CN105130829A - 一种高效高温酸化缓释剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效高温酸化缓释剂的制备方法。其技术方案是：本发明主要是以酮、醛、胺、氯化苄等为原料，进行酰胺化，反应合成一种Mannich碱，并利用Mannich碱和氯化苄合成出一种优异的酸化缓蚀剂Mannich碱季铵盐缓蚀剂，该酸化缓释剂克服了传统醛酮胺缩合物用量大，效果差等缺点，具有良好的界面活性、用量小、可以水溶的有点，目前已准备投入工业化生产，已开始现场试用阶段，并取得了不错的效果。

Description

一种高效高温酸化缓释剂的制备方法

技术领域

本发明涉及金属表面腐蚀的防护和油气开采酸化压裂用助剂领域，特别涉及一种高效高温酸化缓释剂的制备方法。

背景技术

金属腐蚀是一种公害，它是使设备寿命减短，导致生产停运和环境污染的主要原因之一。实践证明，在各种金属腐蚀的防护方法中，加入缓释剂是工艺简便、成本低廉，使用性强的一种方法。一般来说，加入微量或少量的缓释剂就可使金属材料在该介质中的腐蚀速率明显降低，同时还能保持金属材料原来的物理机械性能不变。缓释剂的使用不需要特殊设备，也不需要改变金属构件的性质，具有经济、适应性强的优点，广泛应用于工业个过程中如酸洗、冷却水系统、油气井酸化、油田注水、金属制品的储运等等。

在油气开采过程中，通常需要通过酸化技术来提高采收率。油井酸化工艺又称酸处理工艺，是指借助酸化压裂设备将大量的盐酸或土酸混合液注入地层，通过酸对岩石的溶蚀作用以及向地层挤酸时水力的作用扩大油层岩石的渗透通道，溶解渗透通道中的堵塞物造成人工裂缝，使油气通道畅通，以达到油井投产、增产和稳产的目的。但是酸的注入会造成油井管材和井下金属设备的腐蚀，造成很大的经济损失。尤其在高温深井中进浓盐酸大酸量深井酸化，首先要解决高温酸化液对设备的腐蚀问题。使用酸化缓释剂是解决酸化施工工程中腐蚀问题的重要方法。目前国内研究的酸化缓蚀剂主要为咪唑啉季铵盐类和醛酮胺缩合物，随着高温深井的不断出现，对缓蚀剂提出了更高的要求。

中国专利文献公开号为102746840A，专利名称为《一种曼尼希碱酸化缓蚀剂及其制备方法》，其制备方法是，将十二烷基二甲基叔胺、多聚甲醛和芳香酮按物料配比倒入反应釜中，加入乙醇溶剂，再缓慢加入盐酸调节反应液pH值，然后升温至80±5℃，保持该温度回流5至7小时，得到曼尼希碱；将曼尼希碱与乙酸、丙炔醇及碘化钾按重量份数比6∶2.5∶0.5∶1复配，得到曼尼希碱酸化缓蚀剂成品。其存在的问题是：没有加入亲水集团，制备的产品不具有很好的亲水性能。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种高效高温酸化缓释剂的制备方法，解决了高温油气井的酸化腐蚀问题。

