CN103314137B

CN103314137B - 腐蚀抑制剂

Info

Publication number: CN103314137B
Application number: CN201180058955.7A
Authority: CN
Inventors: A·费洛斯; K·阿奇曼; C·琼斯
Original assignee: Rhodia Operations SAS
Current assignee: Energy Solutions Usa LLC
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2031-12-08
Also published as: AU2011340268A1; GB201020798D0; EP2649220A1; CA2818744C; US20140135239A1; US9752236B2; BR112013014148A2; AU2011340268B2; EP2649220B1; DK2649220T3; CA2818744A1; WO2012076887A1; BR112013014148B1; CN103314137A; GB2486241A

Abstract

本发明提供了磺基琥珀酸盐作为腐蚀抑制剂的用途。具体而言，所述磺基琥珀酸盐可用于抑制与含水体系接触或将接触的金属部件的腐蚀，以防止或降低金属部件的腐蚀。所述磺基琥珀酸盐可用于抑制诸如烃工厂、化学工厂、水厂或造纸厂的工业含水体系，尤其是油田体系或与油相关的下游体系中金属部件的腐蚀。

Description

腐蚀抑制剂

本发明涉及磺基琥珀酸盐作为腐蚀抑制剂的用途，尤其在油田应用中的用途。

发明背景

磺基琥珀酸盐为基于磺基琥珀酸的一类表面活性剂。有两种类型的磺基琥珀酸盐：半酯(或单酯)和二酯。这两类磺基琥珀酸盐如下所示，以钠作为阳离子。然而，已知还可以使用其他阳离子来代替钠以提供中和的盐产物，例如钾、镁或铵。

磺基琥珀酸盐还可以基于用于其制备的原料而分为两类:(i)由脂肪烷醇酰胺(包括烷氧基化的烷醇酰胺)而衍生的磺基琥珀酸盐，和(ii)由脂肪醇(包括烷氧基化的醇)而衍生的磺基琥珀酸盐。这些原料对磺基琥珀酸盐中的R基具有影响。

已知，半酯磺基琥珀酸盐用作温和添加剂、泡沫促进剂，和诸如香波和洗面液及沐浴露的皮肤和头发护理产品中的流变改性剂。二酯磺基琥珀酸盐，更是已知为工业润湿剂、分散剂和乳化剂。

典型的半酯磺基琥珀酸盐通过以下过程制备的：使脂肪烷醇酰胺(或者乙氧基化的脂肪烷醇酰胺)或者脂肪醇(或者乙氧基化或者丙氧基化的脂肪醇)与马来酸酐反应以形成中间体半酯。然后，中间体半酯与亚硫酸氢盐(例如亚硫酸氢钠或钾)反应而形成磺基琥珀酸盐。

二酯磺基琥珀酸盐通过类似步骤，但是以两平衡量的脂肪烷醇酰胺、乙氧基化的烷醇酰胺、脂肪醇或乙氧基化和/或丙氧基化的醇与马来酸酐反应以形成中间体二酯，然后，与亚硫酸氢盐(例如亚硫酸氢钠或钾)反应而形成二酯磺基琥珀酸盐。

由脂肪烷醇酰胺制备半酯磺基琥珀酸盐的示例性反应式示于图1中。

已知，钢材或其他金属表面在含水环境，尤其是酸性含水环境中可以腐蚀，例如在地下井所发现的那些，其可以通过含有高浓度的腐蚀性材料，诸如硫化氢、二氧化碳、食盐水等的形成物。

合金技术和电镀可以得到能够承受与腐蚀性环境进行某些偶然接触的材料，但在许多工业应用(如油气勘探、回收和精炼，以及化学加工)中，与腐蚀性环境会具有更长时间的接触。特别是，在石油或天然气井的工作过程中，在制备区中的各种管道和其它组件会遇到相当大的酸性腐蚀。

因此，腐蚀抑制剂广泛应用于石油和天然气生产井和管道中以减少金属部件的腐蚀，并因此防止所导致的生产设备的故障。

咪唑啉常用作腐蚀抑制剂，并且被视为工业标准，但已知具有较差的水生毒性。

因此，对具有改进的水生毒性和生物降解性的腐蚀抑制剂有持续的需要，以用于石油和天然气工业和其他工业应用。

发明概述

本发明首先提供磺基琥珀酸盐作为腐蚀抑制剂的用途。

具体而言，磺基琥珀酸盐可用于抑制金属部件在与含水流体接触时的腐蚀，以防止或减低金属部件的腐蚀。

在第二个方面，本发明还提供防止或减低金属部件在与含水流体接触时的腐蚀的方法，其中所述方法包括：

-提供磺基琥珀酸盐；和

-将磺基琥珀酸盐施加到金属部件上，或者将磺基琥珀酸盐加入到与金属部件接触的含水流体之中。

磺基琥珀酸盐与非离子型、阴离子型和两性型腐蚀抑制剂具有良好的相容性，因此使得所制备的腐蚀抑制剂配制品包含两种或更多种不同腐蚀抑制剂的组合物。

因而，在第三个方面，提供了包含磺基琥珀酸盐和不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂的腐蚀抑制剂配制品。

磺基琥珀酸盐令人惊讶地认为是有效腐蚀抑制剂。此外，它们具有比咪唑啉低的水生毒性。关于磺基琥珀酸盐的信息可参见第九章，Anionicsurfactants，版本：HWStache，SurfactantScienceSeries，第56卷，MarcelDekker(1996)。对于二辛基磺基琥珀酸盐型磺基琥珀酸盐，具体数据还可以从EuropeanCommission’sDetergentIngredientDatabase(DID)(2007年1月版)中获得。

另一个优点是磺基琥珀酸盐可以制成具有大于700Da的分子量，这意味着它们可以归类为非生物累积的(根据OSPARGuidelinesforCompletingtheHarmonisedOffshoreChemicalNotificationFormat(HOCNF)(参考号：2008-5)，第38段)。

此外，磺基琥珀酸盐的有利之处在于它们为生物可降解的，并且可以通过水解、酸或碱而断裂。

因此，磺基琥珀酸盐比已知的腐蚀抑制剂具有许多优点。

发明详述

本发明所用的磺基琥珀酸盐可以是单酯磺基琥珀酸盐或二酯磺基琥珀酸盐。

可以仅使用一种磺基琥珀酸盐，或者使用多于一种的磺基琥珀酸盐的组合。当用多于一种时，它们可以都是单酯，或者都是二酯，或者它们可以是单酯和二酯磺基琥珀酸盐的混合物。

所述(或各个)磺基琥珀酸盐可以适当地衍生于脂肪烷醇酰胺、脂肪烷氧基化的烷醇酰胺、脂肪醇、脂肪烷氧基化的醇、烷氧基化的萜烯基、或烷基聚葡萄糖苷。

在本文中，“脂肪”基团优选C8-30非支链烷基或烯基，例如脂肪醇为R’OH，其中R’为C8-30非支链烷基或烯基的烃基。在某些实施例中，该“脂肪”基团可以是C10-22非支链烷基或烯基，例如C11-20非支链烷基或烯基，诸如C12-18非支链烷基或烯基。在某些实施例中，该“脂肪”基团可以是C12-24非支链烷基或烯基。烷氧基化的萜烯基团可以适当地具有C8-C30的可以是非环状或环状的萜烯；例如其可以具有C8-C24、C8-C22、C8-C20、C8-C16、或C9-C15的萜烯基团。可以由其衍生出磺基琥珀酸盐的萜烯烷氧基化物优选的HLB值小于10，例如0-7，更优选5或更低，例如1-5，例如2-4或3-5或3-4。所述烷基聚葡萄糖苷可以适当地具有C8-C30支链或非支链烷基，例如C8-C25、C8-C22、C9-C20、C10-C18、或C10-C16支链或非支链烷基；在一个实施方案中，其可以是C12-C30支链或非支链烷基，例如C12-C25、C12-C22、C12-C20、C12-C18、或C12-C16支链或非支链烷基。在一个实施方案中，所述烷基聚葡萄糖苷可以具有为C12-C24支链或非支链烷基的烷基。对于烷氧基化的产物，烷氧基化的程度可适当地为1-50，例如1-40、1-30、1-24、1-20、或1-12；所述烷氧基化基团可以适当地选自C1-C4烷氧基，例如乙氧基、丙氧基或丁氧基、或其组合。

