CN110127869A - 一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及阻垢缓蚀剂的领域,提供了一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料至少包含,15‑20份聚氨基酸、10‑15份聚环氧琥珀酸盐、1‑5份AA‑AMPS‑HPA三元共聚物、5‑10份烷基环氧羧酸酯、1‑3份噻吩基化合物、1‑5份聚丙烯酸盐,65‑80份溶剂。还提供了阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤至少包括:向反应釜中按比例依次加入溶剂、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐、烷基环氧羧酸酯、AA‑AMPS‑HPA三元共聚物、聚丙烯酸盐、噻吩基化合物搅拌均匀,即得。
Description
技术领域
本发明涉及阻垢缓蚀剂的领域,具体的更涉及一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
工业冷却水中都会存在一定量的无机盐、腐蚀性离子和微生物,在水的循环使用过程中一定会发生腐蚀和结垢,导致设备传热不良,浪费水、电资源。在敞开式循环冷却水系统中,冷却水通过换热后升温,然后在冷却塔中通过蒸发作用降温,返回系统循环使用。提高浓缩倍数,可有效降低补水量和排污量。但随着浓缩倍数提高导致垢离子浓度也成比例上升,如不对系统进行水质稳定,冷却水将会出现严重的水垢沉积。水中的微溶性物质,如碳酸钙、磷酸钙、硅酸盐和硫酸钙等可能在换热面上形成水垢悬浮固体,泥土、腐蚀产物和泥尘也会沉积在流速较低的地方。在长期的生产实践中,人们发现某些物质可以很好地缓解腐蚀的发生和阻止垢的形成,这样阻垢剂和缓蚀剂广泛地被应用于工业生产中,收效颇丰。
阻垢缓蚀剂是阻垢剂的一种,是能够预防水垢或污垢生成,或其生成后阻止其生长沉淀的一种化学助剂,主要有聚磷酸盐、磷酸有机物、葡萄糖酸以及单宁酸等类别。但是目前的阻垢缓蚀剂不能对无机盐、硅垢同时起到较好的阻垢效果,同时其在使用过程中易于采出液之间产生沉淀、絮凝,对运输管道带来新的污染与破坏。
发明内容
为了解决上述的技术问题,本发明的第一个方面提供了一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料至少包含,15-20份聚氨基酸、10-15份聚环氧琥珀酸盐、1-5份AA-AMPS-HPA三元共聚物、5-10份烷基环氧羧酸酯、1-3份噻吩基化合物、1-5份聚丙烯酸盐,65-80份溶剂。
作为一种优选的技术方案,本发明中所述聚氨基酸的制备原料至少包括精氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸中的一种。
作为一种优选的技术方案,本发明中所述噻吩基化合物为羧酸取代噻吩基化合物。
作为一种优选的技术方案,本发明中所述烷基环氧羧酸酯的制备原料至少包括环氧乙烷基羧酸盐、十五烷醇中的一种。
作为一种优选的技术方案,本发明中所述聚氨基酸的制备原料还包括吡啶基化合物;所述精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物的摩尔比为1:(0.3-0.7):(0.1-0.3)。
作为一种优选的技术方案,本发明中所述吡啶基化合物的结构中同时含有氨基和羧基。
作为一种优选的技术方案,本发明中所述羧酸取代噻吩基化合物选自3-(2-噻吩)丙酸、2,5-二溴-3-噻吩丙酸、3-噻吩丙酸、3-(5-噻吩-2-基-呋喃-2-基)-丙酸、3-氨基-3-(2-噻吩基)丙酸、3-氨基-3-(5-甲基-2-噻吩基)丙酸中的一种或多种的选择。
作为一种优选的技术方案,本发明中所述烷基环氧羧酸酯的制备原料还包括环氧乙烷;所述环氧乙烷基羧酸盐、十五烷醇、环氧乙烷的摩尔比为1:(0.8-1.2):(3-5)。
作为一种优选的技术方案,本发明中所述十五烷醇选自2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇、3,7,11-三甲基-5-十二烷醇、十五烷-8-醇、3,7,11-三甲基十二烷-3-醇、4-十五烷醇中的一种或多种的组合。
本发明的第二个方面提供了一种所述的阻垢缓蚀剂,步骤至少包括:向反应釜中按比例依次加入溶剂、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐、烷基环氧羧酸酯、AA-AMPS-HPA三元共聚物、聚丙烯酸盐、噻吩基化合物搅拌均匀,即得。
参考以下详情,更容易理解本发明中前面部分所描述的技术特征、内容和优点。
具体实施方式
除非另有说明、从上下文暗示或属于现有技术的惯例,否则本申请中所有的份数和百分比都基于重量,且所用的测试和表征方法都是与本申请的提交日期同步的。如果现有技术中披露的具体术语的定义与本申请中提供的任何定义不一致,则以本申请中提供的术语定义为准。
下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述,并非对其保护范围的限制。
