CN104119850A - 一种用于盐水介质中的缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于盐水介质中的缓蚀剂及其制备方法，其特征在于按质量百分比由以下组分组成：烃基二胺或烃基多胺5%－40%；烃基炔醇1%－20%；有机胺0%－20%；甲醛0%－20%；短链醇10%－70%；水0%－30%；制备方法为：在常温常压下，将烷基炔醇、有机胺、甲醛、短链醇和水按比例加入到密封容器中搅拌1－4小时，使其混合均匀；再按比例将烃基二胺或烃基多胺加入到上述混合液中，在密封容器中搅拌1－4小时，使其混合均匀，即制得所述的缓蚀剂成品。本发明所提供缓蚀剂及其制备方法，所用的原料来源广泛，合成条件温和，不需要特殊设备和加热加压处理，对金属具有良好的缓蚀性能，具有化学稳定性好、价格低廉、简单易行的特点。

Description

一种用于盐水介质中的缓蚀剂及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种用于盐水介质中的缓蚀剂及其制备方法，属金属防腐蚀设计应用技术领域。 

背景技术：

在石油和天然气的开发过程中，地层水或地表水中含有大量的无机盐（例如，我国国内的某些油田地层水，盐度几乎接近100万ppm）、溶解的酸性气体（例如二氧化碳、二氧化硫、硫化氢等）和微生物（例如SRB等）等，这些物质的存在使施工管材，特别是金属管材产生腐蚀，严重地影响着生产的正常进行，以致可能导致发生安全事故，造成极大的经济损失。 

为了有效的控制和防止无机盐等物质对管材的腐蚀，在地层水中加入缓蚀剂是一种常用的技术手段。 

国内外已经开发了多种缓蚀剂，但存在的主要问题是，合成缓蚀剂主剂的成本高或稳定性差，配制的缓蚀剂使用成本较高、使用效果不理想以及使用范围不广等。 

发明内容:

为了克服现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种用于盐水介质中的缓蚀剂及其制备方法，所用的原料来源广泛，合成条件温和，不需要特殊的设备，不需要加热加压处理，生产过程可控，对金属具有良好的缓蚀性能，具有结构明确、化学稳定性好、价格低廉、简单易行的特点。 

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。 

本发明所提供的一种用于盐水介质中的缓蚀剂按质量百分比由以下组分组成： 

以上各组分用量之和为100%。 

所述的烃基二胺或烃基多胺具有以下的化学结构通式（I）： 

其中： 

R₁是具有6-20个碳原子的直链或支链的烷基或烯基、或是烷基或芳基部分至少有6个碳原子的烷基-环烷基基团、或芳烷基、或烷芳基； 

R₂、R₅和R₆是氢原子、或-CH₂OH、-CH₂CH₂OH、-CH₂CH₂CH₂OH基团中的一种、或R₁； 

R₂、R₅和R₆可以相同，R₂、R₅和R₆也可以不同； 

R₃、R₄是氢原子、或-OH、-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂CH₂CH₃基团中的一种； 

R₃和R₄可以相同，R₃和R₄也可以不同； 

x是整数2，3，4中的一个； 

y是整数1，2，3，4中的一个。 

所述的烃基二胺或烃基多胺是化学结构通式（I）的烃基二胺或烃基多胺中的一种或一种以上的任意比例的混合物； 

所述的烃基炔醇是丙炔醇、丁炔醇、3-甲基丁炔醇、1,1,3-三苯基-2-丙炔醇、1-己炔-3-醇中的一种或一种以上的任意比例的混合物； 

所述的有机胺是乙二胺、二乙烯三胺、三乙醇胺、丁二胺、戊二胺、己二胺中的一种或一种以上的任意比例的混合物； 

所述的短链醇是乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙三醇中的一种或一种以上的任意比例的混合物。 

本发明所述的缓蚀剂的制备方法，包括如下步骤： 

（1）在常温常压下，将烷基炔醇、有机胺、甲醛、短链醇和水按比例加入到密封容器中搅拌1－4小时，使其混合均匀，得混合液； 

（2）按比例将烃基二胺或烃基多胺加入到上述混合液中，在密封容器中搅拌1－4小时，使其混合均匀，即制得所述的缓蚀剂成品。 

本发明与现有技术相比具有如下有益效果： 

1、本发明所述的缓蚀剂，所用的原料来源广泛，合成条件温和，结构明确，化学稳定性好、价格低廉。 

2、本发明所述缓蚀剂的制备方法，不需要特殊的设备，不需要加热加压处理，生产过程可控，简单易行。 

3、本发明所述的缓蚀剂对金属具有良好的缓蚀性能，可以用于盐水介质中，也可以用于含有酸性气体的盐水介质中、或含有酸性气体及SRB的盐水介质中，对金属腐蚀起到良好的控制作用，也可达到一定的防垢作用。 

