金属缓蚀剂化合物及其制备方法、缓蚀剂组合物及其应用技术

本发明专利技术提供了一种金属缓蚀剂化合物及其制备方法、缓蚀剂组合物及其应用。本发明专利技术金属缓蚀剂化合物为N

【技术实现步骤摘要】
金属缓蚀剂化合物及其制备方法、缓蚀剂组合物及其应用


[0001]本专利技术涉及油田领域，具体而言，涉及一种金属缓蚀剂化合物及其制备方法、缓蚀剂组合物及其应用。

技术介绍

[0002]苯骈三唑(BTA)是一种常见的有机缓蚀剂，由于其优异的缓蚀性能和易于采购的优点，被广泛的应用于金属的腐蚀防护之中。BTA主要做为抑制铜腐蚀的缓蚀剂被广泛应用，其与钨酸盐、钼酸盐等复配后也可以用作抑制碳钢在盐水溶液中电化学腐蚀的缓蚀剂。
[0003]现有技术中，主要通过制备苯骈三唑类离子化合物实现其对碳钢在盐酸环境中的腐蚀防护。中国专利CN101006780报道了通过两步反应制备了一种苯骈三氮唑衍生的阳离子类化合物，可以在1mol/L的盐酸环境中抑制碳钢的腐蚀。中国专利CN110845430通过两步反应制备了苯骈三氮唑功能化的季铵盐类化合物，可以做为缓蚀剂抑制碳钢在20wt％盐酸中的腐蚀。
[0004]然而，现有技术中制备苯骈三唑类离子化合物金属缓蚀剂的反应步骤繁琐，而且是应用于抑制盐酸环境对碳钢的腐蚀，均不能用于抑制油田生产环境中二氧化碳对碳钢的电化学腐蚀。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种金属缓蚀剂化合物及其制备方法，缓蚀剂组合物及其应用，以解决现有技术中的缓蚀剂应用于抑制油田生产环境中二氧化碳对碳钢的电化学腐蚀时，效果不佳的问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种金属缓蚀剂化合物。金属缓蚀剂化合物为N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物，N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物具有以下通式I所示结构：通式I中，R为H或C1～C4的烷基，且R基团和N位甲基在萘环的取代位置分别为萘环的1位或2位。
[0007]进一步地，R为甲基或乙基。
[0008]为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种金属缓蚀剂化合物的制备方法。制备方法包括：将苯骈三氮唑和氯甲基萘类化合物A在催化剂的作用下进行缩合反应，得到金属缓蚀剂化合物；
[0009]氯甲基萘类化合物A的结构式为其中，R为H或C1～C4的烷基，且R基团和氯甲基在萘环的取代位置分别为萘环的1位或2位。
[0010]进一步地，苯骈三氮唑和氯甲基萘类化合物A的摩尔比为(1～1.2)：1。
[0011]进一步地，苯骈三氮唑和催化剂的摩尔比为(1～1.2)：1。
[0012]进一步地，催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
[0013]进一步地，缩合反应过程中的反应温度为60～100℃，反应时间为18～30h。
[0014]根据本专利技术的另一方面，提供了一种缓蚀剂组合物。缓蚀剂组合物包括缓蚀剂活性成分和溶剂，其中，缓蚀剂活性成分为前述的金属缓蚀剂化合物；溶剂为柴油和/或乙醇。
[0015]进一步地，缓蚀剂活性成分和溶剂的重量比为(20～40):(80～60)；优选地，溶剂包括柴油和乙醇，且二者之间的重量比为(80～50):(20～50)。
[0016]根据本专利技术的另一方面，提供了一种缓蚀剂组合物在金属缓蚀中的应用。缓蚀剂组合物为上述缓蚀剂组合物，缓蚀剂组合物用于油田生产环境中金属设备的腐蚀防护。
[0017]进一步地，油田生产环境中氯离子质量浓度为1～5％，二氧化碳压力为1～4MPa，温度为80～130℃。
[0018]进一步地，金属设备材料为20钢或N80钢。
[0019]本专利技术的金属缓蚀剂化合物为N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物，N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物的结构促使其和金属材料的吸附作用更佳，能够更有效地吸附在金属材料基底表面，与金属材料基底中金属形成更稳定的配位键，进而形成更致密的吸附膜，从而能够更好地抑制油田生产环境中二氧化碳对碳钢金属设备的电化学腐蚀，缓蚀效果更佳，缓蚀率更高。
具体实施方式
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。
[0021]正如
技术介绍
部分所描述的，现有技术中的缓蚀剂应用于抑制油田生产环境中二氧化碳对碳钢的电化学腐蚀时，效果不佳。