本发明的第一个方面提供了一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料至少包含,15-20份聚氨基酸、10-15份聚环氧琥珀酸盐、1-5份AA-AMPS-HPA三元共聚物、5-8份烷基环氧羧酸酯、1-3份噻吩基化合物、1-5份聚丙烯酸盐,65-80份溶剂。
在一些优选的实施方式中,所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料至少包含,16-18份聚氨基酸、12-14份聚环氧琥珀酸盐、2-4份AA-AMPS-HPA三元共聚物、6-8份烷基环氧羧酸酯、1.5-2.5份噻吩基化合物、2-4份聚丙烯酸盐,70-75份溶剂。
在一些更优选的实施方式中,所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料至少包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份溶剂。
聚氨基酸
在一些实施方式中,所述聚氨基酸的制备原料至少包括精氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸中的一种;优选的,所述聚氨基酸的制备原料至少包括精氨酸、谷氨酸。
在一些实施方式中,所述聚氨基酸的制备原料还包括吡啶基化合物。
在一些实施方式中,所述精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物的摩尔比为1:(0.3-0.7):(0.1-0.3);优选的,所述精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物的摩尔比为1:0.5:0.2。
在一些实施方式中,所述吡啶基化合物的结构中同时含有氨基和羧基。
在一些实施方式中,所述吡啶基化合物选自2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸、2-氨基-2-(5-羟基吡啶-2-基)乙酸、4-氨基吡啶-2-甲酸、2-氨基-3-吡啶乙酸、3-(2-吡啶基氨基)丙酸、alpha-氨基-1H-吡咯并(2,3-b)吡啶-3-乙酸中的一种或多种的组合;优选的,所述吡啶基化合物选自2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸、alpha-氨基-1H-吡咯并(2,3-b)吡啶-3-乙酸、2-氨基-2-(5-羟基吡啶-2-基)乙酸中的一种或多种的组合;进一步优选的,所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸。
所述2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸的CAS号为11003-57-9;所述2-氨基-2-(5-羟基吡啶-2-基)乙酸的CAS号为108158-20-9;所述alpha-氨基-1H-吡咯并(2,3-b)吡啶-3-乙酸的CAS号为1052209-51-4;所述4-氨基吡啶-2-甲酸的CAS号为100047-36-7;所述2-氨基-3-吡啶乙酸的CAS号为101860-97-3;所述3-(2-吡啶基氨基)丙酸的CAS号为104961-64-0。
所述精氨酸为L-精氨酸;所述L-精氨酸的CAS号为74-79-3;所述谷氨酸的CAS号为56-86-0。
本发明中所述氨基酸的制备方法如下所示:
以精氨酸、谷氨酸和吡啶基化合物为原料,KH2PO4作为催化剂,N,N-二甲基甲基甲酰胺为有机溶剂,在100-300W功率的微波辐照下催化聚合,得到蓬松状产物,即为中间产物;然后加入氢氧化钠让其完全水解,形成澄清的溶液;用HCL调pH值6-7,向混合溶液中加入过量的无水乙醇进行沉淀,将沉淀物干燥,研磨即得。
优选的,所述氨基酸的制备方法如下所示:
以精氨酸、谷氨酸和吡啶基化合物为原料,KH2PO4作为催化剂,N,N-二甲基甲基甲酰胺为有机溶剂,在200W功率的微波辐照下催化聚合,得到蓬松状产物,即为中间产物;然后加入氢氧化钠让其完全水解,形成澄清的溶液;用HCL调pH值6.5,向混合溶液中加入过量的无水乙醇进行沉淀,将沉淀物干燥,研磨即得。
在实验过程中发现通过选用精氨酸、谷氨酸以及特定的吡啶基化合物可以有效提高硫酸钙、碳酸钙、硅酸盐、胶体硅阻垢率,提高材料的缓蚀效率,同时避免在处理过程产生絮凝、沉降现象,可能由于本发明所用聚氨基酸中含有大量的-COOH、-NH2,可以与Ca2+、Mg2+等离子较好的作用,避免其形成碳酸盐沉淀破坏油田运输管道,且体系中含有不同方向的支化结构,在减少彼此位阻的同时提供较大的空间度与已形成的碳酸钙、碳酸镁等晶粒作用,改变其晶粒生长方向,减少颗粒粒径,避免其沉淀于管道底部;同时该聚合物不同方向形成一定分子量的支链结构,提高其对氧化铁、氧化锌的分散能力,以及对金属表面的静电作用与极性作用,减少硅酸盐的颗粒形成;此外,分子之间有着一定的静电斥力,避免因其携带与运载过多金属颗粒而出现絮凝、沉淀的问题,反而对运输管道起到负面影响。
在实验过程中,申请人也意外发现当调控精氨酸、谷氨酸以及吡啶基化合物的摩尔比为1:(0.3~0.7):(0.1~0.3)时,阻垢、缓蚀效果较好,可能由于当特定吡啶含量较多时,分子之间彼此缠结,不利于分子之间的运动,与金属离子、金属表面作用降低;而当特定吡啶含量较少时,聚氨基酸与金属类物质作用较大,分子之间彼此吸引力较大,反而造成絮凝、沉淀的问题。
