[发明专利]一种油气田用缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及腐蚀与防护领域，特别涉及一种用于油气田的咪唑季铵盐类缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

在油气田开采和储运过程中，金属设备和管道常遭受到剧烈的腐蚀。腐蚀不仅造成巨大的经济损失，同时还会导致严重的安全事故，成为困扰石油天然气行业发展的难题。合理使用缓蚀剂已成为目前解决这一问题的一项经济而有效的防护技术。

应用在油气田的缓蚀剂主要类型有有机胺、酰胺、咪唑啉、松香胺、杂环化合物和有机硫类等，其中，以咪唑啉类用量最大。咪唑啉分子结构中含有氮五元杂环，它可以在金属表面形成单分子吸附膜，达到缓蚀的目的。关于咪唑啉类的缓蚀剂主要有以下两种：第一种技术以单环咪唑啉及其衍生物作为缓蚀剂主剂，代表性技术包括中国专利公开号为CN1144856C提供的咪唑啉含硫衍生物、中国专利公开号为CN101699268B提供的以羧酸盐型咪唑啉磷酸酯和松香基咪唑啉作为缓蚀剂主剂、中国专利公开号CN101705112A提供的以咪唑啉酰胺作为主剂的石油炼制领域应用的缓蚀剂。第二种技术以具有多个单环咪唑啉及其衍生物作为缓蚀剂主剂，代表性技术包括中国专利公告号为CN102321463A的专利提供的含硫双咪唑啉季铵盐，中国专利公告号为CN102162101A的专利提供的双环咪唑啉季铵盐，中国专利公告号为CN101921233A提供的一种树状咪唑啉季铵盐缓蚀剂及其制备方法。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

一是单环咪唑啉及其衍生物不够稳定，在有水存在的偏碱性环境下容易发生开环反应，并转化为酰胺而失去缓蚀效果；二是高温稳定性差，缓蚀性能受温度影响较大；三是在高流速介质冲刷下成膜性能较差，只能针对单一的气相或液相腐蚀介质，不能满足气液两相共存的腐蚀介质。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种菲啰啉并咪唑季铵盐类缓蚀剂及其制备方法。所述技术方案如下：

一方面，提供了一种油气田用缓蚀剂，所述缓蚀剂由以下重量百分比的组分组成：

菲啰啉并咪唑季铵盐20-75％，非离子表面活性剂l-5％，溶剂20-75％；

其中，菲啰啉并咪唑季铵盐的结构通式如式（I）所示：

          式（I）

式（I）中：

R₁代表：含有5-16个碳原子直链或带有支链的烷基或烯基；

R₂代表：甲基、苄基、对三氟甲基苄基或羟乙基；

R₃代表：氢、甲基、苄基、对三氟甲基苄基或羟乙基；

X^-代表：甲基磺酸根或氯根。

所述菲啰啉并咪唑季铵盐选自结构通式为式（I）的下述三种2-R₁-1,10-菲啰啉[5,6]并-1-R₂-1-R₃咪唑季铵盐中的一种或一种以上的组合：

结构通式如式（I）：

其中，

第一种中的R₁代表含有5-16个碳原子直链或带有支链的烷基或烯基，R₂代表甲基、苄基、对三氟甲基苄基或羟乙基，R₃代表甲基、苄基、对三氟甲基苄基或羟乙基，且式中R₂=R₃，X^-代表甲基磺酸根或氯根；

第二种中的R₁代表含有5-16个碳原子直链或带有支链的烷基或烯基，R₂代表甲基、苄基、对三氟甲基苄基或羟乙基，R₃代表氢，X^-代表甲基磺酸根或氯根；

第三种中的R₁代表含有5-16个碳原子直链或带有支链的烷基或烯基，R₂代表甲基、苄基、对三氟甲基苄基或羟乙基，R₃代表甲基、苄基、对三氟甲基苄基或羟乙基，且式中R₂≠R₃，X^-代表甲基磺酸根或氯根。

优选，所述菲啰啉并咪唑季铵盐选自所述三种2-R₁-1,10-菲啰啉[5,6]并-1-R₂-1-R₃咪唑季铵盐中的两种及两种以上的组合。

优选，所述非离子表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚和/或烷基酚聚氧乙烯醚。