CN117512600A - 一种高温酸化缓蚀剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温酸化缓蚀剂，包括下述质量百分比的原料：吡啶季铵盐10‑15％、乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖5‑10％、丙炔醇2‑3％、三乙醇胺2‑5％、表面活性剂0.5‑1％、余量为溶剂。本发明的缓蚀剂在高温下的酸性介质中有良好的分散性和稳定性，而且耐高温腐蚀性优良，能够满足100‑120℃高温下的油田深井开采工程使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及缓蚀剂技术领域，尤其涉及一种高温酸化缓蚀剂。
背景技术
在石油的勘探和开采中，需要使用大量的钻井设备、运输管道等，由于油田的环境往往十分复杂和苛刻，包括高温、酸性环境等，这种高温、酸性的环境容易使油井设备和管道受到腐蚀，从而影响石油的采集效率和设备的使用寿命。通常来说，为了减少设备和管道的腐蚀，可以采用在生产过程中添加缓蚀剂的方法。缓蚀剂可以极大地减缓金属的腐蚀速率，延长设备的使用寿命，也减少因设备腐蚀产生的生产危害、环境污染等等，不仅节约了设备的更新费用，降低了生产成本，而且大大减少了对生态环境的危害。但是，通常的缓蚀剂是应用于常温环境，在高温、酸性下，由于受到特殊环境因素的影响，往往存在缓蚀效果无法达到预期的问题。因此，开发适用于高温、酸性环境的缓蚀剂具有十分重要的应用意义。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高温酸化缓蚀剂。
本发明提出的一种高温酸化缓蚀剂，包括下述质量百分比的原料：吡啶季铵盐10-15％、乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖5-10％、丙炔醇2-3％、三乙醇胺2-5％、表面活性剂0.5-1％、余量为溶剂。
优选地，所述吡啶季铵盐的制备方法为：将4-甲基吡啶和氯化苄溶于适量水中，在惰性气氛下，于80-90℃下反应3-5h，即得。
优选地，4-甲基吡啶和氯化苄的摩尔比为1：(1-1.5)。
优选地，在吡啶季铵盐的制备方法中，4-甲基吡啶与水质量比为1：(2.5-3.5)。
优选地，所述乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖的制备方法为：将羧甲基壳聚糖加入适量水中，先于50-90℃下搅拌1-2h，然后加入乙烯基苄基三甲基氯化铵和引发剂，在惰性气氛下于80-90℃下搅拌反应6-12h，即得。
优选地，羧甲基壳聚糖、乙烯基苄基三甲基氯化铵和引发剂的质量比为1：(2-4)：(0.01-0.05)。
优选地，所述引发剂为过硫酸铵。
优选地，在乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖的制备方法中，羧甲基壳聚糖与水的质量比为1：(10-20)。
优选地，所述表面活性剂为乳化剂OP-10、壬基酚聚氧丙烯醚、吐温-80中的至少一种。
优选地，所述溶剂为异丙醇、正丁醇、乙醚、环氧丙烷、乙二醇甲醚、乙二醇二乙醚、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
本发明的有益效果如下：
本发明通过接枝共聚法将乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝到羧甲基壳聚糖分子上，得到了一种含苄基和季铵基团的羧甲基壳聚糖季铵盐，将其与4-甲基吡啶和氯化苄合成的吡啶季铵盐进行复配，在高温下具有优良的稳定性和成膜性，能够牢固地吸附在金属表面，而且缓蚀剂中的苄基基团含量较高，也有利于改善缓蚀剂成膜的疏水性能，提升缓蚀效果。本发明的缓蚀剂在高温下的酸性介质中有良好的分散性和稳定性，而且耐高温腐蚀性优良，能够满足100-120℃高温下的油田深井开采工程使用要求。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种高温酸化缓蚀剂，包括下述质量百分比的原料：吡啶季铵盐12％、乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖8％、丙炔醇2.5％、三乙醇胺3％、吐温-80 0.8％、余量为异丙醇。
其中：
吡啶季铵盐的制备方法为：将4-甲基吡啶和氯化苄溶于水中，在氮气气氛下，于85℃下反应4h，即得；4-甲基吡啶和氯化苄的摩尔比为1：1.4；4-甲基吡啶与水质量比为1：3。
乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖的制备方法为：将羧甲基壳聚糖加入水中，先于60℃下搅拌1.5h，然后加入乙烯基苄基三甲基氯化铵和过硫酸铵，在氮气气氛下于85℃下搅拌反应10h，即得；其中羧甲基壳聚糖、乙烯基苄基三甲基氯化铵和过硫酸铵的质量比为1：3：0.03，羧甲基壳聚糖与水的质量比为1：15。
实施例2