具体实施方式:

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明： 

实施例1： 

该实例用来配制缓蚀剂DO-1。 

（1）在常温常压下，将200g水、600g乙醇和异丙醇的混合物（以3:2混合）、60g丙炔醇和丁炔醇的混合物（以4:1混合）、60g甲醛依次加入到搅拌釜中，充分搅拌1.5小时； 

（2）将80g的N-十二烷基乙烯二胺和40g的N-（9-十八烯基）乙烯二胺依次缓慢加入上述的搅拌釜中，充分搅拌2小时，即得缓蚀剂产品DO-1。 

实施例2： 

该实例用来配制缓蚀剂DO-2。 

（1）在常温常压下，将150g水、550g乙醇和乙二醇的混合物（以4:1混合）、80g丙炔醇和1,1,3-三苯基-2-丙炔醇的混合物（以5:1混合）、100g甲醛依次加入到搅拌釜中，充分搅拌2小时； 

（2）将50g的N-十四烷基乙烯二胺和20g的N-（9,12-十八碳二烯基）乙烯二胺依次缓慢加入上述的搅拌釜中，充分搅拌2.5小时，即得缓蚀剂产品DO-2。 

实施例3 

该实例用来配制缓蚀剂DO-3。 

（1）在常温常压下，将100g水、650g乙醇和正丁醇的混合物（以5:1混合）、50g丙炔醇、100g乙二胺和二乙烯三胺的混合物（以4:1混合）、50g甲醛依次加入到搅拌釜中，充分搅拌2小时； 

（2）将80g的N-十四烷基乙烯二胺、20g的N-（9-十八烯基）乙烯二胺和10g的N-辛基乙烯二胺依次缓慢加入上述的搅拌釜中，充分搅拌3小时，即得缓蚀剂产品DO-3。 

实施例4 

该实例用来配制缓蚀剂DO-4。 

（1）在常温常压下，将50g水、450g丙醇和丙三醇的混合物（以4:1混合）、80g丁炔醇、100g乙二胺和三乙醇胺的混合物（以4:1混合）、50g甲醛依次加入到搅拌釜中，充分搅拌2.5小时； 

（2）将80g的N-十六烷基乙烯二胺和20g的N-十八烷基乙烯二胺依次缓慢加入上述的的搅拌釜中，充分搅拌3小时，即得缓蚀剂产品DO-4。 

实施例5 

该实例用来配制缓蚀剂DO-5。 

（1）在常温常压下，将100g水、550g乙醇和异丙醇的混合物（以3:1混合）、50g的丙炔醇、丁炔醇和3-甲基丁炔醇的混合物（以4:1:1混合）、100g乙二胺和戊二胺的混合物（4:1）、50g甲醛依次加入到搅拌釜中，充分搅拌1.5小时； 

（2）将80g的N-十二烷基乙烯二胺、70g的N-（9-十八烯基）二乙烯三胺和20g的N-癸基乙烯二胺依次缓慢加入上述的搅拌釜中，充分搅拌3小时，即得缓蚀剂产品DO-5。 

实施例6 

该实例用来配制模拟盐水Y-1。 

模拟新疆油田某区块地层水，离子组成：K⁺+Na⁺6650、Cl^-8360、SO₄ ^2-2163、HCO₃ ^-264、Ca²⁺521、Mg²⁺95，总矿化度18053（mg/L）。将无机盐和自来水混合均匀，即得Y-1。 

