[發(fā)明專利]一種適用于高溫強酸腐蝕介質的復配緩蝕劑及其制備方法

有效

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• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103882435A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 張昭;沈悅華;陳宇;江依義;安長勝;江莉
• 申請（專利權）人: 杭州央力科技有限公司
• 主分類號: C23F11/04
• 分類號: C23F11/04
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司 33101
• 代理人: 張羽振

技術領域

本發(fā)明涉及一種復配緩蝕劑及其制備方法，更具體說，它涉及一種適用于高溫強酸腐蝕介質的復配緩蝕劑及其制備方法。

背景技術

緩蝕劑是一種在很低的濃度下，能抑制金屬在腐蝕介質中的破壞過程的物質。在石油及天然氣的開采過程中，現(xiàn)階段常使用酸化壓裂技術來提高采收率。早期油井溫度一般不超過80℃，采用常規(guī)的復合緩蝕劑便可以使碳鋼腐蝕速率控制在施工允許的范圍內。伴隨著石油工業(yè)高速發(fā)展，后期開采井下溫度高達200℃左右，用高濃度鹽酸在這樣高溫超深井中進行油氣井酸化壓裂雖然能提高油井采收率，但對緩蝕劑提出了更高更嚴格的要求，要求緩蝕劑必須要耐高溫。

高溫緩蝕劑在成分上和低溫緩蝕劑類似，只是加入了增強劑，如炔醇類化合物、可溶性碘鹽、銅鹽、錫鹽、汞鹽等。然而，隨著人們對環(huán)境保護和安全意識的加強，炔醇類化合物因其劇毒性已很少使用，其它金屬鹽類也因其環(huán)境不友好性退出市場。亞麻籽油以其特殊的結構被用來合成高溫酸化緩蝕劑，已見文獻報道《金屬表面防護性涂層評價及緩蝕劑技術研究》，然而該文獻中介紹的亞麻籽油咪唑啉季銨鹽合成工藝比較復雜，產物難以提純且產率較低，單一亞麻籽油咪唑啉季銨鹽緩蝕劑緩蝕效果不高，溶解性也不好，需要進一步改進與優(yōu)化，以滿足工業(yè)應用。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術中的不足，提供一種成本低，環(huán)保性好的適用于高溫強酸腐蝕介質的復配緩蝕劑及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的。這種適用于高溫強酸腐蝕介質的復配緩蝕劑，所述復配緩蝕劑由脲基亞麻籽油咪唑啉季銨鹽、亞麻籽油曼尼希堿、苯并三氮唑、碘化鉀和乳化劑OP-21組成，其質量分數(shù)分別為：脲基亞麻籽油咪唑啉季銨鹽35%-45%、亞麻籽油曼尼希堿30%-40%、碘化鉀10%-15%、乳化劑5%-10%、異丙醇10%-15%，各組份百分含量之和為100%；所述脲基亞麻籽油咪唑啉季銨鹽的分子結構式為：

其中R包括R1、R2、R3和R4；

亞麻籽油曼尼希堿的分子結構式為：

其中R包括R1、R2、R3和R4；

這種適用于高溫強酸腐蝕介質的復配緩蝕劑的應用，按照每100g腐蝕介質中含有0.1–1g復配型緩蝕劑的比例，將復配型緩蝕劑添加到腐蝕介質中。

作為優(yōu)選：所述的腐蝕介質為強酸性腐蝕介質。

作為優(yōu)選：所述的腐蝕介質為質量分數(shù)15%-25%HCl水溶液。

作為優(yōu)選：所述的腐蝕介質為質量分數(shù)10%-20%HCl+1%-5%HF水溶液。

作為優(yōu)選：所述強酸性介質中的使用溫度為5–220℃。

這種高溫強酸腐蝕介質的復配緩蝕劑的制備方法，包括以下幾個步驟：

步驟一：脲基亞麻籽油咪唑啉季銨鹽的制備；

按摩爾比例1:1–1:3的亞麻籽油和三乙烯四胺溶于二甲苯溶劑，每摩爾亞麻籽油加入二甲苯體積為20–40ml，在氮氣保護下緩慢加熱到100-150℃，同時加入濃硫酸催化劑，在100-150℃下反應3–4小時，所述的催化劑的加入量為每摩爾亞麻籽油中加入0.1–0.5ml，反應結束后蒸餾出二甲苯；待冷卻至80-110℃時開始對整個反應裝置抽真空，并緩慢升溫至120-200℃，至收集得到理論產量的水，所得產物為亞麻籽油咪唑啉；

接著降溫至100-160℃，按摩爾比例1:0.5–1:1.5混合亞麻籽油咪唑啉與硫脲，在機械攪拌條件下冷凝回流4–6h，得到脲基亞麻籽油咪唑啉產物。再次降溫至80-130℃，再按摩爾比例1:0.5–1:2將脲基亞麻籽油咪唑啉產物與氯化芐混合，在機械攪拌條件下冷凝回流6-12h，得到最終產物脲基亞麻籽油咪唑啉季銨鹽；

反應方程式為：

R包括R1、R2、R3和R4；

所述的脲基亞麻籽油咪唑啉季銨鹽緩蝕劑為粘稠的黃色油狀液體，微溶于水，純度為50–80%。

步驟二：亞麻籽油曼尼希堿緩蝕劑的制備；