CN102234502B - 一种缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种缓蚀剂，由以下组份组成：改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品、溶剂，其中改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品的质量比为(20～50)∶(1～2)∶(1～12)∶(1～5)∶(2～4)，所述溶剂的质量占总质量的比例为30～70％。本发明还公开了上述缓蚀剂的制备方法，其步骤是：将所述改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品加入溶剂中，搅匀后制得缓蚀剂。本发明所公开的缓蚀剂对近中性油田水体系(pH值5～6.8)的CO2腐蚀有很好的缓蚀作用。
Description
技术领域
本发明涉及缓蚀剂领域，特别是涉及一种适用于近中性油田水体系(pH值5～6.8)的CO2腐蚀的水溶性缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
在油气开采和输运过程中，CO2常作为天然气或石油伴生气的组分存在于油气中，再加上CO2驱采油技术的大量应用，各种金属设备和管道遭到了剧烈的酸性腐蚀，从而导致材料性能的恶化和设备的寿命减短，造成了巨大经济损失，另外，腐蚀还往往会导致人员伤亡以及严重的环境污染。据估计，如果防腐蚀技术得到充分地应用，腐蚀损失的30％～40％可以被挽回。因此，加强腐蚀与防护的研究可为石油工业带来巨大的经济效益。目前，众多的CO2腐蚀控制技术大致可归为三类：耐蚀材料的选择、内壁涂层或衬里、加注缓蚀剂。国内外的实践经验表明，在这三类腐蚀控制技术中，缓蚀剂保护技术是一种经济有效而通用性强的金属腐蚀控制方法，其优点是用量少，加药设备简单，容易实施。酸性介质中的CO2腐蚀，国内外已经做了不少工作，并且已经研究出许多高效的缓蚀剂，但是还没有一种有效的缓蚀剂可适用于近中性油田水体系(pH值5～6.8)的CO2腐蚀。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种缓蚀剂，对近中性油田水体系(pH值5～6.8)的CO2腐蚀有很好的缓蚀作用。
本发明的目的之二是提供上述缓蚀剂的制备方法。
本发明的目的之一是这样实现的：
一种缓蚀剂，其特征在于由以下组份组成：
改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品、溶剂，其中改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品的质量比为(20～50)∶(1～2)∶(1～12)∶(1～5)∶(2～4)，所述溶剂的质量占总质量的比例为30～70％。
所述的溶剂可以是水或醇或其混合物，其中醇优选异丙醇。
本发明的目的之二是这样实现的：
将所述改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品加入溶剂中，搅匀后制得缓蚀剂。
其中改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品的质量比为(20～50)∶(1～2)∶(1～12)∶(1～5)∶(2～4)，所述溶剂的质量占总质量的比例为30～70％。所述的溶剂可以是水或醇或其混合物，其中醇优选异丙醇。
本发明所述改性咪唑啉衍生物的合成方法为：脂肪酸、有机胺在160～230℃下反应3～5小时，降温至50～60℃；加入二硫化碳，在40～70℃下反应2～4小时，加入甲醛，搅拌至不再放热，加入亚磷酸，升温至80～90℃下反应1～2小时，制得改性咪唑啉衍生物；其中，脂肪酸、有机胺、二硫化碳、甲醛、亚磷酸的摩尔比为1∶(1～1.1)∶1∶(1～2)∶(0.5～2)。
所述的脂肪酸优选月桂酸或油酸或其混合物。所述的有机胺优选四乙烯五胺或多乙烯多胺。
由上可见，与现有技术相比，本发明有如下有益效果：
本发明中的改性咪唑啉衍生物具有N、S、P、O等多个吸附基团，与金属的结合力很强，因此具有很好的缓蚀性能，此外，本发明中各组分的水溶性均比较好，适用于近中性油田水体系(pH值5～6.8)的CO2腐蚀。
具体实施方式
下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例一
按照下列步骤制备缓蚀剂：
月桂酸、四乙烯五胺在160℃下反应3小时，降温至50℃；加入二硫化碳，在40℃下反应2小时，加入甲醛，搅拌至不再放热，加入亚磷酸，升温至80℃下反应1小时，制得改性咪唑啉衍生物；其中，月桂酸、四乙烯五胺、二硫化碳、甲醛、亚磷酸的摩尔比为1∶1∶1∶1∶0.5。
将改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品按按质量比为20∶2∶12∶5∶4加入异丙醇中，异丙醇的质量含量为57％，搅匀后得到缓蚀剂产品A。
实施例二
按照下列步骤制备缓蚀剂：
月桂酸、多乙烯多胺在230℃下反应5小时，降温至60℃；加入二硫化碳，在70℃下反应4小时，加入甲醛，搅拌至不再放热，加入亚磷酸，升温至90℃下反应2小时，制得改性咪唑啉衍生物；其中，月桂酸、多乙烯多胺、二硫化碳、甲醛、亚磷酸的摩尔比为1∶1.1∶1∶2∶2。
将改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品按质量比为50∶1∶1∶1∶2加入水中，水的质量含量为45％，搅匀后得到缓蚀剂产品B。