在一个实施方案中，在所述（或每个）磺基琥珀酸盐中的碳原子总数为12-350，例如13-250，或14-150，或15-100。其可以为12-90，或13-80，或14-70，或15-60。优选为12-50，例如13-45，或14-40，或15-35。在一个实施方案中，其可以为16-30，例如17-29，或18-28，或19-27，或20-26。

对于烷氧基化的产物，烷氧基化基团可以适当地为C1-C4烷氧基，例如乙氧基、丙氧基或丁氧基、或其组合。例如，本发明尤其预期乙氧基化、丙氧基化、丁氧基化、以及与(EO)(PO)、(EO)(BO)、(PO)(EO)和(BO)(EO)的嵌段烷氧基化。

在一个实施方案中，所述（或每个）磺基琥珀酸盐衍生于脂肪烷醇酰胺、脂肪乙氧基化的烷醇酰胺、脂肪醇、脂肪乙氧基化的醇、脂肪丙氧基化的醇、脂肪丁氧基化的醇、乙氧基化的萜烯基团、丙氧基化的萜烯基团、丁氧基化的萜烯基团、(EO)(PO)、(EO)(BO)、(PO)(EO)或(BO)(EO)嵌段烷氧基化的萜烯基团、或其中聚葡萄糖胺聚合度（即每个烷基的葡萄糖单元的平均数）为1-15，优选1-10，诸如1-5的烷基聚葡萄糖苷。

在一个优选实施方案中，所述（或每个）磺基琥珀酸盐衍生于C8-30脂肪烷醇酰胺、脂肪乙氧基化的C8-30烷醇酰胺、脂肪C8-30醇、脂肪乙氧基化的C8-30醇、脂肪丙氧基化的C8-30醇、脂肪丁氧基化的C8-30醇、乙氧基化的C8-30萜烯基团、丙氧基化的C8-30萜烯基团、丁氧基化的C8-30萜烯基团、(EO)(PO)、(EO)(BO)、(PO)(EO)或(BO)(EO)嵌段烷氧基化的C8-30萜烯基团、或者其中烷基为C8-30烷基且聚葡萄糖苷的聚合度为1-15，优选1-10，诸如1-5的烷基的烷基聚葡萄糖苷。

对于烷氧基化的产物，烷氧基化的程度适当地为1-50，例如1-40，诸如1-30；优选1-20。

对于烷基聚葡萄糖苷衍生的产物，在一个实施方案中，所述聚葡萄糖苷的聚合度可以为1-15，优选为1-10，如1-9、1-8、1-7或者1-6。典型地，其可以是1-5或1-4。如US6,627,612和US7,507,399所述而衍生于烷基聚葡萄糖苷的磺基琥珀酸盐具有约为4的平均平均聚合度。在一个用于烷基聚葡萄糖苷衍生产物的实施方案中，所述聚葡萄糖苷的聚合度为1-3；更优选1-2；例如1.1-1.8或1.1-1.7；例如1.2-1.6；最优选1.2-1.5。

在一个优选实施方案中，所述（或每个）磺基琥珀酸盐衍生于C10-22脂肪烷醇酰胺、脂肪乙氧基化的C10-22烷醇酰胺、脂肪C10-C22醇、脂肪乙氧基化的C10-22醇、脂肪丙氧基化的C10-22醇、脂肪丁氧基化的C10-22醇、乙氧基化的C10-22萜烯基团、丙氧基化的C8C10-22萜烯基团、丁氧基化的C10-22萜烯基团、(EO)(PO)、(EO)(BO)、(PO)(EO)或(BO)(EO)嵌段的烷氧基化的C10-22萜烯基团、或者其中烷基为C10-22烷基且聚葡萄糖苷的聚合度为1-15，优选1-10，如1-5的烷基聚葡萄糖苷。

在一个实施方案中，所述（或每个）磺基琥珀酸盐具有式（I）或式（II）：

其中

M为一价或二价阳离子；并且

R为：

（i）C8-30非支链烷基或烯基的烃基；或者

（ii-a）R’-(O-C₂H₄)_x-，其中R’为C8-30非支链烷基或烯基的烃基或C8-C30萜烯基团，且x为1-50的整数；或者

（ii-b）R’-(O-C₃H₆)_x-，其中R’为C8-30非支链烷基或烯基的烃基或C8-C30萜烯基团，且x是1-50的整数；或者

（ii-c）R’-(O-C₄H₈)_x-，其中R’为C8-30非支链烷基或烯基的烃基或C8-C30萜烯基团，且x是1-50的整数；或者

（ii-d）R’-(O-C_yH_2y)_x’(O-C₂H₄)_x’’-，其中R’为C8-30非支链烷基或烯基的烃基或C8-C30萜烯基团，y为3或4，x’为1-50的整数，并且x’’是1-50的整数；或者

（ii-e）R’-(O-C₂H₄)_x’’(O-C_yH_2y)_x’-，其中R’为C8-30非支链烷基或烯基的烃基或C8-C30萜烯基团，y为3或4，x’是1-50的整数，和x’’是1-50的整数；或者

（iii）R’-C(=O)-NH-R^a-，其中R’为C8-30非支链烷基或烯基的烃基，R^a为C1-C6烷基或C2-C6烷氧基烷基，或者

（iv）R’-(O-CH₂-CH₂)_x-C(=O)-NH-R^a-，其中R’为C8-30非支链烷基或烯基的烃基，R^a为C1-C6烷基或C2-C6烷氧基烷基，并且x为1-50的整数；

或者所述（或每个）磺基琥珀酸盐由式（III）和/或（IV）的单元而组成：

其中

R为C8-30烷基；

R¹、R²、R³和R⁴独立地选自氢和CH₂CH(OH)CH₂-R¹²，

条件为R¹、R²、R³和R⁴不全部为氢；

R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹和R¹¹独立地选自氢和-CH₂CH(OH)CH₂-R¹²，

并且R¹⁰选自氢和-CH₂CH(OH)CH₂-R¹²，和

条件是R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰和R¹¹不全部为氢，

R¹²为

并且M为一价或二价阳离子，

其中磺基琥珀酸盐产物的总聚合度（即每个烷基R中葡萄糖单元的平均数）为1-10，例如1-5。

本领域读者应理解，在式（I）和（II）中，选择（i）为衍生于脂肪醇的磺基琥珀酸盐，选择（ii-a）为衍生于乙氧基化的脂肪醇或萜烯基团的磺基琥珀酸盐，选择（ii-b）为衍生于丙氧基化的脂肪醇或萜烯基团的磺基琥珀酸盐，选择（ii-c）为衍生于丁氧基化的脂肪醇或萜烯基团的磺基琥珀酸盐，选择（ii-d）为衍生于(EO)(PO)或(EO)(BO)嵌段烷氧基化的脂肪醇或萜烯基团的磺基琥珀酸盐，选择（ii-e）为衍生于(PO)(EO)或(BO)(EO)嵌段烷氧基化的脂肪醇或萜烯基团的磺基琥珀酸盐，选择（iii）为衍生于脂肪烷醇酰胺的磺基琥珀酸盐，并且选择（iv）为衍生于乙氧基化的脂肪烷醇酰胺的磺基琥珀酸盐。同时，当所述磺基琥珀酸盐由式（III）和/或（IV）的单元而组成时，其为烷基聚葡萄糖苷衍生的磺基琥珀酸盐。

