一种胺基磷酸酯水溶缓蚀剂及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种胺基磷酸酯水溶缓蚀剂及其制备方法，所述缓蚀剂含有以下组分：以重量份计，30～45份的胺基磷酸酯混合液、4～6份的N‑甲基硫脲、5～10份的乙二醇单甲醚、5～8份的甲酰胺、5～9份对羟基苯甲酸、1～5份的壬基酚聚氧乙烯醚、1～2份的辛基酚聚氧乙烯醚、6～23.5份的水、8～15份乙烯基乙二醇醚、0.5～2.5份的3‑甲基‑2‑戊烯‑4‑炔醇以及2～6.5份乙醛甲基己基缩醛。本发明专利技术提供的胺基磷酸酯缓蚀剂在高含CO2(分压0～5MPa)及H2S共存(分压0～1MPa)的油气田集输系统中对碳钢具有良好的防腐蚀效果。

A Water-soluble Inhibitor for Aminophosphate and Its Preparation Method

The invention discloses an amine phosphate water-soluble corrosion inhibitor and a preparation method thereof. The corrosion inhibitor comprises the following components: by weight, 30-45 phrases of amine phosphate mixture, 4-6 phrases of N-methyl thiourea, 5-10 phrases of ethylene glycol monomethyl ether, 5-8 phrases of formamide, 5-9 phrases of p-hydroxybenzoic acid, 1-5 phrases of nonylphenol polyoxyether and 1-2 phrenol polyoxyl. Ethylene ether, 6-23.5 phr of water, 8-15 phr of vinyl ethylene glycol ether, 0.5-2.5 phr of 3-methyl-2-pentene-4-acetylene alcohol and 2-6.5 phr of acetaldehyde methyl hexyl acetal. The aminophosphate corrosion inhibitor provided by the invention has good anti-corrosion effect on carbon steel in oil and gas field gathering and transportation system with high CO2 content (partial pressure 0-5 MPa) and H2S coexistence (partial pressure 0-1 MPa).

