苯并三氮唑衍生物及其制备方法、苯并三氮唑类缓蚀剂及其应用技术

本发明专利技术提供了一种苯并三氮唑衍生物及其制备方法、苯并三氮唑类缓蚀剂及其应用，该制备方法包括如下步骤：(1)将苯并三氮唑和甲醛溶液在水中进行第一反应，冷却后得到固态的中间产物A；(2)将所述中间产物A与3

【技术实现步骤摘要】
苯并三氮唑衍生物及其制备方法、苯并三氮唑类缓蚀剂及其应用


[0001]本专利技术涉及油田化学助剂领域，具体涉及一种苯并三氮唑衍生物及其制备方法、苯并三氮唑类缓蚀剂及其应用。

技术介绍

[0002]油田管道的腐蚀一直影响整个油田开采系统的正常作业，严重影响油田的生产以及各项工作，甚至造成安全事故，很大程度上影响了油田的经济效益。油田在开采过程中，存在着H2S、CO2、O2、无机盐、微生物等导致油田管道结垢、腐蚀、堵塞等问题，严重影响了油田的正常生产。众多的腐蚀控制技术可归为3类：耐蚀材料选择、内壁涂层或衬罩、加注缓蚀剂。实践经验表明，在上述3类方法中加注缓蚀剂是最经济、可靠、又十分灵活的腐蚀控制方法，在油气田中应用最为广泛。
[0003]控制腐蚀的缓蚀剂种类较多，常用的有胺类、酰胺类、苯并三氮唑类以及其它含N、P、S的有机化合物，也有少数无机缓蚀剂。长链多胺，特别是源自脂肪酸的多胺，是成膜缓蚀剂的标准实例，缓蚀剂在100mg/L时缓蚀率达到90％。因此，较高分子量聚合物腐蚀抑制剂在较低浓度下的缓蚀效果较好，但是高温条件下该类缓蚀剂无法有效长期保护。例如，N
‑
乙烯基
‑2‑
吡咯烷酮与甲基丙烯酸甲酯(MMA)通过自由基聚合共聚，聚乙烯基吡咯烷酮是一种环保且生物相容性很好的缓蚀剂，但是与胺类缓蚀剂类似的是，该缓蚀剂在高温下易降解，无法有效形成保护层；苯并三氮唑类缓蚀剂具有良好的高温热稳定性，但是该类缓蚀剂水溶性较差，在油田实际应用中不能有效形成长期保护层。现有缓蚀剂无法有效应用于高温油藏环境下。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种苯并三氮唑衍生物及其制备方法、苯并三氮唑类缓蚀剂及其应用，通过苯并三氮唑的金属吸附性和水溶性进行改性，得到可应用于高温油藏条件的水溶性苯并三氮唑类缓蚀剂。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供一种苯并三氮唑衍生物的制备方法，包括如下步骤：
[0006](1)将苯并三氮唑和甲醛溶液在水中进行第一反应，冷却后得到固态的中间产物A；
[0007](2)将所述中间产物A与3
‑
氯噻吩
‑2‑
羧酸在三乙胺和丁酮的混合溶剂中进行第二反应，处理反应液，得到固态的中间产物B；
[0008](3)将所述中间产物B与三乙醇胺在氮气氛围下进行第三反应，得到固态的中间产物C；
[0009](4)将所述中间产物C、甲醛溶液和二乙胺在酸性水溶液中进行曼尼希反应，得到固态的反应产物，即所述苯并三氮唑衍生物。
[0010]在本专利技术的苯并三氮唑衍生物的制备方法中，步骤(2)中采用3
‑
氯噻吩
‑2‑
羧酸与
中间产物A进行反应，引入的相关基团可提高苯并三氮唑衍生物对油田管道金属表面的吸附性，从而提升其制备的苯并三氮唑类缓蚀剂的缓蚀效果。
[0011]上述制备方法中，优选地，步骤(1)中，以甲醛计，苯并三氮唑和甲醛溶液的质量比为(10
‑
20)：(4
‑
6)。
[0012]上述制备方法中，优选地，步骤(1)中，所述第一反应的反应温度为80℃，反应时间为30min。
[0013]在本专利技术的苯并三氮唑衍生物的制备方法中，步骤(1)的第一反应的反应式如图1所示。
[0014]上述制备方法中，优选地，步骤(2)中，3
‑
氯噻吩
‑2‑
羧酸与所述苯并三氮唑的质量比为(5
‑
10)：(10
‑
20)。
[0015]上述制备方法中，优选地，步骤(2)中，所述第二反应包括先在0
‑
10℃下反应2h，然后在40℃下反应2h。
[0016]上述制备方法中，优选地，步骤(2)中，所述混合溶剂中三乙胺与丁酮的质量比为(1
‑
2)：(1
‑
2)。
[0017]上述制备方法中，优选地，步骤(2)中，反应液的处理包括如下步骤：冷却、过滤所述反应液并去除溶剂，将所得残液复溶于乙醚，分别用氢氧化钠溶液和蒸馏水洗涤，去除溶剂，得到中间粗产物；
[0018]对所述中间粗产物进行过柱分离，去除溶剂，得到所述中间产物B。
[0019]在本专利技术的苯并三氮唑衍生物的制备方法中，步骤(2)的第二反应的反应式如图2所示。
[0020]上述制备方法中，优选地，步骤(3)中，三乙醇胺与所述苯并三氮唑的质量比为(5
‑
10)：(10
‑
20)。