本领域读者应理解，由于它们的合成方法，烷基聚葡萄糖苷通常作为烷基聚葡萄糖苷的混合物而存在，其中烷基自由基的碳原子数不同且聚合度不同。因此，在提及烷基聚葡萄糖苷时，所述烷基自由基通常指有一定范围的碳原子，包括存在于混合物中的烷基碳链的最小和最大长度，并且聚合度为是混合物的平均聚合度。

本领域读者还应理解烷氧化的产物（此时为烷氧基化的脂肪醇、萜烯或脂肪烷醇酰胺）通常以混合物而存在，其中具有不同的烷氧基化数。因此，当提及烷氧基化产物时，烷氧基化度为混合物的平均烷氧基化度。

在一个实施方案中，所述（或每个）磺基琥珀酸盐具有式（I）或式（II）、选择（i）、（ii-a）、（ii-b）、（ii-d）、（iii）或（iv）；或者由式（III）和/或（IV）的单元构成。

在一个实施方案中，所述（或每个）磺基琥珀酸盐具有式（I）、选择（i）、（ii-a）、（ii-b）、（ii-d）、（iii）或（iv）；或者由式（III）和/或（IV）的单元构成。

在一个实施方案中，所述（或每个）磺基琥珀酸盐具有式（I）、选择（i）、（ii-a）、（ii-b）、（ii-d）、（iii）或（iv）。

对于式为（I）或（II）的磺基琥珀酸盐的选择（iii）或（iv）；在一个优选实施方案中，R^a为C1、C2、C3或C4烷基（如乙基或丙基）或C3、C4或C5烷氧基烷基（例如甲氧基乙烷、乙氧基甲烷或乙氧基乙烷）。

对选择（iii）或（iv），更优选，R^a为乙基（CH₂CH₂-）、异丙基（CH₂CH(CH₃)-）或乙氧基乙烷（CH₂CH₂OCH₂CH₂-）。换言之，对于衍生于脂肪烷醇酰胺或乙氧基化的烷醇酰胺的磺基琥珀酸盐，最优选一乙醇胺（MEA）、一异丙醇胺（MIPA）或二甘醇胺（DGA）衍生的磺基琥珀酸盐。

本领域读者应理解，对于式为（I）或（II）的磺基琥珀酸盐的选择（ii-a、b、c、d、e）和（iv），x值为烷氧化度，而对于选择（ii-d）和（ii-e），x’和x’’的合并值为烷氧化度。优选x、x’和x’’分别为1-30，更优选1-20，例如1-15，如1-12。因此，在一个实施方案中，x、x’和x’’彼此独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12。x、x’和x’’可以彼此独立地为1-6，或者，x、x’和x’’可以彼此独立地为7-12。

在一个实施方案中，对于式为（I）或（II）的磺基琥珀酸盐的选择（ii-a、b、c、d、e）和（iv），其烷氧化度为1-40，例如1-30或1-24或1-20或1-12。

本领域读者应理解，烷氧化度可以通过已知技术，例如如凝胶渗透色谱而进行测量。

在一个实施方案中，式（I）或（II）的磺基琥珀酸盐根据选择（ii-a）或选择（iv），即它是衍生于乙氧基化的脂肪醇或萜烯的磺基琥珀酸盐或者是衍生于乙氧基化的脂肪烷醇酰胺的磺基琥珀酸盐，且x是1-30，更优选x是1-20，例如1-15，如1-12，并且最优选1-10。因此在一个实施方案中，x为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。

在另一个实施方案中，式（I）或（II）的磺基琥珀酸盐根据选择（ii-b）或选择（ii-c），即它是衍生于丙氧基化的脂肪醇或萜烯的磺基琥珀酸盐或者是衍生于丁氧基化的脂肪醇或萜烯的磺基琥珀酸盐，且x是1-20，例如1-15，如1-12和最优选1-10。因此在个一实施方案中，x为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。

在另一个实施方案中，式（I）或（II）的磺基琥珀酸盐根据选择（ii-c）或选择（ii-e），即它是衍生于嵌段烷氧基化的脂肪醇或萜烯的磺基琥珀酸盐，且x’和x’’彼此独立地是1-20，例如1-15，如1-12且最优选1-10。因此在一个实施方案例中，x’和x’’彼此独立地是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10。

在式（I）或（II）的磺基琥珀酸盐中，所述烃基可以是非支链C8-C30烷基或烯基。本领域读者应理解该脂肪酸衍生的基团为疏水基团。在一个实施方案中，其可以是C8-C29，C8-C28，或者C8-C27烷基或烯基。在一个优选的实施方案中，该疏水基团是C9-C26烷基或烯基（例如C9-C25、C9-C24或C9-C23），优选C10-C22烷基或烯基（例如C10-C21或C10-C20），更优选C11-C20烷基或烯基（例如C11-C19或C11-C18）。在一个实施方案中，所述烷基或烯基具有有C12-C24的链长（例如C12-C22或C12-C20）。最优选所述烷基或烯基具有C12-C18链长，即其为C12、C13、C14、C15、C16、C17或C18烷基或烯基。

所述烯基可以具有一个或多个碳-碳双键，例如它可以具有一个、两个或三个碳-碳双键。

在式（I）和式（II）的磺基琥珀酸盐中，对于选择（ii-a、b、c、d、e），所述烃基可以为C8-C30萜烯基团。本领域读者应理解该基团为疏水基团。所述萜烯基团可以是非环状或环状的。

在一个实施方案中，所述萜烯基团为C8-C22萜烯基团，例如C8-C20萜烯基团；优选C8-C16萜烯基团，例如C9、C10、C11、C12、C13、C14或C15萜烯基团。

在一个实施方案中，所述萜烯基团可以包含C10非环状、单环或双环的萜烯自由基（如芳樟醇、香叶醇、柠檬烯、萜品醇、蒎烯、蒈烯、桧烯、莰烯或崖柏烯）；C15非环状、单环、双环或三环的萜烯自由基（如金合欢烯、金合欢醇、姜烯、葎草烯、石竹烯、韦惕瓦薁、愈创蓝油烃、长叶烯、可巴烯或百秋李醇），或者C20非环状、单环、双环、三环或四环萜烯自由基（如咖啡醇、咖啡豆醇、西柏烯、香紫苏醇、lagochilin、半日花烷、stemarene、甜菊糖，或紫杉烯）。

在一个实施方案中，所述萜烯基团可以包含C8-C15单环状或双环萜烯自由基，其可以任选含包含将环状自由基连接到烷氧基化基团的C1-20二价烃基连接基团。所述C1-20二价烃基连接基团可以适当地为C1-20亚烷基、C2-20亚烯基或C1-20亚烷氧基，例如C1-12亚烷基、C2-12亚烯基或C1-12亚烷氧基，例如C2-10亚烷基、C2-10亚烯基或C2-10亚烷氧基；优选C2-8亚烷基、C2-8亚烯基或C2-8亚烷氧基；更优选C2、C3、C4、C5或C6亚烷基或亚烷氧基；最优选C2、C3或C4亚烷基或亚烷氧基。

在一个实施方案中，所述萜烯基团含有二环[a,b,c,]庚烯基或二环[a,b,c]庚基自由基，其中a+b+c=5和a=2、3或4；b=2或1；和c=0或1。在该实施方案中，所述萜烯基团可以还包含将环状自由基连接到烷氧基化基团的C1-20二价烃基连接基团。该C1-20二价烃基连接基团可以适当地为C1-20亚烷基、C2-20亚烯基或C1-20亚烷氧基，例如C1-12亚烷基、C2-12亚烯基或C1-12亚烷氧基，例如C2-10亚烷基、C2-10亚烯基或C2-10亚烷氧基；优选C2-8亚烷基、C2-8亚烯基或C2-8亚烷氧基；更优选C2、C3、C4、C5或C6亚烷基或亚烷氧基；最优选C2、C3或C4亚烷基或亚烷氧基。

