CN107236533A - 酸化缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

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徐文忠
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Abstract

本发明涉及一种酸化缓蚀剂及其制备方法。本发明的酸化缓蚀剂，所述酸化缓蚀剂主要包括由乙醛、丙酮与吗啉反应制成的曼尼希碱，通过乙醛、丙酮、吗啉在酸性条件下，加热反应制成。本发明的有益效果为：防腐效果优良，无毒无刺激性气味，可适用于低浓度酸、高浓度酸、高温酸化地层和酸洗管线作业及高温深井的酸化缓蚀剂。

Description

酸化缓蚀剂及其制备方法
技术领域
本发明属于缓蚀剂领域，具体涉及一种酸化缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
现有的酸化缓蚀剂多为咪唑啉、有机聚合物，此类型酸化缓蚀剂在低温、弱酸性条件下使用时，可以得到较好的缓蚀效果。但是随着高温深井的不断出现，酸化过程中温度提高和酸浓度增加，缓蚀剂的缓蚀效果明显下降；而如果加剂量大，使用成本高将大幅提高，影响了企业生产的效率，并提高了生产成本，无法满足高温深井的生产需求。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种酸化缓蚀剂及其制备方法，其具有品成分稳定，在高温下不易分解，在强酸环境下的缓蚀效果优良等特点。
本发明的一个目的在于提供一种酸化缓蚀剂。
根据本发明具体实施方式的酸化缓蚀剂，所述酸化缓蚀剂主要包括由乙醛、丙酮与吗啉反应制成的曼尼希碱。
根据本发明具体实施方式的酸化缓蚀剂，乙醛、丙酮与吗啉反应的物质的量的比例为1～2：2～4：1～2。
根据本发明具体实施方式的酸化缓蚀剂，乙醛、丙酮与吗啉反应的物质的量的比例为1：2：1。
根据本发明具体实施方式的酸化缓蚀剂，所述酸化缓蚀剂中还包括复配剂，所述复配剂与曼尼希碱的重量比为1：1～2。
根据本发明具体实施方式的酸化缓蚀剂，所述复配剂为丙炔醇。
本发明的再一目的是提供一种酸化缓蚀剂的制备方法。
根据本发明具体实施方式的酸化缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：取乙醛、丙酮、吗啉，乙醛、丙酮、吗啉的物质的量的比为1～2：2～4：1～2，调节pH至2～3，加热，反应10小时，得到曼尼希碱。
根据本发明具体实施方式的酸化缓蚀剂的制备方法，使用盐酸调节pH至 2～3。
根据本发明具体实施方式的酸化缓蚀剂的制备方法，控制加热的温度为 85～90℃.
根据本发明具体实施方式的酸化缓蚀剂的制备方法，反应结束后，反应液冷却至室温后，加入复配剂，复配剂与曼尼希碱的重量比为1：1～2。
根据本发明具体实施方式的酸化缓蚀剂的制备方法，采用的复配剂为质量分数为10～15％的丙炔醇。
本发明的有益效果为：
1.本发明的酸化缓蚀剂为曼尼希碱型缓蚀剂，防腐效果优良，无毒无刺激性气味，可适用于低浓度酸、高浓度酸、高温酸化地层和酸洗管线作业及高温深井的酸化缓蚀剂。
2.曼尼希碱分子中含有多个带有孤对电子的氧原子和氮原子,而且在氧、氮或氮、氮之间隔着二个或三个非配位原子，所以曼尼希碱分子是一个螯合配位体，它的配位原子的孤对电子进入铁原子(离子)杂化的dsp空轨道,形成配位键，发生络合作用，生成稳定的具有环状结构的螯合物吸附在金属表面上，形成较完整的疏水保护膜，起到良好的防腐作用。复配的丙炔醇也具有良好的缓蚀效果。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本发明的酸化缓蚀剂主要包括由乙醛、丙酮与吗啉反应制成的曼尼希碱，其制备过程为：
取乙醛：丙酮：吗啉，三者物质的量比为1：2：1，用盐酸调节pH至2.0 加热至85℃，反应10个小时，然后逐渐冷却至室温。
实施例2
本发明的酸化缓蚀剂主要包括由乙醛、丙酮与吗啉反应制成的曼尼希碱，其制备过程为：
取乙醛：丙酮：吗啉，三者物质的量比为1：3：2，用盐酸调节pH至2.5 加热至90℃，反应10个小时，然后逐渐冷却至室温。
实施例3
本发明的酸化缓蚀剂主要包括由乙醛、丙酮与吗啉反应制成的曼尼希碱，其制备过程为：
取乙醛：丙酮：吗啉，三者物质的量比为2：3：1，用盐酸调节pH至3，加热至90℃，反应10个小时，然后逐渐冷却至室温。
实施例4
本发明的酸化缓蚀剂主要包括曼尼希碱和复配剂，曼尼希碱由乙醛、丙酮与吗啉反应制成。
本发明的制备过程为：
取乙醛：丙酮：吗啉，三者物质的量比为1：3：1，用盐酸调节pH至2.1 加热至85℃，反应10个小时，然后逐渐冷却至室温；再加入同等质量的质量分数10％的丙炔醇，保持搅拌一小时，然后静置得到最终酸化缓蚀剂产品。
实施例5
本发明的酸化缓蚀剂主要包括曼尼希碱和复配剂，曼尼希碱由乙醛、丙酮与吗啉反应制成。
