[发明专利]聚乙二醇桥联环糊精缓蚀剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于油气田钢铁管道防止腐蚀的聚乙二醇桥联环糊精缓蚀剂及制备方法。

背景技术

压裂和酸化是提高油气田采收率的重要方法。但是，钻井废水和压裂酸化废水是石油天然气企业主要污染源。目前，水处理的技术发展还不是很完善，废水中含有的酸性离子和溶解盐会腐蚀钢铁管道。随着油田开采时间的增长和水质的不断恶化，导致石油管道的腐蚀程度加深，造成严重的安全隐患和经济损失。

目前国内油田注水管道系统主要采取的防腐措施有：化学防腐、镀层保护、除氧剂、杀菌剂、阴极保护、氮化防护及采用玻璃钢管材。其中采用化学防腐中的缓蚀剂是油田设备防腐最有效的手段之一。在介质中加人少量缓蚀剂，可显著降低金属材料的腐蚀速度，并可保持金属的物理机械性能不变。缓蚀剂具有成本低、操作简单、见效快、不改变设备机械性能、适合长期保护等特点。因此，采用缓蚀剂无疑是油气田设备的最佳防护措施之一，也是该领域中国内外学者研究的最多的防腐措施。国内外的油气田现场应用表明，加注缓蚀剂能大大提高油田设备的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是：为了避免油气田管道被腐蚀，提高采油的经济性和安全性，特提供一种聚乙二醇桥联环糊精缓蚀剂及制备方法。

为了达到上述目的，本发明采用将聚乙二醇桥联在环糊精之间。聚乙二醇性质稳定，能与多种溶剂相溶，是重要的缓蚀剂和除锈剂。此外，环糊精具有外腔亲水内腔疏水的特殊结构，可以吸附和包合油田废水中的杂质，加强了聚乙二醇对钢铁的缓蚀效果。该桥联环糊精缓蚀剂的化学名称为聚乙二醇桥联环糊精，其结构式为：

式中，n代表聚乙二醇的聚合度为8-22，符号表示环糊精为α-环糊精或者β-环糊精的结构单元。

本发明所述缓蚀剂的制备方法主要包括两步：(1)先将0.015-0.02mol的聚乙二醇溶解到0-50ml的二甲基亚砜溶剂中，置于干燥的三口烧瓶中，在搅拌条件下滴加0.03-0.04mol的氯化亚砜，冰水浴控制反应温度为-10℃，滴加氯化亚砜过程中反应器的温度保持在-10℃-0℃，回流反应时间为7h，将所得淡黄色混合液放置在通风厨中的旋转蒸发仪蒸馏48h，除去反应副产物硫化氢和盐酸等酸性气体，制得氯代聚乙二醇。（2）将0.015-0.02mol的上步制得的氯代聚乙二醇与0.03-0.04mol环糊精置于超声波搅拌器中充分搅拌20min。再将反应混合物加入到连接有尾气处理装置的反应器中，待反应温度升高至50℃时加入反应物总质量7-8%的氢氧化钠和0.2-0.3%的十二烷基苯磺酸钠作催化剂。最后将上述溶液混合均匀后，充氮气20min除去氧气，控制反应温度为60℃，搅拌反应时间为7-8h，将所得棕黄色混合液倒入烧杯中静置冷却1h，用稀盐酸将得到的溶液中和到pH=7，减压抽滤除去未反应的环糊精。再把所得滤液用无水乙醇洗3-5次，最后把所得固体在30℃的烘箱中干燥24h，制得白色固体粉末聚乙二醇桥联环糊精。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）聚乙二醇桥联环糊精制备方法简便可行，反应条件温和；（2）无毒环保，本发明使用的原料聚乙二醇和环糊精都无毒无害不会对油品造成污染；（3）对钢铁管道吸附能力强，缓蚀效率高。

附图说明：

图1为本发明聚乙二醇桥联环糊精缓蚀剂的红外光谱图。

具体实施方式：

下面通过实施例对本发明进一步说明。

实施例1

第一步：制备氯代聚乙二醇400。

先将21.5ml的聚乙二醇400溶液（聚乙二醇400为液态，400为其平均分子量，不需要用二甲基亚砜溶解）置于250mL干燥的三口烧瓶中，在搅拌条件下滴加8.72ml的氯化亚砜，冰水浴控制反应温度为-1℃，滴加氯化亚砜过程中反应器的温度保持在0℃以下。回流反应时间为7h，将所得淡黄色混合液放置在通风厨中的旋转蒸发仪蒸馏48h，除去反应副产物硫化氢、盐酸等酸性气体，制得氯代聚乙二醇400。

第二步：制备聚乙二醇400桥联β-环糊精。