其技术方案是：包括以下步骤，且以下组分按重量份计算：

a、将甲基苯胺500-600份和甲醛400-500份加入反应釜中，滴加1%?3%的浓硫酸10-30份，控制温度在80?90℃，反应持续2小时；

b、向反应釜中投入苯乙酮500-600份，加入后升温真空脱水，直至温度到达130?140℃；

c、将步骤b中的反应物继续升温至180℃，保温反应8小时，降温至70?80℃；

d、向步骤c中反应物中缓慢滴加氯化苄500-600份继续进行反应，氯化苄滴加完成后80℃保温继续反应2小时；

e、反应完成后，向反应釜中抽加有机溶剂500-600份，搅拌均匀，放料，产品合成完毕。

本发明提到的一种高效高温酸化缓释剂的制备方法，较佳的技术方案，包括以下步骤：

（1）将甲基苯胺500份和甲醛450份加入反应釜中，滴加30份的浓硫酸，控制温度在80?90℃，反应持续2小时；

（2）向反应釜中投入苯乙酮550份，加入后升温真空脱水，直至温度到达130?140℃；

（3）继续升温至180℃，保温反应8小时，降温至70?80℃；

（4）向反应釜中缓慢滴加氯化苄550份继续进行反应，氯化苄滴加完成后80℃保温继续反应2小时；

（5）反应完成后，向反应釜中抽加有机溶剂500kg，搅拌均匀，放料，产品合成完毕，放料。

本发明的有益效果是：本发明主要是以酮、醛、胺、氯化苄等为原料，进行酰胺化，反应合成一种Mannich碱，并利用Mannich碱和氯化苄合成出一种优异的酸化缓蚀剂Mannich碱季铵盐缓蚀剂，该酸化缓释剂克服了传统醛酮胺缩合物用量大，效果差等缺点，具有良好的界面活性、用量小、可以水溶的有点，目前已准备投入工业化生产，已开始现场试用阶段，并取得了不错的效果。

附图说明

附图1是本发明的工艺流程框图。

具体实施方式

实施例1：本发明提到的一种高效高温酸化缓释剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将甲基苯胺524kg和甲醛435kg加入反应釜中，滴加18kg的浓硫酸，控制温度在80?90℃，反应持续2小时。

（2）向反应釜中投入苯乙酮520kg，加入后升温真空脱水，直至温度到达130?140℃，不在有大量水分为止。

（3）继续升温至180℃，保温反应8小时，降温至70?80℃.

（4）向反应釜中缓慢滴加氯化苄770kg继续进行反应，氯化苄滴加完成后80℃保温继续反应2小时。

（5）反应完成后，向反应釜中抽加有机溶剂500kg，该有机溶剂为现有的常规低毒产品，如碳酸二甲酯，搅拌均匀，放料，产品合成完毕，放料，取样评价。

另外，本发明的化学反应为：

依照本发明公开的高温酸化缓释剂的制备方法所得到的酸化缓释剂主要物化参数为：

外观：棕红色均匀液体，无机械杂质

有效含量：≥50%

缓释速率（160℃,20%盐酸）：达到一级品要求。

实施例2：本发明提到的一种高效高温酸化缓释剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将甲基苯胺524kg和甲醛435kg加入反应釜中，滴加25kg的浓硫酸，控制温度在80?90℃，反应持续2小时。

（2）向反应釜中投入苯乙酮550kg，加入后升温真空脱水，直至温度到达130?140℃，不在有大量水分为止。

（3）继续升温至180℃，保温反应8小时，降温至70?80℃.

（4）向反应釜中缓慢滴加氯化苄600kg继续进行反应，氯化苄滴加完成后80℃保温继续反应2小时。

（5）反应完成后，向反应釜中抽加有机溶剂500kg，搅拌均匀，放料，产品合成完毕，放料，取样评价。

实施例3：本发明提到的一种高效高温酸化缓释剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将甲基苯胺500kg和甲醛450kg加入反应釜中，滴加30kg的浓硫酸，控制温度在80?90℃，反应持续2小时。

（2）向反应釜中投入苯乙酮550kg，加入后升温真空脱水，直至温度到达130?140℃，不在有大量水分为止。

（3）继续升温至180℃，保温反应8小时，降温至70?80℃.

（4）向反应釜中缓慢滴加氯化苄550kg继续进行反应，氯化苄滴加完成后80℃保温继续反应2小时。

（5）反应完成后，向反应釜中抽加有机溶剂500kg，搅拌均匀，放料，产品合成完毕，放料，取样评价。

实施例4：本发明提到的一种高效高温酸化缓释剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将甲基苯胺500kg和甲醛400kg加入反应釜中，滴加10kg的浓硫酸，控制温度在80?90℃，反应持续2小时。

（2）向反应釜中投入苯乙酮500kg，加入后升温真空脱水，直至温度到达130?140℃，不在有大量水分为止。

（3）继续升温至180℃，保温反应8小时，降温至70?80℃.