因此，所述萜烯基团可以例如具有式Z-Y-，其中Z代表二环[a,b,c]庚烯基或二环[a,b,c]庚基自由基，其中a+b+c=5和a=2、3或4；b=2或1；和c=0或1；和Y代表-CH₂-C(R²⁰)(R²¹)-或-O-CH(R²²)-CH(R²³)-，其中R²⁰、R²¹、R²²、和R²³，可以相同或不同，代表氢或C1-8（优选C1-6或C1-5）烷基。优选，R²⁰、R²¹、R²²、和R²³，可以相同或不同，代表氢或C1、C2、C3或C4烷基。最优选R²⁰、R²¹、R²²、和R²³，可以相同或不同，代表氢或C1或C2烷基。

所述这些用于萜烯基团的选择适用于式（I）和式（II）的磺基琥珀酸盐的任何选择（ii-a、b、c、d、e）。在一个所述实施方案中，所述用于萜烯的选择适用，并且式（I）和式（II）的磺基琥珀酸盐基于选择（ii-a）、（ii-b）或（ii-d），例如选择（ii-d）。

因此，在一个所述的实施方案中，所述磺基琥珀酸盐衍生于嵌段烷氧基化的萜烯，并且式（I）或式（II）的磺基琥珀酸盐中的R基团为如下式中的烷氧基化的萜烯：

Z-Y-[OCH(R²⁴)-CH(R²⁵)]_n-[OCH₂CH₂]_m-

其中，Z代表二环[a,b,c]庚烯基或二环[a,b,c]庚基自由基，其中a+b+c=5和a=2、3或4；b=2或1；和c=0或1；Y代表CH₂-C(R²⁰)(R²¹)-或-O-CH(R²²)-CH(R²³)-，其中R²⁰、R²¹、R²²和R²³，可以相同或不同，代表氢或C1-8（优选C1-6或C1-4，更优选C1或C2）烷基。R²⁴和R²⁵，可以相同或不同，代表氢或C1或C2烷基，只要R²⁴和R²⁵自由基中至少一个不是氢且R²⁴和R²⁵自由基中碳原子总数为1或2；n为0-20的整数；m为1-50的整数。烷氧基化的萜烯的HLB值优选小于10，例如5或更小；优选1-5且更优选3-5。

该类萜烯产物例如在US专利发表：2006/0135683和WO2009/023724中进行了描述。

在一个所述实施方案中，Z代表二环[a,b,c]庚烯基或二环[a,b,c]庚基自由基，其中a+b+c=5和a=2、3或4；b=2或1；且c=0或1；Y代表-CH₂-CH₂-或-O-CH₂-CH₂-；R²⁴和R²⁵，可以相同或不同，代表氢、CH₃或C₂H₅，只要R²⁴和R²⁵自由基中至少一个不是氢并且R²⁴和R²⁵自由基中碳原子总数为1或2；n为0-20的整数；m为1-20的整数。

优选，在该实施方案中，式（I）或式（II）的磺基琥珀酸盐中的R基团为如下式中的烷氧基化的萜烯：

其中R^s为CH₃或C₂H₅，n为1-20的整数且m为1-30的整数。最优选，R^s为H₃，n为1-20的整数且m为1-20的整数。例如，可以是R^s为CH₃，n为1-10的整数为m为1-10的整数。

因此，在一个实施方案中，优选式（I）或式II）的磺基琥珀酸盐中的R基团为衍生于6,6-二甲基二环[3.1.1]庚-2-烯-2-乙醇（CASNo：128-50-7）的嵌段烷氧基化的萜烯。

在该实施方案中，式（I）或式II）的磺基琥珀酸盐中的R基团适当地为衍生于6,6-二甲基二环[3.1.1]庚-2-烯-2-乙醇（CASNo：128-50-7）的嵌段烷氧基(PO)(EO)化的萜烯。丙氧基的数目优选1-20（例如1-10）且乙氧基的数目优选1-20（如1-10）。烷氧基化的萜烯的HLB值优选小于10，例如5或更低；优选1-5和更优选3-5。

当磺基琥珀酸盐由式（III）和/或（IV）的单元构成时，聚合度优选为1-5，例如1-4。聚合度优选为1-3，更优选1-2，例如1.1-1.8或1.1-1.7，例如1.2-1.6，通常为1.2-1.5。然而，对于这些烷基聚葡萄糖苷衍生的产物，在一个实施方案中，所述聚葡萄糖苷的聚合度可以为1-15，优选1-10，如1-9，1-8，1-7或1-6。

本领域读者应理解，聚合度可以通过已知技术，例如凝胶渗透色谱而进行测量。

在式（III）和（IV）中的烷基R为C8-C30支链或非支链烷基，例如C8-C25支链或非支链烷基；优选C8-C22支链或非支链烷基，如C9-C20支链或非支链烷基，更优选C10-C18支链或非支链烷基，例如C10-C16支链或非支链烷基。

该类烷基聚葡萄糖苷磺基琥珀酸盐例如在US专利：7087571中进行了描述。

式（III）和（IV）中的烷基R可以为C12-C30支链或非支链烷基，例如C12-C25或C12-C25，优选C12-C24支链或非支链烷基；在一个实施方案中，式（III）和（IV）中的烷基R为C12-C22支链或非支链烷基，例如C12-C20支链或非支链烷基，更优选C12-C18支链或非支链烷基，如C12-C16支链或非支链烷基。

在一个实施方案中，烷基聚葡萄糖苷磺基琥珀酸盐基于癸基聚葡萄糖苷或月桂基聚葡萄糖苷。在一个所述实施例中，该烷基聚葡萄糖苷磺基琥珀酸盐是基于月桂基聚葡萄糖苷。

在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐的式为（I）或（II）且烃基为非支链C10-C24烷基或烯基或C8-C24萜烯基团，或者所述磺基琥珀酸盐由式（III）和/或（IV）的单元构成且R为C10-C24烷基。在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐的式为（I）或（II）且烃基为非支链C10-C22烷基或烯基或C10-C22萜烯基团，或所述磺基琥珀酸盐由式为（III）和/或（IV）的单元构成且R为C10-C22烷基。

在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐的式为（I）或（II）且烃基为非支链C10-C24烷基或烯基或C8-C24萜烯基团，或者所述磺基琥珀酸盐由式（III）和/或（IV）的单元构成且R为C12-C24烷基。在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐的式为（I）或（II）且烃基为非支链C10-C22烷基或烯基或C8-C22萜烯基团，或者所述磺基琥珀酸盐由式为（III）和/或（IV）的单元构成且R为C12-C22烷基。

在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐的式为（I）或（II）且烃基为非支链C12-C24烷基或烯基或C9-C24萜烯基团，或者所述磺基琥珀酸盐由式为（III）和/或（IV）的单元构成且R为C12-C24烷基。在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐的式为（I）或（II）且烃基为非支链C12-C22烷基或烯基或C9-C22萜烯基团，或者该磺基琥珀酸盐由式为（III）和/或（IV）的单元构成且R为C12-C22烷基。也可以是所述磺基琥珀酸盐的式为（I）或（II）且烃基为非支链C12-C18烷基或烯基或C9-C15萜烯基团，或者所述磺基琥珀酸盐由式为（III）和/或（IV）的单元构成且R为C12-C18烷基。

在所有上述式中，阳离子M适当地选自碱金属离子（如钠或钾）、碱土金属离子（如钙或镁）、铵离子和烷醇铵离子。在一个实施方案中，阳离子M选自碱金属离子、铵离子和烷醇铵离子。在一个所述实施方案中，M为钠、钾、铵、单乙醇铵或三乙醇铵离子。优选，M为钠或钾，最优选钠。

在一个优选的实施方案中，所述磺基琥珀酸盐式为（I），即它是磺基琥珀酸盐的单酯（或半酯）型。

在一个所述优选实施方案中，磺基琥珀酸盐的式为（I）且：

-M为钠、钾、铵、单乙醇铵或三乙醇铵离子；

-烃基为非支链C10-C22烷基或烯基（例如C10-C20烷基或烯基）或C8-C22萜烯基团（例如C8-C20萜烯基团）（对于选择（ii-a、b、c、d、e））；

