[发明专利]一种抑制金属腐蚀的缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于油气田特别是高酸性气田生产中金属管线和设备腐蚀防护的缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

发明人对国内外背景技术进行了大量的文献检索工作。比如典型的国内专利CN1277240，此专利缓蚀剂是由咪唑啉含硫衍生物、烷基磷酸酯、炔醇、非离子表面活性剂和溶剂共同配方组成的产品。它也用于高含二氧化碳、高矿化度油井的腐蚀保护，但与本发明的结构组成不同，应用领域也没有针对高含硫化氢-高含二氧化碳-高矿化度的体系，它对膜持续时间也未做详细报道。因此本发明在使用环境和缓蚀剂剂型的选择上均与国内其他专利报道有所区别。

对于国外文献和专利的情况，发明人同样进行了专利检索。有SHELL OIL COMPANY公司等申请的用于高酸性气田的缓蚀剂专利，但其基本成分多为含杂环的季胺盐类或含烷基、芳香基团的硫醚类化合物。使用环境中H₂S含量最多到700mg/L，没有专利提到分压条件，且都没有给出缓蚀剂的膜持续时间。比如说美国专利USP H1,147，此专利的缓蚀剂是适用于含硫化氢的高酸性油气田生产管线的金属缓蚀剂，其主要成分为结构式为R—S—S—R1的硫醚类化合物，它与一种成膜型缓蚀剂配合使用，可以控制游离硫的腐蚀。对此缓蚀剂在82.2℃，氯化钠含量1000mg/L，硫化氢气体含量5％，二氧化碳气体含量30％，压力1000psi下用高压转轮进行了24小时测试，加量1000～5000mg/L时，对Rod 1018碳钢材质而言，可将腐蚀速率控制在0.49—3.675mm/y。它与本发明的药剂结构不同，且需要多种成分复配使用，产品组成复杂、费用高，它对膜持续时间也未做详细报道。

发明内容

本发明的目的是发明一种能够控制在高含硫化氢—高含二氧化碳—高矿化度腐蚀环境中的抑制金属腐蚀的缓蚀剂，它能够在NaCl含量高达5％，H₂S含量高达1000mg/L，CO₂含量高达800mg/L，并且含有Mg²⁺、Ca²⁺、CO₃^2-、HCO₃^-、SO₄^2-等离子的腐蚀介质中，在温度30～80℃的情况下使用良好，并可在H₂S分压1.5MPa，CO₂分压1.5MPa，总压10MPa，温度30～80℃的情况下仍旧发挥良好的腐蚀防护作用，可以用于大多数井下管线金属材质和地面油气集输管线金属材质的防腐。

本发明是抑制高酸性气田金属腐蚀的缓蚀剂，其基本构成是含硫咪唑啉的衍生物，包含一个咪唑啉环状结构，C₇～C₁₇的烷基支链、酰胺基团和巯基。

本发明缓蚀剂基本通式：

I式为：

其中：R₁是带支链或不带支链，饱和或不饱和的C₇-C₁₇的烷基或烷烯基；

R₂是-CO₂H、-SO₃H、-PO₃H₂、CO₂R₅、-CONH₂或-CONHR₅其中R₅是含1-8个碳原子的烷基、芳基、烷基芳基或环烷基；

n＝p＝1—5；

II式为：

其中：R₃是带支链或不带支链的饱和或不饱和的C₅-C₂₃的烷基或烷烯基、羟基、巯基或磷酸基；R₄是多烯多胺、C₂-C₁₀的二醇或三醇；

R₆是-CO₂H、-SO₃H、-PO₃H₂、-CO₂R₇、-CONH₂或-CONHR₇，其中R₇是含1-8个碳原子的支链或直链烷基、芳基、烷基芳基或环烷基；r＝q＝2—10；n＝1—5；