噻吩基化合物
在一些实施方式中,所述噻吩基化合物为羧酸取代噻吩基化合物。
在一些实施方式中,所述羧酸取代噻吩基化合物选自3-(2-噻吩)丙酸、2,5-二溴-3-噻吩丙酸、3-噻吩丙酸、3-(5-噻吩-2-基-呋喃-2-基)-丙酸、3-氨基-3-(2-噻吩基)丙酸、3-氨基-3-(5-甲基-2-噻吩基)丙酸中的一种或多种的选择;优选的,所述羧酸取代噻吩基化合物选自3-(2-噻吩)丙酸、2,5-二溴-3-噻吩丙酸、3-噻吩丙酸中的一种或多种的选择;更优选的,所述羧酸取代噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸。
所述3-(2-噻吩)丙酸的CAS号为5928-51-8;所述2,5-二溴-3-噻吩丙酸的CAS号为13191-40-7;所述3-噻吩丙酸的CAS号为16378-06-6;所述3-(5-噻吩-2-基-呋喃-2-基)-丙酸的CAS号为24090-38-8;所述3-氨基-3-(2-噻吩基)丙酸的CAS号为131829-50-0;所述3-氨基-3-(5-甲基-2-噻吩基)丙酸的CAS号为98593-60-3。
通过实验意外发现在体系中加入3-(2-噻吩)丙酸可以提高阻垢效率,尤其是硫酸钙以及硅垢,同时缓蚀效率也有明显提高,可能由于体系中含有的聚氨基酸、聚环氧琥珀酸钠以及烷基环氧羧酸酯结构相对单一,虽然提高了体系中碳酸盐与聚合物之间的作用力以及一些金属的分散能力,但其均为相对分子量较高的化合物,其作用力会受到分子运动自由度的限制,而3-(2-噻吩)丙酸分子量相对较低,且含有不同活性基团使其可以在体系中运动度较高、互相渗透性较好,如更好的运动与聚氨基酸的空穴中或油相污渍中,可以与体系中的金属类物质更好的作用,且含有S、π-π、б-π结构,是富电子结构,与体系中阳离子、缺电子物质较好的作用,提高硫酸钙的阻垢率,抑制二氧化硅的形成,减少硅垢;此外,由于其富电子结构可以与管道的金属形成较为强的吸引作用,弥补聚氨基酸、聚环氧琥珀酸钠等由于位阻关系而导致管道表面作用力不均匀的问题,从而提高缓蚀效率。
烷基环氧羧酸酯
在一些实施方式中,所述烷基环氧羧酸酯的制备原料至少包括环氧乙烷基羧酸盐、十五烷醇中的一种;优选的,所述烷基环氧羧酸酯的制备原料至少包括环氧乙烷基羧酸盐、十五烷醇。
在一些实施方式中,所述烷基环氧羧酸酯的制备原料还包括环氧乙烷。
在一些实施方式中,所述环氧乙烷基羧酸盐、十五烷醇、环氧乙烷的摩尔比为1:(0.8-1.2):(3-5);优选的,所述环氧乙烷基羧酸盐、十五烷醇、环氧乙烷的摩尔比为1:1:4。
在一些实施方式中,所述环氧乙烷基羧酸盐为2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠。
所述2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠的CAS号为78573-70-3。
在一些实施方式中,所述十五烷醇选自2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇、3,7,11-三甲基-5-十二烷醇、十五烷-8-醇、3,7,11-三甲基十二烷-3-醇、4-十五烷醇中的一种或多种的组合;优选的,所述十五烷醇选自2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇、3,7,11-三甲基-5-十二烷醇、十五烷-8-醇;更优选的,所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇。
所述2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇的CAS号为10143-20-1;所述3,7,11-三甲基-5-十二烷醇的CAS号为30221-43-3;所述十五烷-8-醇的CAS号为1653-35-6;所述3,7,11-三甲基十二烷-3-醇的CAS号为7278-65-1;所述4-十五烷醇的CAS号为109212-91-1。
在一些实施方式中,所述烷基环氧羧酸酯的制备方法如下:
(1)十五烷醇、环氧乙烷制备得到物质A
在反应瓶中分别加入环氧乙烷和十五烷醇,再加入正辛烷作溶剂,然后加入质量为十五烷醇和环氧乙烷总质量2-5%的催化剂WO2Cl2,再加入质量为十五烷醇和环氧乙烷总质量2-5%的三氟甲磺酸银,在设定的反应温度60-90℃下反应10-15h。反应停止后分离出催化剂并用甲醇洗,干燥,重复利用。分离出的反应液,经过旋蒸除去溶剂正辛烷和多余未反应的反应物,干燥后即得物质A;
(2)物质A与环氧乙烷基羧酸盐反应得烷基环氧羧酸酯
将物质A和环氧乙烷基羧酸盐溶解在装DMF的四颈烧瓶中,不断的搅拌使其充分溶解,得到溶液;将溶液保持在50-70℃进行15-25分钟搅拌溶解,然后将氢氧化钠缓慢分批加入反应瓶中,0.5-1小时内加完;之后将反应保持55-75℃,反应2-5小时,随后将温度升温至60-80℃,反应0.5-2小时后结束,将该反应溶液在冰水浴中冷却,过滤,蒸馏,得到粗产物,将粗产物通过萃取,乙醇为萃取剂,过滤,蒸馏即得。所述环氧乙烷基羧酸盐与氢氧化钠的摩尔比为1:(1-1.1)。
优选的,所述烷基环氧羧酸酯的制备方法如下:
(1)十五烷醇、环氧乙烷制备得到物质A