-对于选择（iii）和（iv），R^a为乙基、异丙基或乙氧基乙烷；和

-对于选择（ii-a、b、c、d、e）和（iv），x和x’和x’’各自独立地选自1-30（例如1-20）。

在一个所述优选的实施方案中，磺基琥珀酸盐式为（I）且：

-M为钠、钾、铵、单乙醇铵或三乙醇铵离子；

-烃基为非支链C10-C22烷基或烯基（例如C10-C20烷基或烯基）或C8-C15萜烯基团（对于选择（ii-a、b、c、d、e））；

-对于选择（ii-a、b、c、d、e）和（iv），x和x’和x’’各种独立地选自1-30（例如1-20）。

在一个所述优选的实施方案中，磺基琥珀酸盐式为（I）且：

-M为钠或钾；

-烃基为非支链C12-C18烷基或烯基或者C9-C15萜烯基团（对于选择（ii-a、b、c、d、e））；

-对于选择（ii-a、b、c、d、e）和（iv），x和x’和x’’各自独立地选自1-20（例如1-15）。

在一个所述优选实施方案中，磺基琥珀酸盐式为（I）且：

-M为钠；

-烃基为非支链C12-C18烷基或烯基；

-对于选择（iii）和（iv），R^a是乙基、异丙基或乙氧基乙烷；和

-对于选择（ii-a、b、c、d、e）和（iv），x和x’和x’’各自独立地选自1-15（例如1-12）。

在另一个所述优选的实施方案中，磺基琥珀酸盐的式为（I），选择（ii-a、b、c、d或e）且：

-M为钠；

-烃基为C9-C15萜烯基团；和

-x和x’和x’’各种独立地选自1-15（例如1-12）。

在一个优选的实施方案中，所述磺基琥珀酸盐由式（III）和/或（IV）的单元构成，即它是烷基聚葡萄糖苷衍生的磺基琥珀酸盐。在一个所述实施方案中，磺基琥珀酸盐的式为（III）和/或（IV）且M为钠、钾、铵、单乙醇铵或三乙醇铵离子；R基为支链或非支链C8-C25烷基（例如C10-C22烷基）；聚合度为1-10（例如1-5或1-4）。在另一个所述实施方案中，磺基琥珀酸盐的式为（III）和/或（IV）且M为钠、钾、铵、单乙醇铵或三乙醇铵离子；R基为支链或非支链C12-C25烷基（例如C12-C24烷基或C12-C20烷基）；聚合度为1-10（例如1-5或1-4）。在另一个所述的实施方案中，磺基琥珀酸盐的式为（III）和/或（IV）且M为钠或钾；R基为支链或非支链C12-C24烷基（例如C12-C18烷基）；聚合度为1-5（例如1-4或1-3或1-2）。

在一个优选的实施方案中，磺基琥珀酸盐式为（III）和/或（IV）且：

-M为钠、钾、铵、单乙醇铵或三乙醇铵离子；

-R基为支链或非支链C8-C25烷基（例如C10-C22烷基）；

-聚合度为1-5，如1-3（例如1-2）。

在一个这样的优选实施方案中，磺基琥珀酸盐式为（III）和/或（IV）且：

-M为钠或钾；

-R基为支链或非支链C8-C20烷基（例如C10-C18烷基）；

-聚合度为1-5，如1-2（例如1.1-1.8）。

-M为钠；

-R基为支链或非支链C10-C18烷基（例如C10-C16烷基）；

-聚合度为1-5，如1.1-1.8（例如1.2-1.5）。

-M为钠；

-R基为支链或非支链C12-C18烷基（例如C12-C16烷基）；

-聚合度为1-5，如1.1-1.8（例如1.2-1.5）。

在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐选自：蓖麻油酰氨基MEA-磺基琥珀酸二钠；油酰氨基MEA磺基琥珀酸二钠；油酰胺MIPA磺基琥珀酸二钠；椰油酰氨基MIPA-磺基琥珀酸二钠；Laureth磺基琥珀酸二钠；PEG12二甲基磺基琥珀酸二钠（WO2007106355中公开）；Oleth9磺基琥珀酸二钠；磺基琥珀酸二钠月桂基葡萄糖苷脂交联聚合物；萜烯嵌段烷氧基化的半酯磺基琥珀酸盐（如(EO)(PO)嵌段烷氧基化的萜烯半酯磺基琥珀酸盐，优选基于萜烯烷氧基化物，其HLB小于10，更优选3-5，例如1的C9萜烯）

在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐选自：蓖麻油酰氨基MEA-磺基琥珀酸二钠；油酰氨基MEA磺基琥珀酸二钠；油酰胺MIPA磺基琥珀酸二钠；椰油酰氨基MIPA-磺基琥珀酸二钠；Laureth磺基琥珀酸二钠；PEG12二甲基磺基琥珀酸二钠（WO2007106355中公开）；Oleth9磺基琥珀酸二钠。

在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐的HLB（亲水-亲脂平衡）值为0-7，例如0.5-6.5或1-6；优选HLB值为1-5，例如2-4或3-5或3-4。本领域读者应理解HLB值可以通过使用H-NMR而测定，H-NMR使得通过分子中亲脂和亲水部分的H-信号的积分而计算HLB值。

在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐的分子量大于700Da。这对于某些应用是有利的，因为这意味着它们将分类为非生物累积。然而，在另一个实施方案中，磺基琥珀酸盐的分子量为700Da或更低。

也可以是磺基琥珀酸盐的分子量为300-1600Da，例如350-1600Da，或者400-1550Da，或450-1500Da。

在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐的分子量大于700Da且小于或等于1600Da。在一个这样的实施例中，磺基琥珀酸盐的分子量为705-1600Da，例如710-1500Da，或者715-1400Da，或720-1300Da。

在另一个实施方案例中，磺基琥珀酸盐的分子量为300-700Da，例如350-675Da或400-650Da。

用于本发明的磺基琥珀酸盐可以使用常规方法而制备。具体而言，用于本发明的磺基琥珀酸盐可以通过使脂肪烷醇酰胺、烷氧基化的脂肪烷醇酰胺、脂肪醇、烷氧基化的脂肪醇或烷氧基化的萜烯醇与马来酸酐反应而形成中间体产物，随后与亚硫酸氢盐（如亚硫酸氢钠或钾）反应而形成磺基琥珀酸盐。通过在反应中使用一个当量的脂肪烷醇酰胺、烷氧基化的脂肪烷醇酰胺、脂肪醇、烷氧基化的脂肪醇或烷氧基化的萜烯醇与马来酸酐而获得单酯产物，而使用用二个当量的该原料将得到二酯产物。衍生于烷基聚葡萄糖苷的磺基琥珀酸盐的合成描述于US7087571中。

本领域读者应理解用于这些合成的起始原料易于得到。此外，许多磺基琥珀酸盐表面活性剂可以市购且反应化学是已知的，并且生产路线描述与表面活性剂的书中。烷基聚葡萄糖苷的合成是已知的且可以在覆盖这类表面活性剂的书中找到，例如AlkylPolyglucosides:Technology,PropertiesandApplications,编辑为KHill,WvonRybinski和GStoll（Wiley,（1996））。

磺基琥珀酸盐的用量可以为任何减少或抑制金属部件的腐蚀的合适量。在一个实施方案中，其用量相对于含水流体可以为1ppm或更多，例如1-1000ppm，如1-500ppm。磺基琥珀酸盐的量也可以为2-200ppm，例如3-150ppm或4-100ppm。在一个实施方案中，磺基琥珀酸盐的量可以为5-50ppm，例如10-40ppm或15-30ppm。

