專利名稱：一種高溫酸化緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酸化緩蝕劑及其制備方法，尤其涉及一種高溫酸化緩蝕劑及其制 備方法。
背景技術(shù)：
隨著油氣田開采的深入，越來越多的高溫井開始出現(xiàn)，這對酸化緩蝕劑的要求越 來越高。目前酸化緩蝕劑的主體多為含氮有機化合物，如吡啶、喹啉季銨鹽，酮醛胺縮合物 等，它們的酸溶性都較差，添加量較大，而酸液中的添加濃度較高時容易出現(xiàn)沉淀。另一方面為了使酸化緩蝕劑能夠滿足高溫下的防腐需要，通常在主體中添加丙炔 醇。然而，由于丙炔醇只是簡單的復(fù)配到含氮化合物中，并不能最大限度的發(fā)揮丙炔醇的抑 制腐蝕的性能。此外，由于丙炔醇有較大的揮發(fā)性，添加到酸液中后，部分丙炔醇會隨著鹽 酸一同揮發(fā)出來，不僅降低了酸液中丙炔醇的有效濃度，同時其本身是一種劇毒物也有害 于身體健康。因此，需要一種酸溶性好、毒性低且不需要另外添加丙炔醇的高溫酸化緩蝕劑。
R1R
/ / + N-R
2
Hc
C三C
(CH2)l
HO
4胺和30重量份的異丙醇組成。本發(fā)明還涉及一種制備高溫酸化緩蝕劑的方法，該方法包括下述步驟a.以摩爾比為1 1 1的C3_6炔醇、甲醛和仲胺為原料，所述原料反應(yīng)生成具有 式(II)的曼尼希堿 其中仲胺具有式HNR1R2，R1, R2分別選自低級烷基和苯基，η = 0-3的整數(shù)；b.加入季銨化試劑，使摩爾比為1 1的所述季銨化試劑與所述曼尼希堿反應(yīng)生 成具有式(I)的曼尼希堿季銨鹽， 其中η = 0-3的整數(shù)；R選自低級烷基取代的苯基、低級烷基取代的羧基和低級燒 基取代的羥基；禮、R2分別選自低級烷基和苯基；其中季銨化試劑具有式R-Cl，R選自低級 燒基取代的苯基、低級烷基取代的羧基和低級烷基取代的羥基；以及c.將45-60重量份的曼尼希堿季銨鹽、15-30重量份的二甲基甲酰胺、20-35重量 份的異丙醇攪拌混合，即得高溫酸化緩蝕劑。其中炔醇選自丙炔醇、戊炔醇、己炔醇，優(yōu)選丙炔醇；甲醛可以呈福爾馬林、三聚甲醛或多聚甲醛的形式，其中福爾馬林的結(jié)構(gòu)式為 HCH0，三聚甲醛的結(jié)構(gòu)式為(CH2O)3,多聚甲醛的結(jié)構(gòu)式為(CH2O)n，其中η為大于3的整數(shù)(η =3-100)。仲胺選自二乙胺、N，N-甲基乙基胺和N-甲基苯胺，優(yōu)選N-甲基苯胺；季銨化試劑選自氯乙醇、氯乙酸和氯化芐，優(yōu)選氯化芐。本發(fā)明提供的高溫酸化緩蝕劑用量小、緩蝕效果顯著，而且具有很好的酸溶性，可 以提前將該高溫酸化緩蝕劑溶解到酸液中，而溶解了該高溫酸化緩蝕劑的酸液長期放置也 不會產(chǎn)生分層、沉淀等現(xiàn)象；同時該緩蝕劑不揮發(fā)，配制到酸液中長期放置緩蝕性能不發(fā)生 改變。而且不需要另外添加丙炔醇，因此該酸化緩蝕劑毒性低，使用安全。該酸化緩蝕劑可以在常溫至130°C的酸液中使用，直接在配制好的酸液中添加本 酸化緩蝕劑，并攪拌均勻即可。本發(fā)明的反應(yīng)式如下
成品其中η = 0-3的整數(shù)；R選自低級烷基取代的苯基、低級烷基取代的羧基和低級燒 基取代的羥基；Ri、R2分別選自低級烷基和苯基。
