[发明专利]一种咪唑盐离子液体酸化缓蚀剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种咪唑盐离子液体缓蚀剂，是具有以下通式I结构的化合物：

式I中：R₁代表C1-C6的短链烷烃，R₂代表C10～C20的长链烷烃，Br代表溴元素，N代表氮元素。

2.如权利要求1所述的咪唑盐离子液体缓蚀剂，其特征在于式I中的R₁为-CH₃，-C₂H₅，-C₄H₉；R₂为-C₁₀H₂₃，-C₁₂H₂₅，-C₁₄H₂₉，-C₁₆H₃₃，-C₁₈H₃₇。

3.如权利要求1所述的咪唑盐离子液体缓蚀剂，其特征在于，通式I结构的化合物为1-十二烷基-3-甲基咪唑溴盐、1-十四烷基-3-甲基咪唑溴、1-十六烷基-3-甲基咪唑溴、1-十八烷基-3-甲基咪唑溴、1-十烷基-3-丁基咪唑溴盐、1-十四烷基-3-丁基咪唑溴盐,1-十六烷基-3-丁基咪唑溴盐。

4.权利要求1～3任一项所述的咪唑盐离子液体缓蚀剂的制备方法，包括步骤如下：

第一步：将咪唑与溴代正烷烃I按2～4:1摩尔比加入到高压反应釜中，所述溴代正烷烃I化学式为C_nH_2n+1Br，其中2≤n≤6；加入乙酸乙酯，其中乙酸乙酯加入量为咪唑和溴代正烷烃总摩尔比的15～20倍。将高压反应釜密封后置于恒温干燥箱中，在80～120℃下反应15～16h，将反应后的产物冷却至0℃后过滤，将滤后产物用乙酸乙酯重结晶后，用甲苯和正庚烷的混合溶剂洗涤2次，除去未反应的咪唑和溴代正烷烃。提纯后的产物在80℃的真空干燥箱中干燥6h得到N-烷基咪唑中间体C_n+3H_2n+4N₂，2≤n≤6；

第二步：将N-甲基咪唑或第一步反应制备的N-烷基咪唑中间体与溴代正烷烃II按1:1～1.2摩尔比加入到高压反应釜中，所述溴代正烷烃II化学式为C_nH_2n+1Br，其中10≤n≤20；加入乙酸乙酯溶剂，其中乙酸乙酯加入量为N-甲基咪唑或N-烷基咪唑中间体与溴代正烷烃II总摩尔比的15～20倍；将高压反应釜密封后置于恒温干燥箱中，在130℃下反应10～16h，得到粗产物，粗产物用甲苯洗涤纯化后得到相应长链烷基咪唑盐离子液体。

5.如权利要求4所述的咪唑盐离子液体缓蚀剂的制备方法，其特征在于第一步所述甲苯和正庚烷的混合溶剂中甲苯和正庚烷体积比1:4。

6.权利要求1～3任一项所述的咪唑盐离子液体在油田中的应用，所述咪唑盐离子液体作为酸化缓蚀剂在温度≥60℃高温条件下用于油井酸化过程中，用于防止酸液对管道、金属设备及井下管柱的腐蚀。

7.如权利要求6所述的咪唑盐离子液体在油田中的应用，其特征在于，将所述咪唑盐离子液体加入到油井酸化体系中，pH<1，使得咪唑盐离子液体的浓度为150-250mg/L。

8.如权利要求6所述的咪唑盐离子液体在油田中的应用，其特征在于，所述咪唑盐离子液体缓蚀剂质量浓度为200mg/L时，在质量分数为10-20%的HCl环境中抑制N80钢片的腐蚀。

9.如权利要求6所述的咪唑盐离子液体在油田中的应用，其特征在于，在温度70℃高温条件下油井酸化过程中，所述咪唑盐离子液体缓蚀剂中的1-十八烷基-3-甲基咪唑溴对管道、金属设备及井下管柱的抑制腐蚀能力最好。