[发明专利]腐蚀抑制剂

说明书

本发明涉及磺基琥珀酸盐作为腐蚀抑制剂的用途，尤其在油田应用中的用途。

发明背景

磺基琥珀酸盐为基于磺基琥珀酸的一类表面活性剂。有两种类型的磺基琥珀酸盐：半酯(或单酯)和二酯。这两类磺基琥珀酸盐如下所示，以钠作为阳离子。然而，已知还可以使用其他阳离子来代替钠以提供中和的盐产物，例如钾、镁或铵。

磺基琥珀酸盐还可以基于用于其制备的原料而分为两类:(i)由脂肪烷醇酰胺(包括烷氧基化的烷醇酰胺)而衍生的磺基琥珀酸盐，和(ii)由脂肪醇(包括烷氧基化的醇)而衍生的磺基琥珀酸盐。这些原料对磺基琥珀酸盐中的R基具有影响。

已知，半酯磺基琥珀酸盐用作温和添加剂、泡沫促进剂，和诸如香波和洗面液及沐浴露的皮肤和头发护理产品中的流变改性剂。二酯磺基琥珀酸盐，更是已知为工业润湿剂、分散剂和乳化剂。

典型的半酯磺基琥珀酸盐通过以下过程制备的：使脂肪烷醇酰胺(或者乙氧基化的脂肪烷醇酰胺)或者脂肪醇(或者乙氧基化或者丙氧基化的脂肪醇)与马来酸酐反应以形成中间体半酯。然后，中间体半酯与亚硫酸氢盐(例如亚硫酸氢钠或钾)反应而形成磺基琥珀酸盐。

二酯磺基琥珀酸盐通过类似步骤，但是以两平衡量的脂肪烷醇酰胺、乙氧基化的烷醇酰胺、脂肪醇或乙氧基化和/或丙氧基化的醇与马来酸酐反应以形成中间体二酯，然后，与亚硫酸氢盐(例如亚硫酸氢钠或钾)反应而形成二酯磺基琥珀酸盐。

由脂肪烷醇酰胺制备半酯磺基琥珀酸盐的示例性反应式示于图1中。

已知，钢材或其他金属表面在含水环境，尤其是酸性含水环境中可以腐蚀，例如在地下井所发现的那些，其可以通过含有高浓度的腐蚀性材料，诸如硫化氢、二氧化碳、食盐水等的形成物。

合金技术和电镀可以得到能够承受与腐蚀性环境进行某些偶然接触的材料，但在许多工业应用(如油气勘探、回收和精炼，以及化学加工)中，与腐蚀性环境会具有更长时间的接触。特别是，在石油或天然气井的工作过程中，在制备区中的各种管道和其它组件会遇到相当大的酸性腐蚀。

因此，腐蚀抑制剂广泛应用于石油和天然气生产井和管道中以减少金属部件的腐蚀，并因此防止所导致的生产设备的故障。

咪唑啉常用作腐蚀抑制剂，并且被视为工业标准，但已知具有较差的水生毒性。

因此，对具有改进的水生毒性和生物降解性的腐蚀抑制剂有持续的需要，以用于石油和天然气工业和其他工业应用。

发明概述

本发明首先提供磺基琥珀酸盐作为腐蚀抑制剂的用途。

具体而言，磺基琥珀酸盐可用于抑制金属部件在与含水流体接触时的腐蚀，以防止或减低金属部件的腐蚀。

在第二个方面，本发明还提供防止或减低金属部件在与含水流体接触时的腐蚀的方法，其中所述方法包括：

-提供磺基琥珀酸盐；和

-将磺基琥珀酸盐施加到金属部件上，或者将磺基琥珀酸盐加入到与金属部件接触的含水流体之中。

磺基琥珀酸盐与非离子型、阴离子型和两性型腐蚀抑制剂具有良好的相容性，因此使得所制备的腐蚀抑制剂配制品包含两种或更多种不同腐蚀抑制剂的组合物。

因而，在第三个方面，提供了包含磺基琥珀酸盐和不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂的腐蚀抑制剂配制品。

磺基琥珀酸盐令人惊讶地认为是有效腐蚀抑制剂。此外，它们具有比咪唑啉低的水生毒性。关于磺基琥珀酸盐的信息可参见第九章，Anionic surfactants，版本：H W Stache，Surfactant Science Series，第56卷，Marcel Dekker(1996)。对于二辛基磺基琥珀酸盐型磺基琥珀酸盐，具体数据还可以从European Commission’s Detergent Ingredient Database(DID)(2007年1月版)中获得。

另一个优点是磺基琥珀酸盐可以制成具有大于700Da的分子量，这意味着它们可以归类为非生物累积的(根据OSPAR Guidelines for Completing the Harmonised Offshore Chemical Notification Format (HOCNF)(参考号：2008-5)，第38段)。

此外，磺基琥珀酸盐的有利之处在于它们为生物可降解的，并且可以通过水解、酸或碱而断裂。

因此，磺基琥珀酸盐比已知的腐蚀抑制剂具有许多优点。

发明详述

本发明所用的磺基琥珀酸盐可以是单酯磺基琥珀酸盐或二酯磺基琥珀酸盐。