在反应瓶中分别加入环氧乙烷和十五烷醇,再加入50mL正辛烷作溶剂,然后加入质量为十五烷醇和环氧乙烷总质量3%的催化剂WO2Cl2,再加入质量为十五烷醇和环氧乙烷总质量4%的三氟甲磺酸银,在设定的反应温度80℃下反应12h。反应停止后分离出催化剂并用甲醇洗,干燥,重复利用。分离出的反应液,经过旋蒸除去溶剂正辛烷和多余未反应的甲醇,干燥后即得物质A;
(2)物质A与环氧乙烷基羧酸盐反应得烷基环氧羧酸酯
将物质A和环氧乙烷基羧酸盐溶解在装有无水乙醇的四颈烧瓶中,不断的搅拌使其充分溶解,得到溶液;将溶液保持在60℃进行20分钟搅拌溶解,然后将氢氧化钠缓慢分批加入反应瓶中,0.5小时内加完;之后将反应保持65℃,反应3小时,随后将温度升温至70℃,反应1小时后结束,将该反应溶液在冰水浴中冷却,过滤,蒸馏,得到粗产物,将粗产物通过萃取,乙醇为萃取剂,过滤,蒸馏即得。所述环氧乙烷基羧酸盐与氢氧化钠的摩尔比为1:1.05。
在体系中加入由2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇、环氧乙烷制备得到的烷基环氧羧酸酯可以提高阻垢缓蚀剂的阻垢率、缓蚀率,同时更有效避免在处理过程中出现絮凝、沉降现象,一方面可能由于烷基环氧羧酸酯作为阻垢缓蚀剂的桥梁,疏水端的不对称结构有利于自行组织,从而促进体系的均一,避免体系的分层、不均一的问题,从而使物料之间协同作用,促进对各种污垢的阻垢效果;另一方面,降低不同界面的表面张力,促进该阻垢缓蚀剂与水、油不同相的互溶,使体系可与不同相的金属物质作用,提高体系的阻垢效果与缓释效果,也避免了因体系作用力不协调造成沉淀的问题。
此外,申请人也意外发现当2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇、环氧乙烷的摩尔比为:1:(0.5~1.5):(5~5)时,阻垢率、缓蚀率较佳,可能由于适当的羧基亲水段、醚键以及适当的疏水端在实现极性、非极性平衡的同时,对Ca2+、Mg2+以及铁、锌等金属物质的静电作用与分散作用较好,当环氧乙烷含量较小时,对铁、锌等金属物质的分散能力较低而导致硅酸盐、硅胶污垢增加且可能出现沉淀,当环氧乙烷含量较大时,体系对Ca2+、Mg2+的作用力变弱,相应金属盐污垢变多,同时也会导致硅酸盐、硅胶垢变多。
AA-AMPS-HPA三元共聚物
本发明中所述AA-AMPS-HPA三元共聚物为丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-丙烯酸羟丙酯三元共聚物;其中,所述丙烯酸的简称为AA;所述2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的简称为AMPS;所述丙烯酸羟丙酯的简称为HPA。
在一些实施方式中,所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:(3-9):(0.1-0.8);优选的,所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:(4-7):(0.3-0.6);更优选的,所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.4。
此处,所述AA、AMPS、HPA的摩尔比为加料时用的AA、AMPS、HPA的摩尔比。
在一些实施方式中,所述AA-AMPS-HPA三元共聚物的制备方法如下所示:
将配有温度计、恒压底液漏斗、回流装置和搅拌器的四口烧瓶固定在恒温磁力搅拌器内。称取HPA、还原剂和水加入到四口烧瓶中。称取AMPS,加水溶解混匀后置于一恒压滴液漏斗内,过氧化氢和AA混合均匀后置于另一滴液漏斗内。加热到80℃,待四口烧瓶内固体溶解后,开启恒压滴液漏斗加入过硫酸铵,调节滴加速度,1小时内滴加完毕。完毕后,60℃保温反应2小时。反应结束后,冷却出料,即得。
在实验过程中发现利用AA-AMPS-HPA三元共聚物作为阻垢缓蚀剂的有效组分可以较好的实现阻垢与缓释,同时更好的避免沉淀、絮凝物质的产生,可能由于采用了不同种类多活性位点、高分子聚合活性以及有一定空间阻隔的单体材料,实现对不同阳离子、金属晶体的作用结合,如钙类、镁类物质等;也达到对铁、锌等的分散,从而实现硫酸钙、碳酸钙、硅酸盐以及硅胶的阻垢效果,同时由于HPA与AA、AMPS有一定的空间阻隔,可以减少彼此的作用力竞争,提高HPA与管道金属表面的作用力,提高体系的缓蚀效果。
此外,申请人也意外发现AA:AMPS:HPA的摩尔比为:1:(3~9):(0.1~0.8)体系的阻垢效果较佳,可能由于AA聚合活性较高,对铁、锌分散能力较高,而与阳离子作用力低于AMPS,当其含量过高或过低,体系的阻垢效果下降。
聚环氧琥珀酸盐
在一些实施方式中,所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠。
本发明中所述聚环氧琥珀酸钠购买厂家不做特殊限定,优选的购买自天门恒昌化工有限公司,相对分子量为800-1200。
聚丙烯酸盐
在一些实施方式中,所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠。
所述聚丙烯酸钠购买厂家不做特殊限定,优选的,购买自郑州万博化工产品有限公司,相对分子量为2500-4500。