[0022]为了解决这一问题，本专利技术提供了一种金属缓蚀剂化合物，该金属缓蚀剂化合物为N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物，该N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物具有以下通式I所示结构：
[0023][0024]通式I中，R为H或C1～C4的烷基，且R基团和N位甲基在萘环的取代位置分别为萘环的1位或2位。
[0025]具体地，萘环的1位和2位如结构式标识所示，这是本领域技术人员
熟知的常识，在此不多赘述。
[0026]本专利技术的金属缓蚀剂化合物为N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物，N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物的结构促使其和金属材料的吸附作用更佳，能够更有效地吸附在金属材料基底表面，与金属材料基底中金属形成更稳定的配位键，进而形成更致密的吸附膜，从而能够更好地抑制油田生产环境中二氧化碳对碳钢金属设备的电化学腐蚀。而且，当N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物中R为C1～C4的烷基，疏水基团可以反向伸入水中，相互缠绕促使吸附膜的致密性更佳，好的致密性促使N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物能够更有效地阻隔油田生产环境中二氧化碳对碳钢的电化学腐蚀，缓蚀效果更佳。总之，本专利技术的金属缓蚀剂化合物，应用于抑制油田生产过程中二氧化碳对金属的腐蚀时，抑制效果更好，缓蚀效果更佳，缓蚀率更高。同时，制备更简单(下文详细叙述)。
[0027]优选地，R为甲基或乙基。R选自上述种类，疏水基团可以反向伸入水中，相互缠绕促使吸附膜的致密性更佳，缓蚀剂化合物在金属材料基底表面形成的吸附膜更致密，优异的致密性促使其对二氧化碳腐蚀金属的抑制效果更佳，缓蚀率更高。
[0028]本专利技术还提供了一种金属缓蚀剂化合物的制备方法，包括将苯骈三氮唑和氯甲基萘类化合物A在催化剂的作用下进行缩合反应，得到金属缓蚀剂化合物；氯甲基萘类化合物A的结构式为其中，R为H或C1～C4的烷基，且R基团和氯甲基在萘环的取代位置分别为萘环的1位或2位。
[0029]具体地，缩合反应通式如下：
[0030][0031]本专利技术的制备方法只需一步缩合反应即可得到N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类金属缓蚀剂化合物，制备步骤更精简。催化剂可以促使缩合反应不断地正向进行，N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类金属缓蚀剂化合物的收率更高，纯度更高。通过本专利技术的制备方法将苯骈三氮唑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属缓蚀剂化合物，其特征在于，所述金属缓蚀剂化合物为N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物，所述N
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甲基萘
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苯骈三氮唑类化合物具有以下通式I所示结构：所述通式I中，R为H或C1～C4的烷基，且R基团和N位甲基在萘环的取代位置分别为萘环的1位或2位。2.根据权利要求1所述的金属缓蚀剂化合物，其特征在于，所述R为甲基或乙基。3.一种金属缓蚀剂化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将苯骈三氮唑和氯甲基萘类化合物A在催化剂的作用下进行缩合反应，得到所述金属缓蚀剂化合物；所述氯甲基萘类化合物A的结构式为其中，R为H或C1～C4的烷基，且R基团和氯甲基在萘环的取代位置分别为萘环的1位或2位。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述苯骈三氮唑和所述氯甲基萘类化合物A的摩尔比为(1～1.2)：1。5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述苯骈三氮唑和所述催化剂的摩尔比为(1～1.2)：1。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：易勇刚，潘竟军，于会永，李杰，石善志，陈进，曾德智，熊启勇，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：