【技术实现步骤摘要】
一种胺基磷酸酯水溶缓蚀剂及制备方法
本专利技术涉及一种胺基磷酸酯水溶缓蚀剂及制备方法，属于金属防腐蚀材料

技术介绍
CO2、H2S常作为天然气或石油伴生气的组分存在于油气中，对碳钢有着非常强的腐蚀性，导致油气井管柱、集输管线钢材等重要设备发生严重的全面腐蚀和局部腐蚀，导致巨大的经济损失和安全隐患。在CO2、H2S油气田的腐蚀防护中，使用缓蚀剂是一种重要防腐手段，常见缓蚀剂多为咪唑啉类缓蚀剂，主要通过N、O、P等原子在钢片表面吸附成膜，阻止腐蚀介质接触金属材料表面，达到缓解腐蚀的目的。常见的咪唑啉类缓蚀剂主要含N、O基团为主，该类缓蚀剂具有使用方便、无需改造设备管道、以及在酸性介质中有较好的防腐蚀效果等特点，目前国内已开发出较为成熟的产品，应用于各油气田，并取得一定效果。但在高含CO2同时并存H2S的情况下，现有的缓蚀剂产品缓蚀效果有限，如何针对这些腐蚀环境开发新的缓蚀剂成为有待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种胺基磷酸酯水溶缓蚀剂及其制备方法，主要解决在高含CO2且与H2S共存的油气田集输系统中碳钢的腐蚀问题。本专利技术通过在缓蚀剂中增加特定吸附基团增加缓蚀剂的吸附能力，使得缓蚀剂在碳钢表面附着力增强。同时，增加了缓蚀剂的极性特征，使之在较宽的pH值范围内耐水解性好，毒性低，稳定性良好，适用于含H2S和CO2的酸性介质中。一方面，本专利技术涉及一种胺基磷酸酯水溶缓蚀剂，按重量份计，其包括：30～45份的胺基磷酸酯混合液，4～6份的N-甲基硫脲，5～10份的乙二醇单甲醚，5～8份的甲酰胺，5～9份对羟基苯甲酸，1～5份的壬基酚聚氧乙烯醚，1～2份的辛基酚聚氧乙烯醚，6～23.5份的水，8～15份乙烯基乙二醇醚，0.5～2.5份的3-甲基-2-戊烯-4-炔醇，以及2～6.5份乙醛甲基己基缩醛，其中所述胺基磷酸酯混合液由妥尔油酸、异佛尔酮二胺、五氧化二磷、甲醛反应合成，所述妥尔油酸与所述异佛尔酮二胺的摩尔比为1:1。另一方面，本专利技术提供一种上述胺基磷酸酯水溶缓蚀剂的制备方法，其包括：(1)将妥尔油酸与异佛尔酮二胺以1:1的摩尔比进行酰胺化，再加入1:1:1摩尔比的五氧化二磷、甲醛和水，反应3-6小时合成胺基磷酸酯混合液；(2)按重量份计，将30～45份的所述胺基磷酸酯混合液，4～6份的N-甲基硫脲，5～10份的乙二醇单甲醚，5～8份的甲酰胺，5～9份对羟基苯甲酸，1～5份的壬基酚聚氧乙烯醚，1～2份的辛基酚聚氧乙烯醚，6～23.5份的水，8～15份乙烯基乙二醇醚，0.5～2.5份的3-甲基-2-戊烯-4-炔醇，以及2～6.5份乙醛甲基己基缩醛在50-60℃下混合搅拌均匀，得到胺基磷酸酯水溶缓蚀剂。本专利技术详细说明本专利技术所述“油气田苛刻的高含CO2及H2S共存的油气田集输环境”指的是：CO2分压0～5MPa，H2S分压0～1MPa，腐蚀介质Cl-含量在100000～120000mg/L，HCO3-含量在300～400mg/L，SO42-含量在300～350mg/L，Ca2+含量在10000～11000mg/L，Na++K+含量在50000～60000mg/L，腐蚀环境温度在40℃～60℃的集输内部液体环境。本专利技术提供了一种胺基磷酸酯水溶缓蚀剂，按重量份计，其包括：30～45份的胺基磷酸酯混合液，4～6份的N-甲基硫脲，5～10份的乙二醇单甲醚，5～8份的甲酰胺，5～9份对羟基苯甲酸，1～5份的壬基酚聚氧乙烯醚，1～2份的辛基酚聚氧乙烯醚，6～23.5份的水，8～15份乙烯基乙二醇醚，0.5～2.5份的3-甲基-2-戊烯-4-炔醇，以及2～6.5份乙醛甲基己基缩醛，其中所述胺基磷酸酯混合液由妥尔油酸、异佛尔酮二胺、五氧化二磷、甲醛反应合成，所述妥尔油酸与所述异佛尔酮二胺的摩尔比为1:1。根据本专利技术所述胺基磷酸酯水溶缓蚀剂，所述胺基磷酸酯混合液在反应3-6小时后，得到胺基磷酸酯混合液，常温下为棕色粘稠状液体，具有一定的流动性，胺基磷酸酯混合液为所述胺基磷酸酯水溶缓蚀剂的主体成分。另一方面，本专利技术还涉及一种上述胺基磷酸酯水溶缓蚀剂的制备方法，其包括：(1)将妥尔油酸与异佛尔酮二胺以1:1的摩尔比进行酰胺化，再加入1:1:1摩尔比的五氧化二磷、甲醛和水，反应3-6小时合成胺基磷酸酯混合液；(2)按重量份计，将30～45份的所述胺基磷酸酯混合液，4～6份的N-甲基硫脲，5～10份的乙二醇单甲醚，5～8份的甲酰胺，5～9份对羟基苯甲酸，1～5份的壬基酚聚氧乙烯醚，1～2份的辛基酚聚氧乙烯醚，6～23.5份的水，8～15份乙烯基乙二醇醚，0.5～2.5份的3-甲基-2-戊烯-4-炔醇，以及2～6.5份乙醛甲基己基缩醛在50-60℃下混合搅拌均匀，得到胺基磷酸酯水溶缓蚀剂。