溶剂
在一些实施方式中,所述溶剂为水。
本发明的第二个方面提供了一种所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤至少包括:向反应釜中按比例依次加入溶剂、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐、烷基环氧羧酸酯、AA-AMPS-HPA三元共聚物、聚丙烯酸盐、噻吩基化合物搅拌均匀,即得。
优选的,所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤至少包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至30-55℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌1-3h,即得。
更优选的,所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤至少包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
本发明中,按照一定的顺序添加阻垢缓蚀剂的原料混合相容,可以提高阻垢缓蚀剂的作用效果,如提高不同物质的阻垢率,可能由于有利于形成均一体系,烷基环氧羧酸酯有着桥梁的作用,将体系中疏水链段与亲水链段形成均一体系,不会造成阻垢缓蚀剂在制备过程以及储存过程中出现分层、沉降问题,而造成在使用过程中不能与Ca2+、Mg2+等离子以及管道金属表面的作用,从而提高阻垢率、缓蚀效果。
下面通过实施例对本发明进行具体的描述,以下实施例只能用于本发明做进一步说明,并不能理解为本发明保护的限制,该领域的专业技术人员根据上述发明的内容作出的非本质的改正和调整,仍属于本发明的保护的范围。
以下实施例所述氨基酸的制备方法如下所示:
以精氨酸、谷氨酸和吡啶基化合物为原料,KH2PO4作为催化剂,N,N-二甲基甲基甲酰胺为有机溶剂,在200W功率的微波辐照下催化聚合,得到蓬松状产物,即为中间产物;然后加入氢氧化钠让其完全水解,形成澄清的溶液;用HCL调pH值6.5,向混合溶液中加入过量的无水乙醇进行沉淀,将沉淀物干燥,研磨即得。
以下实施例所述烷基环氧羧酸酯的制备方法如下:
(1)十五烷醇、环氧乙烷制备得到物质A
在反应瓶中分别加入环氧乙烷和十五烷醇,再加入50mL正辛烷作溶剂,然后加入质量为十五烷醇和环氧乙烷总质量3%的催化剂WO2Cl2,再加入质量为十五烷醇和环氧乙烷总质量4%的三氟甲磺酸银,在设定的反应温度80℃下反应12h。反应停止后分离出催化剂并用甲醇洗,干燥,重复利用。分离出的反应液,经过旋蒸除去溶剂正辛烷和多余未反应的反应物,干燥后即得物质A;
(2)物质A与环氧乙烷基羧酸盐反应得烷基环氧羧酸酯
将物质A和环氧乙烷基羧酸盐溶解在装DMF的四颈烧瓶中,不断的搅拌使其充分溶解,得到溶液;将溶液保持在60℃进行20分钟搅拌溶解,然后将氢氧化钠缓慢分批加入反应瓶中,0.5小时内加完;之后将反应保持65℃,反应3小时,随后将温度升温至70℃,反应1小时后结束,将该反应溶液在冰水浴中冷却,过滤,蒸馏,得到粗产物,将粗产物通过萃取,乙醇为萃取剂,过滤,蒸馏即得。所述环氧乙烷基羧酸盐与氢氧化钠的摩尔比为1:1.05。
以下所述AA-AMPS-HPA三元共聚物的制备方法如下所示:
将配有温度计、恒压底液漏斗、回流装置和搅拌器的四口烧瓶固定在恒温磁力搅拌器内。称取HPA、还原剂和水加入到四口烧瓶中。称取AMPS,加水溶解混匀后置于一恒压滴液漏斗内,过氧化氢和AA混合均匀后置于另一滴液漏斗内。加热到80℃,待四口烧瓶内固体溶解后,开启恒压地也漏斗加入过硫酸铵,调节滴加速度,1小时内滴加完毕。完毕后,60℃保温反应2小时。反应结束后,冷却出料,即得。
实施例1
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.5:0.2;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:4;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.4;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
实施例2
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,15份聚氨基酸、10份聚环氧琥珀酸盐、1份AA-AMPS-HPA三元共聚物、5份烷基环氧羧酸酯、1份噻吩基化合物、1份聚丙烯酸盐,65份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.3:0.1;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为3-噻吩丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:0.8:3;所述十五烷醇为3,7,11-三甲基-5-十二烷醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:3:0.1;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至30℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌1h,即得。