所述磺基琥珀酸盐可以以与常规腐蚀抑制剂同样的方法而使用。

磺基琥珀酸盐可适用于抑制工业水体系中金属部件的腐蚀，其中金属部件与（或将会与）含水流体接触。

在一个实施方案中，工业含水体系可以为烃厂中的含水体系；这可以是用于勘探、回收、精炼或分配烃的工厂。例如，所述含水体系可以为石油或气体工厂。在一个这样的实施方案中，所述含水体系为油田体系，例如如油田生产体系或油田分配体系。在另一个这样的实施例中，所述含水体系为与石油有关的下游体系，例如炼油体系。优选，工业含水体系可以是上部油田位置的含水体系。

在另一个实施方案中，工业含水体系可以为化工厂的含水体系，其中所述化工厂例如为化学品生产、加工或分配厂。

在另一个实施方案中，工业含水体系可以为水厂，例如工业水处理或分配体系。

在另一个实施方案中，工业含水体系可以为造纸厂。

在一个实施方案中，含水流体的温度为100°C或以下，例如90°C或以下，如80°C或以下，或70°C或以下，或60°C或以下。

所述含水流体可以为流动的或者可以为静止的。因此，含水流体可以例如在管道或其他管道中或可以在塔或其它储藏容器中。

所述金属部件因此可以为管或其它管道或可以为塔或其他储藏容器。

含水流体可以为酸性、中性或碱性。在一个实施方案中，含水流体具有或将具有酸性条件，例如pH小于7。

在一个实施方案中，含水流体包含水且还包含或将会包含一种或多种酸化物，如二氧化碳或硫化氢。

在一个实施方案中，含水流体包含水和烃，例如油，且还包含或将会包含，一种或多种酸化物，例如二氧化碳或硫化氢。

所述金属部件可以包含任何在与含水流体，特别是酸性含水流体接触一段时间后易于腐蚀的任何金属。它可以包含金属合金或单一金属。所述金属部件可以特别包含铁材料（如钢）、铜、和/或铝。

在一个实施方案中，所述金属部件包含钢，例如软钢，碳钢、不锈钢（包括沉淀硬化的不锈钢）、铬钢、双相钢、马氏体合金钢，铁素体合金钢，奥氏体不锈钢，或含镍量高的钢。

磺基琥珀酸盐可以施加到金属部件上和/或添加到含水流体中。在一个实施方案中，将磺基琥珀酸盐添加到含水流体中。

磺基琥珀酸盐可以在金属部件与含水流体接触前而施加到金属部件上，和/或在金属部件与含水流体刚接触时而施加到金属部件上。

磺基琥珀酸盐可以在含水流体与金属部件接触前而添加到含水流体中，和/或在含水流体与金属部件接触时而添加到含水流体中。

磺基琥珀酸盐可以与一种或多种其他组分一起使用。这些其他组分可以与磺基琥珀酸盐进行预混合，或者可以与磺基琥珀酸盐同时加入，或者与磺基琥珀酸盐依次加入，或者与磺基琥珀酸盐分开加入。它们可以在磺基琥珀酸盐之前或之后而添加。

所述其他组分例如可以例如选自不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂；表面活性剂；溶剂；破乳剂；消泡剂；阻垢剂；分散剂；和杀菌剂。

在将不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂用作其他组分时，所述不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂可以选自非离子型、阴离子型、阳离子型和两性型的腐蚀抑制剂。它例如可以选自，三聚磷酸钠、乙二胺四乙酸钠、次氮基三乙酸酯钠、焦磷酸四钾、乙酰二磷酸及其盐、三亚甲基膦酸铵及其盐、乙二胺四（亚甲基膦）酸及其盐、二亚乙基三胺五（亚甲基膦）酸、六亚甲基二胺四（亚甲基膦）酸、二六亚甲基三胺五（亚甲基膦）酸以及乙醇胺双（亚甲基膦）酸及其盐。

在一个实施方案中，所述不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂为两性型腐蚀抑制剂，例如选自烷基酰胺丙基甜菜碱、烷基酰胺丙基磺基甜菜碱、烷基两性（二）乙酸盐和烷基两性氢丙基磺酸酯和丙酸酯的抑制剂，其可以基于月桂酸、椰子油、棕榈油、油酸、蓖麻油、妥尔油或蓖麻油酸。

在一个实施方案中，所述不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂为非离子型腐蚀抑制剂，例如选自油酸或妥尔油脂肪酸的衍生物，以及脂肪酸烷醇酰胺，如单异丙基油酸酰胺的腐蚀抑制剂。

在一个实施方案中，所述不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂为阴离子型腐蚀抑制剂，例如选自烷基磷酸酯和烷基醚磷酸酯、酰基肌氨酸、牛磺酸盐和烷基醚羧酸的抑制剂。

在一个实施方案中，所述不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂为阳离子型腐蚀抑制剂，例如选自季铵盐，如烷基三甲基卤化铵或苯二甲烃铵衍生物、脂肪胺、酰胺基胺（包括烷基酰胺丙基胺和咪唑啉）的抑制剂。例如，它可以是烷基羟乙基或者油酸或妥尔油脂肪酸的烷基氨乙基衍生物。

在将表面活性剂用作其他组分时，所述表面活性剂可以是阳离子表面活性剂（例如它可以选自苯二甲烃铵盐、C10-20烷基三甲基铵盐和C10-20烷基三甲基或三（羟甲基）磷盐）。

或者，所述表面活性剂可以为阴离子型（例如它可以选自C10-20烷基苯磺酸盐、C10-C20烯烃磺酸盐、C10-C20烷基硫酸、C10-C20烷基为1-25摩尔的醚硫酸盐、C10-C20石蜡烃磺酸盐、C10-C20烷基苯酚硫酸盐、木素磺酸盐、脂肪酸酯磺酸盐、C10-20烷基苯酚醚硫酸盐、C10-20烷基乙醇酰胺硫酸盐和C10-C20α-磺基脂肪酸盐）

所述表面活性剂也可以为两性型离子（例如，它可以选自甜菜碱、磺基甜菜碱和季铵化的咪唑啉）。

所述表面活性剂或者可以为非离子型（例如它可以选自乙氧基化的脂肪酸、乙氧基/亚丙氧基的嵌段共聚物、乙氧基化的脂肪胺、单-和二烷醇酰胺、氧化胺和C10-20酰基山梨糖醇酐和聚氧乙基甘油醚）。

在将溶剂用作其他组分时，所述溶剂可以是含水或可以是有机的。所述溶剂可以为任何与含水流体相容的任何适当的溶剂。溶剂的实例包括水、二甲亚砜（DMSO）、亚烷基二醇、乙二醇醚和四氢呋喃（THF）。

特别是在将磺基琥珀酸盐用于油田应用中时，破乳剂作为其他组分可以是有益的。破乳剂的实例包括苯酚-甲醛树脂、聚胺、二环氧化物和多醇。

在将消泡剂用作其它组分时，可以考虑的消泡剂包括有机硅消泡剂和炔二醇。

在将阻垢剂用于其他组分时，阻垢剂例如可以选自聚丙烯酸酯、聚马来酸酯、聚磺酸盐、膦酸盐和双膦酸盐。

在将分散剂用于其他组分时，分散剂例如可以选自聚马来酸、聚丙烯酸和聚乙烯基磺酸。

在将杀菌剂用于其他组分时，杀菌剂例如可以是季铵盐或膦化合物，例如ADBAC季铵化合物，或四（羟甲基）鏻盐，或甲醛戊二醛。

第三个方面的腐蚀抑制剂配制品可以用于第一个或第二个方面的发明中。或者，第一个和第二个方面的发明可以分别加入或施加磺基琥珀酸盐及任何其他的腐蚀抑制剂。或者，第一个和第二个方面的发明可以仅使用磺基琥珀酸盐作为腐蚀抑制剂。

第三个方面的腐蚀抑制剂配制品可以包含磺基琥珀酸盐和不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂，其中该腐蚀抑制剂选自非离子型、阴离子型、阳离子型和两性型腐蚀抑制剂。

