[發(fā)明專利]一種復(fù)合咪唑啉緩蝕劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710322690.6
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN107190265A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李家俊;劉玉民;吳濤;曹陽;劉學(xué)敏;仇進(jìn)城
• 申請（專利權(quán)）人: 天津正達(dá)科技有限責(zé)任公司;中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院有限公司;中海油能源發(fā)展股份有限公司
• 主分類號: C23F11/14
• 分類號: C23F11/14;C07D233/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油田化學(xué)品領(lǐng)域,具體涉及到一種復(fù)合咪唑啉緩蝕劑及其制備方法。

背景技術(shù)

原油開采、生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過程中一直伴隨著金屬腐蝕的發(fā)生，從原油輸送管線到生產(chǎn)工藝設(shè)備都會(huì)遭到不同程度的金屬腐蝕，它們給油田穩(wěn)定生產(chǎn)帶來了巨大的安全隱患，嚴(yán)重的會(huì)造成原油輸送管線腐蝕穿孔，導(dǎo)致環(huán)境嚴(yán)重污染。腐蝕發(fā)生的主要原因是，油水混合液中所含的H₂S、CO₂和高鹽類等腐蝕介質(zhì)的直接侵蝕，從而引起的電化學(xué)腐蝕、氫脆等金屬腐蝕。

緩蝕劑控制金屬腐蝕是油田開采行業(yè)普遍采用的行之有效的方法，其中使用最廣泛和收效最顯著的緩蝕劑是咪唑啉類緩蝕劑。但是，當(dāng)前使用的咪唑啉類緩蝕劑普遍適用于硫化氫和二氧化碳共存體系下的腐蝕環(huán)境。目前，油田生產(chǎn)中出現(xiàn)的典型案例是：原油采出端處于純二氧化碳腐蝕環(huán)境，在原油輸送、生產(chǎn)和儲(chǔ)存過程中，由于硫酸鹽還原菌的滋生產(chǎn)生硫化氫，從而造成生產(chǎn)系統(tǒng)、輸送管線和儲(chǔ)存艙室中出現(xiàn)硫化氫和二氧化碳共存的腐蝕，因此，研發(fā)在這兩種環(huán)境下的均具有高效性能的緩蝕劑具有重要實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有咪唑啉類緩蝕劑不能在純二氧化碳環(huán)境下和硫化氫與二氧化碳共存環(huán)境下同時(shí)具有良好緩蝕性能的局限性。

本發(fā)明分別進(jìn)行咪唑啉的季胺化和咪唑啉的醚化反應(yīng)，先選擇性的合成了具有兩個(gè)咪唑啉環(huán)的季胺鹽增強(qiáng)了在硫化氫和二氧化碳共存環(huán)境下產(chǎn)品的緩蝕性能，通過選擇性的咪唑啉醚化反應(yīng)合成了一種在純二氧化碳環(huán)境下具有優(yōu)異緩蝕性能的咪唑啉醚化衍生物，并且在此基礎(chǔ)上進(jìn)行復(fù)配增效研究，制備了一種復(fù)合咪唑啉緩蝕劑，可以解決上述兩種不同環(huán)境下的金屬腐蝕問題，在原油開采、生產(chǎn)和儲(chǔ)運(yùn)過程中具有普遍適用性，避免使用兩種不同的緩蝕劑，對油田穩(wěn)定生產(chǎn)具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

一種復(fù)合咪唑啉緩蝕劑，其特征是由咪唑啉化合物Ⅱ和咪唑啉化合物Ⅲ、乙二醇和水混合而成；咪唑啉化合物Ⅱ的重量百分比為20％-30％，咪唑啉化合物Ⅲ的重量百分比為20％-30％、乙二醇的重量百分比為5％，其余為水；

上述咪唑啉化合物Ⅱ是多咪唑啉的季胺鹽，其通式為：

上述咪唑啉化合物Ⅲ是咪唑啉醚化后的衍生物，其通式為：

其中R為十五烷基、十七烷基、十七烯基、環(huán)己烯基、苯基中的一種，優(yōu)選十七烯基；n為2、3、4或5。

本發(fā)明還提供了上述復(fù)合啉緩蝕劑的制備方法，包括步驟如下：

1)將咪唑啉化合化合物Ⅰ和1,4-雙(氯甲基)苯按照1.8-2.2：1的摩爾比加入到裝有攪拌、冷凝器、分水器及溫度計(jì)的高溫反應(yīng)釜內(nèi)，加入適量催化劑，通N₂排除體系內(nèi)空氣，開攪拌并逐漸升溫，控制溫度在135-140℃反應(yīng)2-3小時(shí)，得到咪唑啉化合物Ⅱ；

催化劑為：氫氧化鉀、氫氧化鈉、甲醇鈉；

2)咪唑啉化合物Ⅰ與環(huán)氧丙烷反應(yīng)生成咪唑啉化合物Ⅲ

在裝有攪拌、冷凝器、分水器及溫度計(jì)的高溫反應(yīng)釜內(nèi)，加入適量催化劑，通N₂排除體系內(nèi)空氣，將咪唑啉化合化合物Ⅰ和環(huán)氧丙烷按照1：4-6的摩爾比加入到反應(yīng)釜內(nèi)，控制溫度在125-130°反應(yīng)2-4小時(shí)，卸壓降溫后，得到咪唑啉化合物Ⅲ；

催化劑為：氫氧化鉀、氫氧化鈉、甲醇鈉；

3)咪唑啉化合物Ⅱ、咪唑啉化合物Ⅲ、醇和水按照上述比例進(jìn)行復(fù)配，制得復(fù)合咪唑啉緩蝕劑。

本發(fā)明復(fù)合咪唑啉緩蝕劑的水溶性好，在純二氧化碳環(huán)境下和硫化氫與二氧化碳共存環(huán)境下兼具良好的緩蝕性能，有效抑制采油生產(chǎn)過程中金屬腐蝕的發(fā)生，具有普適性。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明所涉及的原料均為市售商品或已知化合物，實(shí)施例1-3中涉及的咪唑啉化合物I采用以下方法自己制備得到：

將多乙烯多胺和有機(jī)酸按照1.15-1.2：1的摩爾比加入到裝有攪拌、冷凝器、分水器及溫度計(jì)的高溫反應(yīng)釜內(nèi)，加入帶水劑二甲苯，通N₂排除體系內(nèi)空氣，開攪拌并逐漸升溫，控制溫度在130-135℃下反應(yīng)1.5-3小時(shí)，再繼續(xù)升溫至235℃保溫2-3小時(shí)，直至將二甲苯和多余的物料蒸出完畢，得到咪唑啉化合物Ⅰ。其中多乙烯多胺為二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、五乙烯六胺中的一種，優(yōu)選三乙烯四胺；有機(jī)酸選自月桂酸、硬脂酸、十八(碳)烯酸中的一種，優(yōu)選十八(碳)烯酸。

反應(yīng)式如下：