实施例3
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,20份聚氨基酸、15份聚环氧琥珀酸盐、5份AA-AMPS-HPA三元共聚物、8份烷基环氧羧酸酯、3份噻吩基化合物、5份聚丙烯酸盐,80份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.7:0.3;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为2,5-二溴-3-噻吩丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1.2:5;所述十五烷醇为十五烷-8-醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:9:0.8;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至55℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌3h,即得。
实施例4
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸,摩尔比为1:0.5;所述噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:4;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.4;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
实施例5
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括天冬酰胺、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.5:0.2;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:4;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.4;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
实施例6
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.5:0.2所述吡啶基化合物为2alpha-氨基-1H-吡咯并(2,3-b)吡啶-3-乙酸;
所述噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:4;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.4;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
实施例7
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.05:1;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:4;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.4;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
实施例8
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.5:0.2;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:4;所述十五烷醇为4-十五烷醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.4;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
实施例9
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.5:0.2;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括3-(3,4-二甲氧基苯基)环氧乙烷-2-羧酸钠盐、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:0.1:0.5;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.4;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
实施例10
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.5:0.2;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:0.1;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.4;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
实施例11
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.5:0.2;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为3-氨基-3-(5-甲基-2-噻吩基)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:4;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.4;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
实施例12
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.5:0.2;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:4;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.4;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,搅拌2.5h,即得。
实施例13
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.5:0.2;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:4;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:1:1.5;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
实施例14
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.5:0.2;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:4;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为1:5:0.01;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
实施例15
一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,按重量份计,原料包含,17份聚氨基酸、13份聚环氧琥珀酸盐、3份AA-AMPS-HPA三元共聚物、7份烷基环氧羧酸酯、2份噻吩基化合物、3份聚丙烯酸盐,72份水;
所述聚氨基酸的制备原料包括精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物,摩尔比为1:0.5:0.2;所述吡啶基化合物为2-氨基-6-[4-(4-氨基-4-羧基-丁基)-3,5-二(3-氨基-3-羧基-丙基)吡啶-1-基]己酸;
所述噻吩基化合物为3-(2-噻吩)丙酸;
所述烷基环氧羧酸酯的制备原料包括2-[5-(4-氯苯基)戊基]环氧乙烷-2-羧酸钠、十五烷醇、环氧乙烷,摩尔比为1:1:4;所述十五烷醇为2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇;
所述AA-AMPS-HPA三元共聚物中AA、AMPS、HPA的摩尔比为0.1:5:0.4;
所述聚环氧琥珀酸盐为聚环氧琥珀酸钠;所述聚丙烯酸盐为聚丙烯酸钠;
本实施例所述环保型采油用中性阻垢缓蚀剂的制备方法,步骤包括:
在常温和常压条件下,向反应釜中按比例依次加入水、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐,搅拌至完全溶解均匀,再加入烷基环氧羧酸酯,升温至45℃继续搅拌,继续加入AA-AMPS-HPA三元共聚物,聚丙烯酸盐,最后加入噻吩基化合物搅拌2.5h,即得。
性能测试
1.以实施例1-17为测试对象,对硫酸钙、碳酸钙、硅酸盐、胶体硅进行阻垢率测试,其中硫酸钙、碳酸钙、硅酸盐、胶体硅的阻垢率和阻垢效果测试方法分别如下所示:
(1)胶体硅垢的阻垢效果测试方法
配置所需浓度的硅酸钠溶液(浓度以SiO2计)作为初始硅含量溶液,浓度为500mg/L,并分别取相同体积的溶液加入聚乙烯塑料瓶中,分别加入实施例中制备的阻垢缓蚀剂(浓度为80mg/L)。用HCl和氢氧化钠溶液调配至pH至7.0,置于40℃温水浴锅中,48小时候后测试溶液中可溶性SiO2含量,做3个平行实验。
(2)硅酸盐的阻垢效果测试方法
配置所需浓度的硅酸钠溶液(浓度以SiO2计)作为初始硅含量溶液,浓度为500mg/L,并分别取相同体积的溶液加入聚乙烯塑料瓶中,分别加入实施例中制备的阻垢缓蚀剂(浓度为80mg/L)。用HCl和氢氧化钠溶液调配至pH至7.5,加入是适量的CaCl2/MgCl2溶液(分别以碳酸钙、碳酸镁计)。用HCl和氢氧化钠溶液调配至pH至7.0,置于40℃恒温水浴锅中,48小时后上标准方法测试溶液的硅酸盐的含量,做3个平行实验。
