一种高温酸化缓蚀剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高温酸化缓蚀剂，所述高温酸化缓蚀剂由４５－６０重量份的曼尼希碱季铵盐、１５－３０重量份的二甲基甲酰胺和２０－３５重量份的异丙醇组成，其中所述曼尼希碱季铵盐具有下式（Ｉ）的结构式：，其中ｎ＝０－３的整数；Ｒ选自低级烷基取代的苯基、低级烷基取代的羧基和低级烷基取代的羟基；Ｒ１、Ｒ２分别选自低级烷基和苯基。本发明专利技术还涉及一种制备高温酸化缓蚀剂的方法。本发明专利技术的高温酸化缓蚀剂在油田开采中用作缓蚀剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种酸化缓蚀剂及其制备方法，尤其涉及一种高温酸化缓蚀剂及其制 备方法。
技术介绍
随着油气田开采的深入，越来越多的高温井开始出现，这对酸化缓蚀剂的要求越 来越高。目前酸化缓蚀剂的主体多为含氮有机化合物，如吡啶、喹啉季铵盐，酮醛胺缩合物 等，它们的酸溶性都较差，添加量较大，而酸液中的添加浓度较高时容易出现沉淀。另一方面为了使酸化缓蚀剂能够满足高温下的防腐需要，通常在主体中添加丙炔 醇。然而，由于丙炔醇只是简单的复配到含氮化合物中，并不能最大限度的发挥丙炔醇的抑 制腐蚀的性能。此外，由于丙炔醇有较大的挥发性，添加到酸液中后，部分丙炔醇会随着盐 酸一同挥发出来，不仅降低了酸液中丙炔醇的有效浓度，同时其本身是一种剧毒物也有害 于身体健康。因此，需要一种酸溶性好、毒性低且不需要另外添加丙炔醇的高温酸化缓蚀剂。R1R/ / + N-R2HcC三C(CH2)lHO4胺和30重量份的异丙醇组成。本专利技术还涉及一种制备高温酸化缓蚀剂的方法，该方法包括下述步骤a.以摩尔比为1 1 1的C3_6炔醇、甲醛和仲胺为原料，所述原料反应生成具有 式(II)的曼尼希碱 其中仲胺具有式HNR1R2，R1, R2分别选自低级烷基和苯基，η = 0-3的整数；b.加入季铵化试剂，使摩尔比为1 1的所述季铵化试剂与所述曼尼希碱反应生 成具有式(I)的曼尼希碱季铵盐， 其中η = 0-3的整数；R选自低级烷基取代的苯基、低级烷基取代的羧基和低级烧 基取代的羟基；礼、R2分别选自低级烷基和苯基；其中季铵化试剂具有式R-Cl，R选自低级 烧基取代的苯基、低级烷基取代的羧基和低级烷基取代的羟基；以及c.将45-60重量份的曼尼希碱季铵盐、15-30重量份的二甲基甲酰胺、20-35重量 份的异丙醇搅拌混合，即得高温酸化缓蚀剂。其中炔醇选自丙炔醇、戊炔醇、己炔醇，优选丙炔醇；甲醛可以呈福尔马林、三聚甲醛或多聚甲醛的形式，其中福尔马林的结构式为 HCH0，三聚甲醛的结构式为(CH2O)3,多聚甲醛的结构式为(CH2O)n，其中η为大于3的整数(η =3-100)。仲胺选自二乙胺、N，N-甲基乙基胺和N-甲基苯胺，优选N-甲基苯胺；季铵化试剂选自氯乙醇、氯乙酸和氯化苄，优选氯化苄。本专利技术提供的高温酸化缓蚀剂用量小、缓蚀效果显著，而且具有很好的酸溶性，可 以提前将该高温酸化缓蚀剂溶解到酸液中，而溶解了该高温酸化缓蚀剂的酸液长期放置也 不会产生分层、沉淀等现象；同时该缓蚀剂不挥发，配制到酸液中长期放置缓蚀性能不发生 改变。而且不需要另外添加丙炔醇，因此该酸化缓蚀剂毒性低，使用安全。该酸化缓蚀剂可以在常温至130°C的酸液中使用，直接在配制好的酸液中添加本 酸化缓蚀剂，并搅拌均勻即可。本专利技术的反应式如下 成品其中η = 0-3的整数；R选自低级烷基取代的苯基、低级烷基取代的羧基和低级烧 基取代的羟基；Ri、R2分别选自低级烷基和苯基。具体实施例方式以下实施例中采用的各物质都是市购的。实施例1在装有搅拌及冷凝装置的三口烧瓶中投入56克丙炔醇、30克多聚甲醛、107克 N-甲基苯胺，同时采用冰醋酸调节pH值为2-3。打开冷凝装置，开始加热搅拌反应。待反 应温度达到100°C，保持温度回流反应8小时，得到约190克的曼尼希碱，在生成的曼尼希碱 中缓慢滴加127克氯化苄，保持温度为100°C，持续反应5小时，得到下式的曼尼希碱季铵盐 将50克的上述曼尼希碱季铵盐、20克的二甲基甲酰胺和30克的异丙醇搅拌混合， 得到100克高温酸化缓蚀剂。缓释性能评价行业标准SY/T 5405-1996中规定在100°C下的15% HCl溶液中，缓蚀剂的添加量 为1% _2%，一级品的腐蚀速率为3g/(m2 ·Κ)-5δ/(πι2 -h)；行业标准SY/T 5405-1996中规 定在130°C下的12% HCl+3% HF溶液中，缓蚀剂的添加量为2% ，一级品的腐蚀速率为 20g/ (m2 · h) -25g/ (m2 · h)。