[0021]上述制备方法中，优选地，步骤(3)中，所述第三反应的反应温度为108℃，反应时间为1h。
[0022]在本专利技术的苯并三氮唑衍生物的制备方法中，步骤(2)的第三反应的反应式如图3所示。
[0023]上述制备方法中，优选地，步骤(4)中，以甲醛计的甲醛溶液、二乙胺与所述苯并三氮唑的质量比为(5
‑
10)：(5
‑
10)：(10
‑
20)。
[0024]上述制备方法中，优选地，步骤(4)中，所述曼尼希反应的反应温度为80℃，反应时间为3h。
[0025]上述制备方法中，优选地，步骤(4)中，所述酸性水溶液的pH值为5。
[0026]在本专利技术的苯并三氮唑衍生物的制备方法中，步骤(4)的曼尼希反应的反应式如图4所示。
[0027]本专利技术还提供一种由上述制备方法得到的苯并三氮唑衍生物。
[0028]优选地，上述苯并三氮唑衍生物由如下原料制备得到：苯并三氮唑10
‑
20份，甲醛溶液10
‑
15份，3
‑
氯噻吩
‑2‑
羧酸5
‑
10份，三乙胺5
‑
10份，丁酮5
‑
10份，三乙醇胺5
‑
10份，二甲胺或二乙胺5
‑
10份。
[0029]本专利技术还提供一种苯并三氮唑衍生物，其化学结构式为：
[0030][0031][0032]本专利技术还提供一种苯并三氮唑类缓蚀剂，其包括上述苯并三氮唑衍生物和无机增强剂，所述苯并三氮唑衍生物与无机增强剂的质量比为(10
‑
20)：(5
‑
10)。
[0033]在本专利技术的苯并三氮唑类缓蚀剂中，苯并三氮唑衍生物作为有机部分，与无机增强剂可形成有机
‑
无机复合膜，从而进一步增强缓蚀性。
[0034]上述苯并三氮唑类缓蚀剂中，优选地，所述无机增强剂包括碳酸钙和/或碳酸镁。
[0035]本专利技术还提供一种上述苯并三氮唑衍生物或上述苯并三氮唑类缓蚀剂在抗油田管道腐蚀中的应用。
[0036]上述应用中，优选地，油藏温度为80
‑
230℃。
[0037]本专利技术提供的技术方案，具有如下有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种苯并三氮唑衍生物的制备方法，包括如下步骤：(1)将苯并三氮唑和甲醛溶液在水中进行第一反应，冷却后得到固态的中间产物A；(2)将所述中间产物A与3
‑
氯噻吩
‑2‑
羧酸在三乙胺和丁酮的混合溶剂中进行第二反应，处理反应液，得到固态的中间产物B；(3)将所述中间产物B与三乙醇胺在氮气氛围下进行第三反应，得到固态的中间产物C；(4)将所述中间产物C、甲醛溶液以及二甲胺或二乙胺在酸性水溶液中进行曼尼希反应，得到固态的反应产物，即所述苯并三氮唑衍生物。2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，以甲醛计，苯并三氮唑和甲醛溶液的质量比为(10
‑
20)：(4
‑
6)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述第一反应的反应温度为70
‑
90℃，反应时间为20
‑
60min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(2)中，3
‑
氯噻吩
‑2‑
羧酸与所述苯并三氮唑的质量比为(5
‑
10)：(10
‑
20)。5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述第二反应包括先在0
‑
10℃下反应2
‑
4h，然后在40
‑
60℃下反应1
‑
3h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(2)中，所述混合溶剂中三乙胺与丁酮的质量比为(1
‑
2)：(1
‑
2)。7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(2)中，反应液的处理包括如下步骤：冷却、过滤所述反应液并去除溶剂，将所得残液复溶于乙醚，分别用氢氧化钠溶液和蒸馏水洗涤，去除溶剂，得到中间粗产物；对所述中间粗产物进行过柱分离，去除溶剂，得到所述中间产物B。8.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤(3)中，三乙醇胺与所述苯并三氮唑的质量比为(5
‑
10)：(10
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张杨，张世岭，乔岩，侯腾飞，金毅，吴晰，李东阳，付杨，胡旭辉，董胜伟，
申请(专利权)人：中国石油集团工程技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：