根据本专利技术所述胺基磷酸酯水溶缓蚀剂的制备方法，其中胺基磷酸酯混合液的反应过程如下所示：根据本专利技术所述胺基磷酸酯水溶缓蚀剂的制备方法，所述妥尔油酸与所述异佛尔酮二胺的酰胺化反应温度为120～160℃，反应时间为4-8h，反应完成后降温至80-120℃。缓蚀剂应用于较高温度时，宜采用较高的酰胺化温度和较短的酰胺化时间，同时降温至较高的温度。在合成胺基磷酸酯混合液的过程中，通过加入反应物五氧化二磷以增加缓蚀剂的吸附能力，使得缓蚀剂在碳钢表面附着力增强。同时，缓蚀剂的极性特征增强，使之在较宽的pH值范围内耐水解性好，毒性低，稳定性良好。与现有技术相比，本专利技术所述胺基磷酸酯水溶缓蚀剂具有以下优异的技术效果：1、本专利技术所述胺基磷酸酯水溶缓蚀剂制备方法简单，获得的胺基磷酸酯水溶缓蚀剂对较苛刻的集输管线腐蚀环境(如高CO2含量、H2S共存)具有良好的防腐蚀效果。2、本专利技术所述胺基磷酸酯水溶缓蚀剂通过在缓蚀剂中增加含P吸附基团增加缓蚀剂的吸附能力，使得缓蚀剂在碳钢表面附着力增强。同时，缓蚀剂的极性特征增强，使之在较宽的pH值范围内耐水解性好，毒性低，稳定性良好。3、本专利技术所述胺基磷酸酯水溶缓蚀剂可适用于40℃-60℃，高含CO2及H2S共存的油气田集输环境，具有优良的缓蚀性能，添加30ppm该缓蚀剂，腐蚀速率≤0.076mm/a，缓蚀效率≥95％，远高于行业标准≥70％。具体实施方式为了更好的理解上述技术方案，下面通过具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互结合。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。原料与试剂本专利技术中所用的N-甲基硫脲、乙二醇单甲醚、甲酰胺、对羟基苯甲酸、壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、乙烯基乙二醇醚、3-甲基-2-戊烯-4-炔醇、乙醛甲基己基缩醛、妥尔油酸、异佛尔酮二胺、五氧化二磷、甲醛均购自天津市江天化工技术有限公司。胺基磷酸酯水溶缓蚀剂检测方法参照标准SY/T5273-2014《油田采出水用缓蚀剂性能评价方法》。实施例1胺基磷酸酯水溶缓蚀剂的制备:1)将妥尔油酸与异佛尔酮二胺以1:1的摩尔比在120℃本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种胺基磷酸酯水溶缓蚀剂，按重量份计，其包括：30～45份的胺基磷酸酯混合液，4～6份的N‑甲基硫脲，5～10份的乙二醇单甲醚，5～8份的甲酰胺，5～9份对羟基苯甲酸，1～5份的壬基酚聚氧乙烯醚，1～2份的辛基酚聚氧乙烯醚，6～23.5份的水，8～15份乙烯基乙二醇醚，0.5～2.5份的3‑甲基‑2‑戊烯‑4‑炔醇，以及2～6.5份乙醛甲基己基缩醛，其中所述胺基磷酸酯混合液由妥尔油酸、异佛尔酮二胺、五氧化二磷、甲醛反应合成，所述妥尔油酸与所述异佛尔酮二胺的摩尔比为1:1。

【技术特征摘要】
1.一种胺基磷酸酯水溶缓蚀剂，按重量份计，其包括：30～45份的胺基磷酸酯混合液，4～6份的N-甲基硫脲，5～10份的乙二醇单甲醚，5～8份的甲酰胺，5～9份对羟基苯甲酸，1～5份的壬基酚聚氧乙烯醚，1～2份的辛基酚聚氧乙烯醚，6～23.5份的水，8～15份乙烯基乙二醇醚，0.5～2.5份的3-甲基-2-戊烯-4-炔醇，以及2～6.5份乙醛甲基己基缩醛，其中所述胺基磷酸酯混合液由妥尔油酸、异佛尔酮二胺、五氧化二磷、甲醛反应合成，所述妥尔油酸与所述异佛尔酮二胺的摩尔比为1:1。2.一种如权利要求1所述胺基磷酸酯水溶缓蚀剂的制备方法，其包括：(1)将妥尔油酸与异佛尔酮二胺以1:1的摩尔比进行酰胺化，再加入1:1:1摩尔比的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玲杰，张彦军，周冰，王志涛，杨耀辉，林竹，赵玉飞，苏碧煌，娄亮杰，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油集团海洋工程有限公司，中国石油集团工程技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11