本发明的制备过程为：
取乙醛：丙酮：吗啉，三者物质的量比为2：4：1，用盐酸调节pH至2.3 加热至88℃，反应10个小时，然后逐渐冷却至室温。再加入同等质量的质量分数13％的丙炔醇，保持搅拌一小时，然后静置得到最终酸化缓蚀剂产品。
实施例6
本发明的酸化缓蚀剂主要包括曼尼希碱和复配剂，曼尼希碱由乙醛、丙酮与吗啉反应制成。
本发明的制备过程为：
取乙醛：丙酮：吗啉，三者物质的量比为1.5：2：2，用盐酸调节pH至 2.8，加热至90℃，反应10个小时，然后逐渐冷却至室温。再加入同等质量质量分数15％的丙炔醇，保持搅拌一小时，然后静置得到最终酸化缓蚀剂产品。
本发明获得的曼尼希碱分子中含有多个带有孤对电子的氧原子和氮原子, 而且在氧、氮或氮、氮之间隔着二个或三个非配位原子,所以曼尼希碱分子是一个螯合配位体,它的配位原子的孤对电子进入铁原子(离子)杂化的d sp空轨道,形成配位键,发生络合作用,生成稳定的具有环状结构的螯合物吸附在金属表面上,形成较完整的疏水保护膜，起到良好的防腐作用。复配的丙炔醇也具有良好的缓蚀效果。
本发明的反应式为：
参照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/TT5405-1996酸化用缓蚀剂性能试验方法，腐蚀介质为不同浓度(15％、20％、25％、30％)盐酸溶液，将处理后的N80试片置于腐蚀介质中，常压，90℃下浸泡4h，取出试片，清洗，干燥处理后称量，计算失重，得到平均腐蚀速率及缓蚀率。
表一不同酸性条件下缓蚀剂的防腐蚀数据
结论：本发明的酸化缓蚀剂在15％盐酸中的缓蚀率大于98％，在30％盐酸的环境中的缓蚀率大于94％，缓蚀率下降了4％左右。而现有技术中的酸化缓蚀剂(市售品)在酸性有15％盐酸变化到30％盐酸后，缓蚀率下降了15％左右。因此，由表中的数据明显看出本发明的酸化缓蚀剂，能够耐受较高的酸浓度，可以保持较高的缓蚀率。
参照中华人民共和国石油天然气行业标准SY/TT5405-1996酸化用缓蚀剂性能试验方法，腐蚀介质为25％盐酸溶液，将处理后的N80试片置于腐蚀介质中，常压，于不同温度(90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃)下浸泡4h，取出试片，清洗，干燥处理后称量，计算失重，得到平均腐蚀速率及缓蚀率。
表二不同温度条件下缓蚀剂的防腐蚀数据
结论：本发明在90℃、浓度25％盐酸中的缓蚀率大于95％，当温度升高至140℃时，缓蚀率下降了大约6％，达到89％。而对比例(市售品)的缓蚀率由82％下降到55.7％，降幅达26％。因此，本发明的酸化缓蚀剂能够耐受高温环境，并保持在一个相对稳定的缓蚀率。
本发明的酸化缓蚀剂为曼尼希碱型酸化缓蚀剂同时复配一定量的增效剂丙炔醇，曼尼希碱分子是一个螯合配位体,它的配位原子的孤对电子进入铁原子(离子)杂化的d sp空轨道,形成配位键,发生络合作用,生成稳定的具有环状结构的螯合物吸附在金属表面上,形成较完整的疏水保护膜，起到良好的防腐作用，在酸性条件下和高温环境下成分稳定，成膜能一直保持较高的完整性和致密性，传统咪唑啉类酸化缓蚀剂在低温低酸状态下具有较好的还是效果但是温度升高和酸性增强，咪唑啉所成的膜存在脱落和分布不均匀的问题，缓蚀效果急剧下降，因此，该新型酸化缓蚀剂的缓蚀效果优于传统咪唑啉类酸化缓蚀剂。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种酸化缓蚀剂，其特征在于，所述酸化缓蚀剂主要包括由乙醛、丙酮与吗啉反应制成的曼尼希碱。
2.根据权利要求1所述的酸化缓蚀剂，其特征在于，乙醛、丙酮与吗啉反应的物质的量的比例为1～2：2～4：1～2。
3.根据权利要求2所述的酸化缓蚀剂，其特征在于，乙醛、丙酮与吗啉反应的物质的量的比例为1：2：1。
4.根据权利要求1所述的酸化缓蚀剂，其特征在于，所述酸化缓蚀剂中还包括复配剂，所述复配剂与曼尼希碱的重量比为1：1～2。
5.根据权利要求4所述的酸化缓蚀剂，其特征在于，所述复配剂为丙炔醇。
6.一种酸化缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：取乙醛、丙酮、吗啉，乙醛、丙酮、吗啉的物质的量的比为1～2：2～4：1～2，调节pH至2～3，加热，反应10小时，得到曼尼希碱。
7.根据权利要求6所述的酸化缓蚀剂的制备方法，其特征在于，使用盐酸调节pH至2～3。
8.根据权利要求7所述的酸化缓蚀剂的制备方法，其特征在于，控制加热的温度为85～90℃。
9.根据权利要求6～8任一项所述的酸化缓蚀剂的制备方法，其特征在于，反应结束后，反应液冷却至室温后，加入复配剂，复配剂与曼尼希碱的重量比为1：1～2。
10.根据权利要求9所述的酸化缓蚀剂的制备方法，其特征在于，采用的复配剂为质量分数为10～15％的丙炔醇。
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