对比例1 

该对比例用于测定N80钢片在模拟盐水Y-1中的腐蚀速率(空白实验)。 

采用静态挂片法，将N80钢片放入实施例6的模拟盐水Y-1中，在60℃下维持7天。 

根据石油天然气行业标准SY/T5329-94，观察挂片表面的成膜、点蚀和坑蚀情况，计算腐蚀速率。测定结果（取三次试验结果的平均值）如表1。 

实施例7-21 

实施例7-21用于测定盐水Y-1中缓蚀剂对N80钢片的缓蚀效果。 

在实施例6的盐水Y-1中，分别加入实施例1-5的缓蚀剂，对N80钢片的缓蚀效果进行测定。 

缓蚀剂用量：100g盐水Y-1中，分别加入0.5g、1g和1.5g的缓蚀剂。 

根据腐蚀速率，缓蚀率的计算公式如下式： 

缓蚀率=[1-腐蚀速率(加缓蚀剂实验)/腐蚀速率(空白实验)]×100% 

缓蚀率的计算结果（取三次试验结果的平均值）如表1。 

实施例22 

该实例用来配制模拟盐水Y-2。 

模拟长庆油田某区块地层水，离子组成：K⁺+Na⁺48864、Cl^-54124、CO₃ ^2-367、Ca²⁺5630、Mg²⁺886、Ba²⁺696，总矿化度110600（mg/L）。将无机盐和自来水混合均匀，即得Y-2。 

对比例2 

该对比例用于测定N80钢片在模拟盐水Y-2中的腐蚀速率(空白实验)。 

采用静态挂片法，将N80钢片放入实施例22的模拟盐水Y-2中，在60℃下维持7天。 

根据石油天然气行业标准SY/T5329-94，观察挂片表面的成膜、点蚀和坑蚀情况，计算腐蚀速率。测定结果（取三次试验结果的平均值）如表1。 

实施例23-37 

实施例23-37用于测定盐水Y-2中缓蚀剂对N80钢片的缓蚀效果。 

在实施例22的盐水Y-2中，分别加入了实施例1-5的缓蚀剂，对N80钢片的缓蚀效果进行测定。 

缓蚀剂用量：100g盐水Y-2中，分别加入0.5g、1g和1.5g的缓蚀剂。 

根据腐蚀速率，缓蚀率的计算公式如下式： 

缓蚀率=[1-腐蚀速率(加缓蚀剂实验)/腐蚀速率(空白实验)]×100% 

缓蚀率的计算结果（取三次试验结果的平均值）如表1。 

从表1中看出，本发明提供的缓蚀剂在盐水中对金属具有良好的缓蚀效果，缓蚀率均达到了80%以上，腐蚀速率达到了石油天然气行业标准 （<0.076mm/a）的要求。 

表1 

Claims (3)

1.一种用于盐水介质中的缓蚀剂，其特征在于按质量百分比由以下组分组成：

以上各组分用量之和为100%；

所述的烃基二胺或烃基多胺具有以下的化学结构通式（I）：

其中：

R₁是具有6-20个碳原子的直链或支链的烷基或烯基、或是烷基或芳基部分至少有6个碳原子的烷基-环烷基基团、或芳烷基、或烷芳基；

R₂、R₅和R₆是氢原子、或-CH₂OH、-CH₂CH₂OH、-CH₂CH₂CH₂OH基团中的一种、或R₁；

R₂、R₅和R₆可以相同，R₂、R₅和R₆也可以不同；

R₃、R₄是氢原子、或-OH、-CH₃、-CH₂CH₃、-CH₂CH₂CH₃基团中的一种；

R₃和R₄可以相同，R₃和R₄也可以不同；

x是整数2，3，4中的一个；

y是整数1，2，3，4中的一个。

2.权利要求1所述的缓蚀剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）在常温常压下，将烷基炔醇、有机胺、甲醛、短链醇和水按比例加入到密封容器中搅拌1－4小时，使其混合均匀，得混合液；

（2）按比例将烃基二胺或烃基多胺加入到上述混合液中，在密封容器中搅拌1－4小时，使其混合均匀，即制得所述的缓蚀剂成品。

3.根据权利要求1所述的一种用于盐水介质中的缓蚀剂，其特征在于所述的烃基二胺或烃基多胺是化学结构通式（I）的烃基二胺或烃基多胺中的一种或一种以上的任意比例的混合物；

所述的烃基炔醇是丙炔醇、丁炔醇、3-甲基丁炔醇、1,1,3-三苯基-2-丙炔醇、1-己炔-3-醇中的一种或一种以上的任意比例的混合物；

所述的有机胺是乙二胺、二乙烯三胺、三乙醇胺、丁二胺、戊二胺、己二胺中的一种或一种以上的任意比例的混合物；

所述的短链醇是乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙三醇中的一种或一种以上的任意比例的混合物。