(3)碳酸钙阻垢率测试方法
实验条件:实验用水C(Ca2+)=400mg/L,C(HCO3 -)=400mg/L(均已CaCO3计),实际温度为60℃,时间为10小时,用EDTA测出溶液中的Ca2+浓度。阻垢率按式1计算:
静态阻垢率=(C2-C1)/(C2-C0)×100% 式1
其中:C0代表不加阻垢剂的上清液钙离子含量,mg/L;C1代表投放阻垢剂的上清液钙离子含量,mg/L;C2代表实验水样的原始钙离子含量,mg/L。
(4)硫酸钙阻垢率
量取25mL浓度为20mg/mL的CaCl2溶液于250mL容量瓶中,加入一定量的水和聚合物,再加入25mL浓度为40mg/mL的Na2SO4溶液,配制成浓度为c(Ca2+)=c(SO4 2-)=6800mg/L(以CaSO4计)的水样。80℃下恒温10h,冷却,取25mL滤液于锥形瓶中,加入2mL的8mol/L的KOH溶液调节pH值大于12,加入少量钙指示剂,用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色变为蓝绿色即为终点,同时进行空白实验,按下式计算阻垢率(ZG):
ZG=(V1-V0)/(V2-V0)×100% 式2
式2中:V1为加阻垢剂恒温10h后,标定钙离子浓度所消耗的EDTA体积,mL;V0为空白水样恒温10h后,标定钙离子浓度所消耗的EDTA体积,mL;V2为未加热空白水样,标定钙离子所消耗的EDTA体积,mL。
2.缓蚀效果的测试:以实施例1-实施例17制得的阻垢缓蚀剂为测试对象。
实验条件:实验水样为自来水;腐蚀试片:A3碳钢试片(50mm×25mm×2mm);温度为40℃;时间为72h。执行化工行业HG/T2159-91标准进行实验测试。按照式3计算阻垢缓蚀剂:
阻垢缓蚀剂=(空白试片腐蚀率-试片腐蚀率)/空白试片腐蚀率×100% 式3
3.稳定性:观察是否含有沉淀、絮凝物质产生
将地层水(标注矿度化)、油井采出液(选取胜利油田某采油厂的3口油井进行取样,每口井取样相同,将其混合,即为实验所用材料)以及本产品混合均匀(比例体积10:1:1),观察是否有絮凝、沉淀出现,分为“有”、“无”;其中“有”表示观察到有絮凝或沉定出现,“无”表示没有观察到有絮凝或沉定出现。
表1各性能测试结果
前述的实例仅是说明性的,用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围,且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此,申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子替换,且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。
Claims (10)
1.一种环保型采油用中性阻垢缓蚀剂,其特征在于,按重量份计,原料至少包含:15-20份聚氨基酸、10-15份聚环氧琥珀酸盐、1-5份AA-AMPS-HPA三元共聚物、5-10份烷基环氧羧酸酯、1-3份噻吩基化合物、1-5份聚丙烯酸盐,65-80份溶剂。
2.如权利要求1所述的阻垢缓蚀剂,其特征在于,所述聚氨基酸的制备原料至少包括精氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸中的一种。
3.如权利要求1所述的阻垢缓蚀剂,其特征在于,所述噻吩基化合物为羧酸取代噻吩基化合物。
4.如权利要求1所述的阻垢缓蚀剂,其特征在于,所述烷基环氧羧酸酯的制备原料至少包括环氧乙烷基羧酸盐、十五烷醇中的一种。
5.如权利要求2所述的阻垢缓蚀剂,其特征在于,所述聚氨基酸的制备原料还包括吡啶基化合物;所述精氨酸、谷氨酸、吡啶基化合物的摩尔比为1:(0.3-0.7):(0.1-0.3)。
6.如权利要求5所述的阻垢缓蚀剂,其特征在于,所述吡啶基化合物的结构中同时含有氨基和羧基。
7.如权利要求3所述的阻垢缓蚀剂,其特征在于,所述羧酸取代噻吩基化合物选自3-(2-噻吩)丙酸、2,5-二溴-3-噻吩丙酸、3-噻吩丙酸、3-(5-噻吩-2-基-呋喃-2-基)-丙酸、3-氨基-3-(2-噻吩基)丙酸、3-氨基-3-(5-甲基-2-噻吩基)丙酸中的一种或多种的选择。
8.如权利要求4所述的阻垢缓蚀剂,其特征在于,所述烷基环氧羧酸酯的制备原料还包括环氧乙烷;所述环氧乙烷基羧酸盐、十五烷醇、环氧乙烷的摩尔比为1:(0.8-1.2):(3-5)。
9.如权利要求8所述的阻垢缓蚀剂,其特征在于,所述十五烷醇选自2,8-二甲基-6-(2-甲基丙基)-4-壬醇、3,7,11-三甲基-5-十二烷醇、十五烷-8-醇、3,7,11-三甲基十二烷-3-醇、4-十五烷醇中的一种或多种的组合。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的阻垢缓蚀剂,其特征在于,步骤至少包括:向反应釜中按比例依次加入溶剂、聚氨基酸、聚环氧琥珀酸盐、烷基环氧羧酸酯、AA-AMPS-HPA三元共聚物、聚丙烯酸盐、噻吩基化合物搅拌均匀,即得。
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