應(yīng)和配方調(diào)制三個(gè)步驟，提供了一種將食用廢油進(jìn)行處理并加工成為天然氣輸送管道內(nèi)壁防腐緩蝕劑的制備方法，本發(fā)明解決了現(xiàn)有緩蝕劑主要針對靜態(tài)或低速攪拌和單相條件下的腐蝕的問題，還將廢物加工成為鋼制管道防腐材料，可以解決食用廢油對環(huán)境造成的污染，通過現(xiàn)場實(shí)測，本發(fā)明產(chǎn)生的緩蝕劑實(shí)現(xiàn)了緩蝕劑在高流速、多相性天然氣輸送管道中的穩(wěn)定性和持效性，在不同條件下應(yīng)用的現(xiàn)場實(shí)測緩蝕率均有很好的效果。
文檔編號C23F1/10GK101235503SQ20081004489
公開日2008年8月6日 申請日期2008年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月5日
發(fā)明者文代龍, 施岱艷, 磊 杜, 殷名學(xué), 趙華萊 申請人:中國石油集團(tuán)工程設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司