（4）向反应釜中缓慢滴加氯化苄500kg继续进行反应，氯化苄滴加完成后80℃保温继续反应2小时。

（5）反应完成后，向反应釜中抽加有机溶剂500kg，搅拌均匀，放料，产品合成完毕，放料，取样评价。

实施例5：本发明提到的一种高效高温酸化缓释剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将甲基苯胺600kg和甲醛500kg加入反应釜中，滴加30kg的浓硫酸，控制温度在80?90℃，反应持续2小时。

（2）向反应釜中投入苯乙酮600kg，加入后升温真空脱水，直至温度到达130?140℃，不在有大量水分为止。

（3）继续升温至180℃，保温反应8小时，降温至70?80℃.

（4）向反应釜中缓慢滴加氯化苄600kg继续进行反应，氯化苄滴加完成后80℃保温继续反应2小时。

（5）反应完成后，向反应釜中抽加有机溶剂600kg，搅拌均匀，放料，产品合成完毕，放料，取样评价。

另外，上述方法制得的高温酸化缓释剂，达到了预期的质量指标，在中石化华北分公司进行内部实验进行筛选试验得知，该类产品用量小，缓释效果好，低毒、水溶性好，达到了预期的使用标准。

本发明主要是以酮、醛、胺、氯化苄等为原料，进行酰胺化，反应合成一种Mannich碱，并利用Mannich碱和氯化苄合成出一种优异的酸化缓蚀剂Mannich碱季铵盐缓蚀剂。影响产物Mannich碱的缓蚀速率的合成工艺条件有醛/酮/胺的摩尔比、ph值的调节、反应温度、反应时间。影响季胺化反应的工艺条件有Mannich碱与氯化苄的摩尔比、反应温度、反应时间。反应产物，在恒温（90℃）,15%盐酸和土酸下静置4小时，测定钢片的腐蚀速率，在恒温（160℃）高温高压动态下15%盐酸和土酸下的腐蚀速率，根据实验结果做出性能评价，确定最佳反应条件。

另外，还需要说明的是：

本发明与对比文件中提到的《一种曼尼希碱酸化缓释剂及其制备方法》的区别如下：

（1）、所用原材料不同本专利主要原材料：甲基苯胺、苯乙酮、甲醛、氯化苄；

（2）、反应控制流程不同，本专利的反应流程是经过实验室多次试验总结出的最佳反应流程；

（3）、本发明并不是单纯的曼尼希碱酸化缓释剂的制备，本发明在曼尼希反应的基础上给曼尼希碱加入亲水集团，制备的产品具有很好的亲水性能，是对比文件所不具备的性能之一。

以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (2)

1.一种高效高温酸化缓释剂的制备方法，其特征是，包括以下步骤，且以下组分按重量份计算：

a、将甲基苯胺500-600份和甲醛400-500份加入反应釜中，滴加1%?3%的浓硫酸10-30份，控制温度在80?90℃，反应持续2小时；

b、向反应釜中投入苯乙酮500-600份，加入后升温真空脱水，直至温度到达130?140℃；

c、将步骤b中的反应物继续升温至180℃，保温反应8小时，降温至70?80℃；

d、向步骤c中反应物中缓慢滴加氯化苄500-600份继续进行反应，氯化苄滴加完成后80℃保温继续反应2小时；

e、反应完成后，向反应釜中抽加有机溶剂500-600份，搅拌均匀，放料，产品合成完毕。

2.根据权利要求1所述的高效高温酸化缓释剂的制备方法，其特征是：包括以下步骤，且以下组分按重量份计算：

（1）将甲基苯胺500份和甲醛450份加入反应釜中，滴加30份的浓硫酸，控制温度在80?90℃，反应持续2小时；

（2）向反应釜中投入苯乙酮550份，加入后升温真空脱水，直至温度到达130?140℃；

（3）继续升温至180℃，保温反应8小时，降温至70?80℃；

（4）向反应釜中缓慢滴加氯化苄550份继续进行反应，氯化苄滴加完成后80℃保温继续反应2小时；

（5）反应完成后，向反应釜中抽加有机溶剂500kg，搅拌均匀，放料，产品合成完毕，放料。