在一个实施方案中，腐蚀抑制剂配制品可以包含10-99重量%磺基琥珀酸盐，例如50-95重量%磺基琥珀酸盐。在一个实施方案中，所述腐蚀抑制剂配制品可包含1-90重量%的不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂，例如5-50重量%不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂。

所述配制品可进一步包括其他组分，其例如可以选自表面活性剂、溶剂、破乳剂、消泡剂、阻垢剂、分散剂、和杀菌剂。这些组分在上面进行了详细讨论。

现在，将参考如下实施例以非限制性的方式对本发明进行进一步的说明。

实施例

实施例1-线性极化电阻（LPR）测试

使用改进的鼓泡实验在油田条件下，对不同磺基琥珀酸盐与工业标准腐蚀抑制剂、妥尔油氨乙基咪唑的防腐蚀性能进行对比。

所测试的磺基琥珀酸盐为：

●蓖麻油酰氨基MEA-磺基琥珀酸二钠

●油酰氨基MEA磺基琥珀酸二钠

●油酰胺MIPA磺基琥珀酸二钠

●椰油酰氨基MIPA-磺基琥珀酸二钠

●Laureth磺基琥珀酸二钠

●PEG12二甲基磺基琥珀酸二钠

●Oleth9磺基琥珀酸二钠

方法

●在每个样品池中加入所需重量的盐水和油。

●每个样品池插入搅拌棒、助电极、参比电极、气体喷射管和玻璃潜望镜。

●将样品池置于设定为60°C的水浴中，设定搅拌为约300rpm。

●每个样品池都与恒定的CO₂喷射相连接，然后放置1小时以达到平衡。

●将C1018软钢试样用二甲苯和丙酮清洗以除去任何气相腐蚀抑制剂并使其干燥。

●在样品池达到平衡后，将软钢试样连接到工作电极上并使用玻璃潜望镜将其插入到每个样品池中（以避免电极接触到湿油）。

●LPR测试开始，收集腐蚀数据基线约2.5小时。

●在此时间，制备20000ppmw/w磺基琥珀酸盐和妥尔油氨乙基咪唑的活性原溶液。将磺基琥珀酸盐配制在5%NaCl盐水中。由于不溶于水，妥尔油氨乙基咪唑配制在异构烷烃溶剂Isopar^TMM中。

●在收集完腐蚀数据基线后，将原溶液以20ppm活性物的浓度注入到池中，记录每个样品池的腐蚀速率12.5小时。

●腐蚀效率计算如下

其中基线腐蚀通过在加入腐蚀抑制剂前的每个样品池腐蚀速率的平均值而进行计算。

LPR测试的条件总结于表1中。

表1：列表的LPR条件

结果和讨论

结果示于图2（腐蚀速率）和图3（腐蚀效率）中。在图2中可以看出，某些基于磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂比工业标准（妥尔油氨乙基咪唑）更快地在工作电极周围形成保护膜。从图2可以看出，在油田条件下，所有测试的磺基琥珀酸盐均使观察到的腐蚀速率得以降低。图3显示所有测试的磺基琥珀酸盐都具有良好的腐蚀效率。

蓖麻油酰氨基MEA-磺基琥珀酸二钠、油酰胺MIPA磺基琥珀酸二钠、椰油酰氨基MIPA-磺基琥珀酸二钠和Laureth磺基琥珀酸二钠均显著降低了腐蚀速率且具有与工业标准（妥尔油氨乙基咪唑）非常相似的性能。

Laureth磺基琥珀酸二钠为短链乙氧基化（3摩尔）的烷基磺基琥珀酸盐，而其它三种都是烷基酰胺基磺基琥珀酸盐。蓖麻油酰氨基MEA磺基琥珀酸二钠和油酰胺MIPA磺基琥珀酸二钠具有长链疏水的烷基，而椰油酰氨基MIPA磺基琥珀酸二钠具有较短的疏水烷基链。

Oleth9磺基琥珀酸二钠和油酰氨基MEA磺基琥珀酸二钠也使腐蚀速率显著降低，然而它们性能没有工业标准好。

Oleth9磺基琥珀酸二钠为乙氧基化（9摩尔）的长链磺基琥珀酸盐，并且油酰氨基MEA磺基琥珀酸二钠为长链烷基酰胺基磺基琥珀酸盐。

所观测到的Laureth磺基琥珀酸二钠和Oleth9磺基琥珀酸二钠的性能差异可能是由于较高程度的乙氧基化度使得分子更大，因此较不能有效地在金属试样表面地形成保护膜。然而，其效果仍然良好且较大的分子量将降低生物堆积。Oleth9磺基琥珀酸二钠的分子量>700Da，因此不认为会生物堆积。因此，至少在某些情况下非生物堆积的优势会抵消了腐蚀抑制剂有效性的轻微降低。

因为相似的化学性，预计油酰氨基MEA磺基琥珀酸二钠具有与油酰胺MIPA磺基琥珀酸二钠非常相似的性能，但起始烷醇胺的变化显得可以导致略差的性能，尽管仍然在很可以接受的范围内。

PEG12二甲基磺基琥珀酸二钠提供了最低程度的防腐保护，它是衍生于有机硅共聚物的长链磺基琥珀酸盐。其较低的性能可能是因为其非常大的尺寸（归类为聚合物）降低了其在金属试样表面有效形成保护膜的能力。然而，同样的，至少在某些情况下非生物堆积的优点可能认为比腐蚀抑制剂的有效性降低更重要。

实施例2-静态酸浸渍测试

使用静态酸浸渍测试以对不同磺基琥珀酸盐在5％w/wHCl中和工业标准炔丙醇（2-丙炔-1-醇）以及腐蚀抑制剂的防腐性能进行对比，其中所述为氨盐和脂肪醇的混合物且可从RhodiaNovecare得到。

方法

●通过用去离子水将37%w/wHCl稀释而制备5%w/wHCl对比溶液。

●然后对于每个要评估的腐蚀抑制剂，而制备了5%w/wHCl和2000ppmw/w活性腐蚀抑制剂的抑制液。由于的活性成分未知，使用2000ppmw/w固体的

●然后，将每个溶液平均分到2个肖特瓶（重复实验用）中，将预先称好的C1018软钢试样放入其中直至其完全浸渍。

●然后将肖特瓶密封，在设定为50℃的烘箱中储存24小时。

●在所设定的时间后，将试样从烘箱中取出，使用去离子水、HCl清洗液和丙酮进行清洗。HCl清洗液通过将5gSnCl₂和2gSbCl₃溶解在100ml37％w/wHCl中制备。

●然后将试样在烘箱中干燥后，再次称量所用的两个试样的平均重量变化，以计算腐蚀速率。

然后，用（a）5%w/wH₂SO₄和（b）5%w/w乙酸代替HCl以重复上述过程。

结果

静态HCl、H2SO4和醋酸浸渍测试的结果可分别在表2A-C中得到。

表2A：在5%HCl中磺基琥珀酸盐腐蚀抑制剂的性能

表2B：在5%H₂SO₄中磺基琥珀酸盐腐蚀抑制剂的性能

表2C：在5%醋酸中磺基琥珀酸盐腐蚀抑制剂的性能

在5%HCl（表2A）中，很明显工业标准炔丙醇和优于烷基酰胺基磺基琥珀酸盐，这是由于其效率大于99%，而烷基酰胺基磺基琥珀酸盐得到84.4%-88.5%的效率。

然而，由于炔丙醇具有严重的处理问题且烷基酰胺基磺基琥珀酸盐的结果仍然较好，可以预期在应用中烷基酰胺基磺基琥珀酸盐将作为优选的腐蚀抑制剂。

除了对比（没有腐蚀抑制剂）以外，没有试样显示任何点蚀的迹象。

在5%H₂SO₄（表2B）中，蓖麻油酰氨基MEA-磺基琥珀酸二钠提供迄今为止最佳的性能，其效率为81.1％，为第二有效，其效率为75.2％。其他测试的磺基琥珀酸盐也具有较好的降低腐蚀的效果。很明显，炔丙醇不是一个有用的基准，在此环境下作为腐蚀抑制剂表现不佳。

