[發明專利]一種金屬離子液體緩蝕劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201711011736.9
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107603588A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發明（設計）人: 謝土根
• 申請（專利權）人: 浙江星豐科技有限公司
• 主分類號: C09K8/74
• 分類號: C09K8/74;C07D233/58
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及金屬防腐領域，尤其涉及一種金屬離子液體緩蝕劑及其制備方法。

背景技術

油氣井酸化已經成為國內外油氣田增產的主要措施之一，但是在酸化過程中，在油管注入酸的過程中，酸液會造成油氣井管材和井下設備金屬腐蝕，有時還可能導致井下油套管設備坑蝕及腐蝕斷裂，造成突發性事故，同時被溶蝕的金屬離子在酸化后，隨著pH值升高，產生氫氧化物沉淀，對地層造成嚴重的傷害，因此酸液中必須加入緩蝕劑。

緩蝕劑作為一種經濟適用和高效的防腐蝕方法，在保護資源、減少材料損失方面起著重要的作用。近些年來，基于環境保護和可持續發展戰略的需要，環境友好的緩蝕劑成為未來緩蝕劑發展的重要方向。現有的緩蝕劑大多都具有毒副作用，在生產和使用過程中對操作人員和生態環境存在較大危害，不滿足當今綠色化學的發展要求。離子液體幾乎沒有蒸氣壓、不揮發、無色、無味；具有較大的穩定溫度范圍和較好的化學穩定性；同時極易溶于水有望成為新一代的“綠色緩蝕劑”。

申請號為201310545698.0的中國專利公開了一種咪唑鹽離子液體酸化緩蝕劑及其制備方法與應用，該離子液體緩蝕劑在70℃以下對N80鋼片腐蝕具有較好的抑制效果，解決了現有緩蝕劑毒副作用大的不足。

但是高溫油氣井酸化作業溫度在93℃以上，因此耐高溫酸化緩蝕劑的開發越來越顯的重要。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種金屬離子液體緩蝕劑及其制備方法，耐高溫性能好，對金屬腐蝕具有良好的抑制效果，是一種高效環保的油氣井酸化緩蝕劑。

本發明的具體技術方案為：金屬離子液體緩蝕劑是具有以下結構的化合物：

化合物的陽離子中含有N原子，其孤對電子能夠與金屬的空d軌道配位，在金屬表面形成吸附層，把金屬的活性中心覆蓋，阻止酸化過程中酸液或雜質對金屬的腐蝕，該類化合物的分解溫度均在220攝氏度以上，高溫下性質穩定，適用于高溫作業的金屬緩蝕。

作為優選，所述結構中M為Cu²⁺，Mn²⁺，Fe²⁺，Zn²⁺，Ni²⁺和Co²⁺中的一種。

針對所要保護的不同金屬，可以選擇含有相應金屬離子的緩蝕劑，提高酸液中該金屬離子的濃度，減緩金屬的腐蝕速率。

作為優選，所述結構中R₁為C₁-C₈的脂肪烴。

作為優選，所述結構中R₂為C₄-C₁₆的脂肪烴。

長鏈取代基可在吸附膜表面形成一層有一定厚度的分子膜，保證緩蝕性能，并且可根據需要選擇不同的取代基團，調節緩蝕劑的熔點、粘度、體積和吸附強度。

作為優選，化合物的熔點為20-60℃。

本發明還提供了金屬離子液體緩蝕劑的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

1)將六氟乙酰丙酮與氨水在有機溶劑中混合，發生中和反應；

2)反應結束后加入二價金屬氯化物、溴化物、硫酸鹽或硝酸鹽中的一種進行配位反應；

3)加入含下列通式中陽離子的氯化鹽、溴化鹽、硫酸鹽、硝酸鹽中的一種，通過過濾，去除溶劑得到粗產品；

4)將得到的粗產品溶于有機溶劑，然后加入等體積的水，振蕩3-10分鐘，靜止分層，分液去掉水層，重復以上步驟3-5次，收集富離子液體相；

5)蒸發去除有機溶劑，所得產品真空干燥20-24h即得到金屬離子液體緩蝕劑。

作為優選，步驟1)中六氟乙酰丙酮與氨水的摩爾比為1∶1.5-2。

作為優選，步驟1)中的中和反應溫度為20-40℃。

作為優選，步驟2)中的配位反應溫度為60-80℃。

作為優選，步驟1)或2)中的反應時間為8-36h。

與現有技術對比，本發明的有益效果是：金屬離子液體由于是配位化合物，其高溫穩定性比普通離子液體更好，在高溫油氣井酸化等高溫作業環境下，能夠保持穩定結構，吸附在金屬表面，抑制腐蝕能力好。另外，本發明中的緩蝕劑含有金屬離子，能夠提高環境中金屬離子的勢能，再次提高緩蝕劑的抑制效果。該緩蝕劑適用范圍廣泛，尤其高溫下緩蝕性能好，是一種優良的金屬酸化緩蝕劑。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的描述。

實施例1