表1显示了以缓蚀剂的添加量和4小时N80钢片腐蚀速率g/ (m2 -h)评价了 100°C 下的15% HCl溶液中和130°C下的12% HCl+3% HF溶液的腐蚀环境中本专利技术的缓蚀剂和 市售的以酮、醛、胺合成的曼尼希碱为主体成分的缓蚀剂(商品名为7801酸化缓蚀剂)的 结果。(添加量的重量百分比是基于酸液的重量)表 1 从表1的试验数据可以看出，在相同的条件下，本专利技术的高温酸化缓蚀剂在酸液 中的添加量显著低于现有的高温酸化缓蚀剂；同时对均勻腐蚀与局部腐蚀均具备良好的抑 制效果。实施例2 在装有搅拌及冷凝装置的三口烧瓶中投入84克戊炔醇、75克福尔马林水溶液(浓 度为40% )、73克二乙胺，同时采用冰醋酸调节pH值为2-3。打开冷凝装置，开始加热搅拌 反应。待反应温度达到10(TC，保持温度回流反应8小时，得到多少克约200克曼尼希碱，在 生成的曼尼希碱中缓慢滴加126克氯化苄，保持温度为100°C，持续反应5小时，得到下式的 曼尼希碱季铵盐 COOH将60克的上述曼尼希碱季铵盐、20克的二甲基甲酰胺和20克的异丙醇搅拌混合， 得到100克的高温酸化缓蚀剂。表 3 从表3的数据可以看出，在相同添加量时，本专利技术的高温酸化缓蚀剂的缓蚀剂效 果更好。将55克的上述曼尼希碱季铵盐、15克的二甲基甲酰胺和30克的异丙醇搅拌混合， 得到100克高温酸化缓蚀剂。表2 从表2的数据可以看出，本专利技术的高温酸化缓蚀剂在添加量小于7701酸化缓蚀剂 时，具有比7701酸化缓蚀剂更好的缓蚀效果。实施例3 在装有搅拌及冷凝装置的三口烧瓶中投入98克己炔醇、75克福尔马林水溶液(浓 度为40% ) 107克N-甲基苯胺，同时采用冰醋酸调节pH值为2-3。打开冷凝装置，开始加 热搅拌反应。待反应温度达到100°C，保持温度回流反应8小时，得到约250克曼尼希碱，在 生成的曼尼希碱中缓慢滴加94克氯乙酸，保持温度为100°C，持续反应5小时，得到下式的 曼尼希碱季铵盐权利要求一种高温酸化缓蚀剂，所述高温酸化缓蚀剂由45 60重量份的曼尼希碱季铵盐、15 30重量份的二甲基甲酰胺和20 35重量份的异丙醇组成，其中所述曼尼希碱季铵盐具有下式(I)的结构式其中n＝0 3的整数；R选自低级烷基取代的苯基、低级烷基取代的羧基和低级烷基取代的羟基；R1、R2分别选自低级烷基和苯基。FSA00000181136700011.tif2.如权利要求1所述的高温酸化缓蚀剂，其中R选自C1-C4烷基取代的苯基、C1-C4烷 基取代的羧基和C1-C4烷基取代的羟基；R1^R2分别选自C1-C4烷基和苯基。3.如权利要求2所述的高温酸化缓蚀剂，其中R选自C6H5CH2-、-CH2COOH和-CH2CH2OH； R1^R2 分别选自-CH3、CH3CH2-和 C6H5-。4.如权利要求1所述的高温酸化缓蚀剂，其中所述高温酸化缓蚀剂由50重量份的曼尼 希碱季铵盐、20重量份的二甲基甲酰胺和30重量份的异丙醇组成。5.一种制备如权利要求1所述的高温酸化缓蚀剂的方法，所述方法包括下述步骤a.以摩尔比为1 1 1的C3_6炔醇、甲醛和仲胺为原料，所述三种原料反应生成具有 式(I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高温酸化缓蚀剂，所述高温酸化缓蚀剂由４５－６０重量份的曼尼希碱季铵盐、１５－３０重量份的二甲基甲酰胺和２０－３５重量份的异丙醇组成，其中所述曼尼希碱季铵盐具有下式（Ⅰ）的结构式：　　＊＊＊　（Ⅰ）　　其中ｎ＝０－３的整数；　　Ｒ选自低级烷基取代的苯基、低级烷基取代的羧基和低级烷基取代的羟基；　　Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］分别选自低级烷基和苯基。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘刚芝，彭雪飞，王贵，冯浦涌，胡红福，杨永庆，金邦能，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，中海油田服务股份有限公司，沙洋科若星化工有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]