在5%醋酸（表2C）中可见，所有测试的烷基酰胺基磺基琥珀酸盐均比在更大程度上降低了腐蚀速率。

实施例3–线性极化电阻（LPR）鼓泡测试

如实施例1所述，对表3中所列产品的进行相同测试。

表3

结果和讨论

结果显示于图4和5（腐蚀速率）和图6（腐蚀效率）中。

在图4中可见，在油田条件下，所有测试的磺基琥珀酸盐都可降低所观测的腐蚀速率。

图5给出了萜烯嵌段烷氧基化的半酯磺基琥珀酸盐和工业标准（妥尔油氨乙基咪唑啉）之间的直接比较。可见，随着时间，磺基琥珀酸盐的抗腐蚀性能相似于或好于工业标准。

图6显示所测试的其他磺基琥珀酸盐均具有良好的腐蚀效率。萜烯嵌段烷氧基化的半酯磺基琥珀酸盐具有99%的效率，这优于工业标准。

对PolySugaMateD（磺基琥珀酸盐癸基糖苷脂二钠交联聚合物，38%固体活性，dp～4，从ColonialChemicals得到）也进行了测试，但在测试条件下表现出比PolySugaMateL更差的腐蚀速度和腐蚀效率。

结论

这些实施例表明大范围的磺基琥珀酸盐均在含水环境下对金属表现出防腐蚀性质。

Claims

1.磺基琥珀酸盐作为腐蚀抑制剂的用途，其中所述或每个磺基琥珀酸盐具有式(I)或式(II)：

其中

M是一价或二价阳离子；并且

R为：

(i)C10-22非支链烷基或烯基的烃基；或者

(ii-a)R’-(O-C₂H₄)_x-，其中R’为C10-22非支链烷基或烯基的烃基或C8-C22萜烯基团，x为1-50的整数；或者

(ii-b)R’-(O-C₃H₆)_x-，其中R’为C10-22非支链烷基或烯基的烃基或C8-C22萜烯基团，且x是1-50的整数；或者

(ii-c)R’-(O-C₄H₈)_x-，其中R’为C10-22非支链烷基或烯基的烃基或C8-C22萜烯基团，x是1-50的整数；或者

(ii-d)R’-(O-C_yH_2y)_x’(O-C₂H₄)_x”-，其中R’为C10-22非支链烷基或烯基的烃基或C8-C22萜烯基团，y为3或4，x’为1-50的整数，x”是1-50的整数；或者

(ii-e)R’-(O-C₂H₄)_x”(O-C_yH_2y)_x’-，其中R’为C10-22非支链烷基或烯基的烃基或C8-C22萜烯基团，y为3或4，x’是1-50的整数，x”是1-50的整数；或者

(iii)R’-C(＝O)-NH-R^a-，其中R’为C10-22非支链烷基或烯基的烃基，R^a为C1-C6烷基或C2-C6烷氧基烷基，或者

(iv)R’-(O-CH₂-CH₂)_x-C(＝O)-NH-R^a-，其中R’为C10-22非支链烷基或烯基的烃基，R^a为C1-C6烷基或C2-C6烷氧基烷基，x为1-50的整数；

或者所述或每个磺基琥珀酸盐由式(III)和/或(IV)的单元组成：

其中

R为C12-22烷基；

R¹、R²、R³和R⁴独立地选自氢和CH₂CH(OH)CH₂-R¹²，

条件为R¹、R²、R³和R⁴不全部为氢；

R¹⁰选自氢和-CH₂CH(OH)CH₂-R¹²，和

条件是R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰和R¹¹不全部为氢，

R¹²为

并且M为一价或二价阳离子，以及其中

磺基琥珀酸盐产物的总聚合度为1-10。

2.权利要求1的用途，其中所述磺基琥珀酸盐用于抑制与含水流体接触或将接触的金属部件的腐蚀，以防止或减低金属部件的腐蚀。

3.一种防止或减低与含水流体接触或将接触的金属部件的腐蚀的方法，其中所述方法包括：

-提供磺基琥珀酸盐；和

-将磺基琥珀酸盐施加到金属部件上，或者将磺基琥珀酸盐加入到与金属部件接触或将接触的含水流体之中，

其中所述或每个磺基琥珀酸盐具有式(I)或式(II)：

其中

M是一价或二价阳离子；并且

R为：

(i)C10-22非支链烷基或烯基的烃基；或者

或者所述或每个磺基琥珀酸盐由式(III)和/或(IV)的单元组成：

其中

R为C12-22烷基；

R¹、R²、R³和R⁴独立地选自氢和CH₂CH(OH)CH₂-R¹²，

条件为R¹、R²、R³和R⁴不全部为氢；

R¹⁰选自氢和-CH₂CH(OH)CH₂-R¹²，和

条件是R⁵、R⁶、R⁷、R⁸、R⁹、R¹⁰和R¹¹不全部为氢，

R¹²为

并且M为一价或二价阳离子，以及其中

磺基琥珀酸盐产物的总聚合度为1-10。

4.权利要求1-3中任一项的用途或方法，其中所述磺基琥珀酸盐具有式(I)或(II)，并且x、x’、x”彼此独立地为1-20。

5.权利要求1-3中任一项的用途或方法，其中所述磺基琥珀酸盐具有式(I)或(II)，并且R^a为乙基、异丙基或乙氧基乙烷。

6.权利要求1-3中任一项的用途或方法，其中所述磺基琥珀酸盐由式(III)和/或(IV)的单元组成且聚合度为1-5。

7.权利要求1-3中任一项的用途或方法，其中所述阳离子M选自碱金属离子、铵离子和烷醇铵离子。

8.权利要求1-3中任一项的用途或方法，其中所述磺基琥珀酸盐具有式(I)。

9.权利要求1-3中任一项的用途或方法，其中所述磺基琥珀酸盐的分子量大于700Da。

10.权利要求1-3中任一项的用途或方法，其中所述磺基琥珀酸盐具有300-1600Da的分子量。

11.权利要求1-3中任一项的用途或方法，其中所述磺基琥珀酸盐的HLB值为0-7。

12.权利要求1-3中任一项的用途或方法，其中所述磺基琥珀酸盐用于抑制金属部件在工业含水体系中的腐蚀，其中所述金属部件在工业含水体系中与含水流体接触。

13.权利要求12的用途或方法，其中所述工业含水体系为烃工厂、化学工厂、水厂或造纸厂中的含水体系。

14.权利要求13的用途或方法，其中所述工业含水体系为油田体系或与石油有关的下游体系。

15.权利要求14的用途或方法，其中所述工业含水体系为油田生产体系或油田分配体系或炼油体系。

16.权利要求2-3中任一项的用途或方法，其中所述含水流体为酸性的。

17.权利要求2-3中任一项的用途或方法，其中所述金属部件包含铁材料、铜和/或铝。

18.权利要求17的用途或方法，其中所述金属部件包含钢。

19.权利要求1-3中任一项的用途或方法，其中所述磺基琥珀酸盐与一种或多种选自以下组中的组分一起使用：不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂、表面活性剂、溶剂、消泡剂、破乳剂、阻垢剂、分散剂和杀菌剂。

20.权利要求1-3中任一项的用途或方法，其中所述磺基琥珀酸盐的用量为1-1000ppm。

21.一种腐蚀抑制剂配制品，其包含如权利要求1-3中任一项所述的磺基琥珀酸盐与不是磺基琥珀酸盐的腐蚀抑制剂。

22.权利要求21的腐蚀抑制剂配制品，其还包含一种或多种选自以下组中的组分：表面活性剂、溶剂、消泡剂、破乳剂、阻垢剂、分散剂和杀菌剂。