一种高温酸化缓蚀剂，包括下述质量百分比的原料：吡啶季铵盐10％、乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖10％、丙炔醇2％、三乙醇胺5％、吐温-80 1％、余量为正丁醇。
其中：
吡啶季铵盐的制备方法为：将4-甲基吡啶和氯化苄溶于水中，在氮气气氛下，于80℃下反应5h，即得；4-甲基吡啶和氯化苄的摩尔比为1：1；4-甲基吡啶与水质量比为1：2.5。
乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖的制备方法为：将羧甲基壳聚糖加入水中，先于50℃下搅拌2h，然后加入乙烯基苄基三甲基氯化铵和过硫酸铵，在氮气气氛下于80℃下搅拌反应12h，即得；其中羧甲基壳聚糖、乙烯基苄基三甲基氯化铵和过硫酸铵的质量比为1：2：0.01，羧甲基壳聚糖与水的质量比为1：10。
实施例3
一种高温酸化缓蚀剂，包括下述质量百分比的原料：吡啶季铵盐15％、乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖5％、丙炔醇3％、三乙醇胺2％、乳化剂OP-10 0.5％、余量为N,N-二甲基甲酰胺。
其中：
吡啶季铵盐的制备方法为：将4-甲基吡啶和氯化苄溶于水中，在氮气气氛下，于90℃下反应3h，即得；4-甲基吡啶和氯化苄的摩尔比为1：1.5；4-甲基吡啶与水质量比为1：3.5。
乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖的制备方法为：将羧甲基壳聚糖加入水中，先于90℃下搅拌1h，然后加入乙烯基苄基三甲基氯化铵和过硫酸铵，在氮气气氛下于90℃下搅拌反应6h，即得；其中羧甲基壳聚糖、乙烯基苄基三甲基氯化铵和过硫酸铵的质量比为1：4：0.05，羧甲基壳聚糖与水的质量比为1：20。
对比例1
一种缓蚀剂，包括下述质量百分比的原料：吡啶季铵盐12％、羧甲基壳聚糖8％、丙炔醇2.5％、三乙醇胺3％、吐温-80 0.8％、余量为异丙醇。
其中，吡啶季铵盐的制备方法为：将4-甲基吡啶和氯化苄溶于水中，在氮气气氛下，于85℃下反应4h，即得；4-甲基吡啶和氯化苄的摩尔比为1：1.4；4-甲基吡啶与水质量比为1：3。
对比例2
一种缓蚀剂，包括下述质量百分比的原料：吡啶季铵盐20％、丙炔醇2.5％、三乙醇胺3％、吐温-80 0.8％、余量为异丙醇。
其中，吡啶季铵盐的制备方法为：将4-甲基吡啶和氯化苄溶于水中，在氮气气氛下，于85℃下反应4h，即得；4-甲基吡啶和氯化苄的摩尔比为1：1.4；4-甲基吡啶与水质量比为1：3。
试验例
参照SY/T5405-1996《酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标》的标准对实施例1和对比例1-2中制得的缓蚀剂在高温、酸性介质中的缓蚀性能进行测试。测试条件为：缓蚀剂浓度1％、温度为120℃、腐蚀时间4h、试片为N80钢片、酸液为20wt％的HCl溶液。测试结果如表1所示：
表1
由表1可见，可见，本发明的缓蚀剂在120℃的条件下能够满足石油行业标准SY/T5405-1996的一级指标，具有优良的耐高温腐蚀性能，能够满足100-120℃高温下的油田深井开采工程使用要求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种高温酸化缓蚀剂，其特征在于，包括下述质量百分比的原料：吡啶季铵盐10-15％、乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖5-10％、丙炔醇2-3％、三乙醇胺2-5％、表面活性剂0.5-1％、余量为溶剂。
2.根据权利要求1所述的高温酸化缓蚀剂，其特征在于，所述吡啶季铵盐的制备方法为：将4-甲基吡啶和氯化苄溶于适量水中，在惰性气氛下，于80-90℃下反应3-5h，即得。
3.根据权利要求2所述的高温酸化缓蚀剂，其特征在于，4-甲基吡啶和氯化苄的摩尔比为1：(1-1.5)。
4.根据权利要求1所述的高温酸化缓蚀剂，其特征在于，所述乙烯基苄基三甲基氯化铵接枝羧甲基壳聚糖的制备方法为：将羧甲基壳聚糖加入适量水中，先于50-90℃下搅拌1-2h，然后加入乙烯基苄基三甲基氯化铵和引发剂，在惰性气氛下于80-90℃下搅拌反应6-12h，即得。
5.根据权利要求4所述的高温酸化缓蚀剂，其特征在于，羧甲基壳聚糖、乙烯基苄基三甲基氯化铵和引发剂的质量比为1：(2-4)：(0.01-0.05)。
6.根据权利要求4所述的高温酸化缓蚀剂，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵。
7.根据权利要求1所述的高温酸化缓蚀剂，其特征在于，所述表面活性剂为乳化剂OP-10、壬基酚聚氧丙烯醚、吐温-80中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的高温酸化缓蚀剂，其特征在于，所述溶剂为异丙醇、正丁醇、乙醚、环氧丙烷、乙二醇甲醚、乙二醇二乙醚、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
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