[发明专利]一种水溶性双咪唑啉缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水溶性双咪唑啉缓蚀剂及其制备方法，其技术方案是：将有机酸、多胺在二甲苯作携水剂的条件下，140～160℃酰胺化反应2h后继续升温到200～220℃环化反应6h得到咪唑啉中间体；然后在80～90℃下与季铵化试剂反应5h即得到水溶性双咪唑啉缓蚀剂。本发明的缓蚀剂具有双咪唑啉结构，拥有双倍官能团，具有水溶性好、高表面活性的特点，可以与金属表面产生多中心吸附，缓蚀率高，成本低廉，此外还兼具溶解分散等作用。

技术领域

本发明涉及油田化学品技术领域，具体涉及一种水溶性双咪唑啉缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

在油气田开发过程中，油井腐蚀一直是制约采油顺利进行的一个重要因素。据统计，我国石油工业每年由于腐蚀造成的直接经济损失达数亿元，更严重的还会造成油气井减产、原油气泄漏、地下储层的破坏甚至是人员伤亡。CO₂作为油气伴生气或天然气的组分之一存在于油气之中，而目前油气田普遍使用的管线设备多为钢铁所制，其抗CO₂腐蚀性能较差，因此油气工业中普遍存在的CO₂腐蚀，一直困扰着石油开采工业。

目前，我国现在许多大型油田已进入中后开采期，采用水驱、CO₂驱等方法增加采收率的同时也面临着油气集输系统管线、设备的严重腐蚀，高含CO₂的腐蚀防护已成为油气田开采工业急需解决的重大问题。在各种防腐方法中，加注缓蚀剂是一种经济、高效且便捷的防腐措施，广泛应用于油气生产中的各个防腐环节。咪唑啉类缓蚀剂因其能有效抑制CO₂腐蚀且自身低毒、热稳定性好等特点而广泛使用。

现今咪唑啉的合成主要通过C12以上的脂肪酸和多胺经过酰胺化环化反应得到，工艺已十分成熟，但其水溶性不好。为了增加咪唑啉缓蚀剂的水溶性，将其进行季铵化处理。常用的季铵化试剂有氯化苄、二氯苄硫酸二甲酯或碳酸二甲酯，其具有一定的毒性且污染环境，缓蚀效果也不佳。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种水溶性双咪唑啉缓蚀剂及其制备方法，目的是为了解决现有缓蚀剂在油气集输过程中面对高含CO₂腐蚀环境缓蚀效果不理想、缓蚀剂毒性大而提供一种具有高缓蚀率的水溶性双咪唑啉缓蚀剂。

本发明采用下述的技术方案：

一种水溶性双咪唑啉缓蚀剂，所述缓蚀剂结构式如下：

所述R为含有11～17个碳原子的脂肪酸基；

所述R₁为H和CH₂CH₂OH中的一个；

所述R₂为-(CH2)₆-和。

一种水溶性双咪唑啉缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将有机酸、多胺在二甲苯作携水剂的条件下，140-160℃酰胺化反应2h后继续升温到200～220℃环化反应6h得到咪唑啉中间体，其化学反应式如下：

S2：将S1中制得的咪唑啉中间体在80-90℃下与季铵化试剂反应5h即得到水溶性双咪唑啉缓蚀剂，其化学反应式如下：

进一步的，所述步骤S1中有机酸与多胺的摩尔比为1:1.2。

进一步的，所述携水剂二甲苯的加量为20％。

进一步的，所述步骤S2中咪唑啉中间体与季铵化试剂的摩尔比为2:0.8。

进一步的，所述步骤S1中的有机酸为月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和油酸中的一种。

进一步的，所述步骤S1中的多胺为羟乙基乙二胺和乙二胺中的一种。