实施例三
按照下列步骤制备缓蚀剂：
油酸、多乙烯多胺在200℃下反应4小时，降温至55℃；加入二硫化碳，在60℃下反应3小时，加入甲醛，搅拌至不再放热，加入亚磷酸，升温至85℃下反应1.5小时，制得改性咪唑啉衍生物；其中，油酸、多乙烯多胺、二硫化碳、甲醛、亚磷酸的摩尔比为1∶1.05∶1∶1.5∶1。
将改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品按质量比为36∶1.5∶6.5∶3∶3加入异丙醇中，异丙醇的质量含量为50％，搅匀后得到缓蚀剂产品C。
实施例四
按照下列步骤制备缓蚀剂：
月桂酸、四乙烯五胺在180℃下反应3.5小时，降温至52℃；加入二硫化碳，在50℃下反应2.5小时，加入甲醛，搅拌至不再放热，加入亚磷酸，升温至82℃下反应1.2小时，制得改性咪唑啉衍生物；其中，油酸、多乙烯多胺、二硫化碳、甲醛、亚磷酸的摩尔比为1∶1.02∶1∶1.2∶1.5。
将改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品按质量比为49∶1.25∶12.25∶4∶3.5加入水和异丙醇的混合物中，水和异丙醇的混合物的质量含量为30％，搅匀后得到缓蚀剂产品D。
实施例五
按照下列步骤制备缓蚀剂：
月桂酸和油酸的混合物、四乙烯五胺在220℃下反应4.5小时，降温至58℃；加入二硫化碳，在55℃下反应3.5小时，加入甲醛，搅拌至不再放热，加入亚磷酸，升温至88℃下反应1.8小时，制得改性咪唑啉衍生物；其中，月桂酸和油酸的混合物、多乙烯多胺、二硫化碳、甲醛、亚磷酸的摩尔比为1∶1.08∶1∶1.8∶1.6。
将改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品按质量比为22∶1.35∶2.15∶2∶2.5加入异丙醇中，异丙醇的质量含量为70％，搅匀后得到缓蚀剂产品E。
试验例：
为了检验本发明的缓蚀效果，取上述实施例一至五所得到的缓冲剂产品，采用电化学测试方法对其缓蚀率进行测定。实验所用材质为N80碳钢；电化学测试样为圆柱电极，工作面积为0.636cm2，非工作面积以环氧树脂封涂，室温固化24小时。测试前，工作面依次用600#、1000#氧化铝砂纸打磨，再经金相砂纸打磨至表面光亮，然后用丙酮、无水乙醇擦拭。试验使用CS-300恒电位仪，采用三电极体系，以N80钢电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂电极为辅助电极，电位扫描范围为-0.2V～+0.2V，扫描速度为0.5mV/s。测试体系为：24.6g/L NaCl，217mg/L NaHCO3的饱和CO2体系，pH值为5.5。试验结果如下：
| 名称 | 浓度(ppm) | 腐蚀电流密度(10-5A/cm2) | 腐蚀速率(mm/a) | 缓蚀率(％) |
| 空白 | 11.378 | 1.3383 | ||
| A | 30 | 1.643 | 0.1932 | 85.56 |
| B | 30 | 1.562 | 0.1837 | 86.27 |
| C | 30 | 2.164 | 0.2545 | 80.98 |
| D | 30 | 1.553 | 0.1827 | 86.35 |
| E | 30 | 1.838 | 0.2164 | 86.73 |
由上表可以看出，5个缓蚀剂产品的缓蚀率都比较高，可以说本发明所述的缓蚀剂对近中性油田水体系(pH值5～6.8)的CO2腐蚀有很好的缓蚀作用。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (8)
1.一种缓蚀剂，其特征在于由以下组份组成：
改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品、溶剂，其中改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品的质量比为(20～50)∶(1～2)∶(1～12)∶(1～5)∶(2～4)，所述溶剂的质量占总质量的比例为30～70％；所述改性咪唑啉衍生物的合成方法为：脂肪酸、有机胺在160～230℃下反应3～5小时，降温至50～60℃；加入二硫化碳，在40～70℃下反应2～4小时，加入甲醛，搅拌至不再放热，加入亚磷酸，升温至80～90℃下反应1～2小时，制得改性咪唑啉衍生物；其中，脂肪酸、有机胺、二硫化碳、甲醛、亚磷酸的摩尔比为1∶(1～1.1)∶1∶(1～2)∶(0.5～2)。
2.根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征是：所述的溶剂为水或醇或其混合物。
3.根据权利要求2所述的缓蚀剂，其特征是：所述的溶剂为异丙醇。
4.一种权利要求1所述的缓蚀剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：
将所述改性咪唑啉衍生物、1，4-丁炔二醇、硫脲、十二烷基苯磺酸钠、乌洛托品加入溶剂中，搅匀后制得缓蚀剂。
5.根据权利要求4所述的缓蚀剂的制备方法，其特征是：所述的溶剂为水或醇或其混合物。
6.根据权利要求4所述的缓蚀剂的制备方法，其特征是：所述的溶剂为异丙醇。
7.根据权利要求4所述的缓蚀剂的制备方法，其特征是：所述的脂肪酸为月桂酸或油酸或其混合物。
8.根据权利要求4所述的缓蚀剂的制备方法，其特征是：所述的有机胺为四乙烯五胺或多乙烯多胺。
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