具體實施例方式以下實施例中采用的各物質(zhì)都是市購的。實施例1在裝有攪拌及冷凝裝置的三口燒瓶中投入56克丙炔醇、30克多聚甲醛、107克 N-甲基苯胺，同時采用冰醋酸調(diào)節(jié)pH值為2-3。打開冷凝裝置，開始加熱攪拌反應(yīng)。待反 應(yīng)溫度達到100°C，保持溫度回流反應(yīng)8小時，得到約190克的曼尼希堿，在生成的曼尼希堿 中緩慢滴加127克氯化芐，保持溫度為100°C，持續(xù)反應(yīng)5小時，得到下式的曼尼希堿季銨鹽 將50克的上述曼尼希堿季銨鹽、20克的二甲基甲酰胺和30克的異丙醇攪拌混合， 得到100克高溫酸化緩蝕劑。緩釋性能評價行業(yè)標準SY/T 5405-1996中規(guī)定在100°C下的15% HCl溶液中，緩蝕劑的添加量 為1% _2%，一級品的腐蝕速率為3g/(m2 ·Κ)-5δ/(πι2 -h)；行業(yè)標準SY/T 5405-1996中規(guī) 定在130°C下的12% HCl+3% HF溶液中，緩蝕劑的添加量為2% ，一級品的腐蝕速率為 20g/ (m2 · h) -25g/ (m2 · h)。表1顯示了以緩蝕劑的添加量和4小時N80鋼片腐蝕速率g/ (m2 -h)評價了 100°C 下的15% HCl溶液中和130°C下的12% HCl+3% HF溶液的腐蝕環(huán)境中本發(fā)明的緩蝕劑和 市售的以酮、醛、胺合成的曼尼希堿為主體成分的緩蝕劑(商品名為7801酸化緩蝕劑)的 結(jié)果。(添加量的重量百分比是基于酸液的重量)表 1 從表1的試驗數(shù)據(jù)可以看出，在相同的條件下，本發(fā)明的高溫酸化緩蝕劑在酸液 中的添加量顯著低于現(xiàn)有的高溫酸化緩蝕劑；同時對均勻腐蝕與局部腐蝕均具備良好的抑 制效果。實施例2 在裝有攪拌及冷凝裝置的三口燒瓶中投入84克戊炔醇、75克福爾馬林水溶液(濃 度為40% )、73克二乙胺，同時采用冰醋酸調(diào)節(jié)pH值為2-3。打開冷凝裝置，開始加熱攪拌 反應(yīng)。待反應(yīng)溫度達到10(TC，保持溫度回流反應(yīng)8小時，得到多少克約200克曼尼希堿，在 生成的曼尼希堿中緩慢滴加126克氯化芐，保持溫度為100°C，持續(xù)反應(yīng)5小時，得到下式的 曼尼希堿季銨鹽
COOH將60克的上述曼尼希堿季銨鹽、20克的二甲基甲酰胺和20克的異丙醇攪拌混合， 得到100克的高溫酸化緩蝕劑。表 3 從表3的數(shù)據(jù)可以看出，在相同添加量時，本發(fā)明的高溫酸化緩蝕劑的緩蝕劑效 果更好。將55克的上述曼尼希堿季銨鹽、15克的二甲基甲酰胺和30克的異丙醇攪拌混合， 得到100克高溫酸化緩蝕劑。表2 從表2的數(shù)據(jù)可以看出，本發(fā)明的高溫酸化緩蝕劑在添加量小于7701酸化緩蝕劑 時，具有比7701酸化緩蝕劑更好的緩蝕效果。實施例3 在裝有攪拌及冷凝裝置的三口燒瓶中投入98克己炔醇、75克福爾馬林水溶液(濃 度為40% ) 107克N-甲基苯胺，同時采用冰醋酸調(diào)節(jié)pH值為2-3。打開冷凝裝置，開始加 熱攪拌反應(yīng)。待反應(yīng)溫度達到100°C，保持溫度回流反應(yīng)8小時，得到約250克曼尼希堿，在 生成的曼尼希堿中緩慢滴加94克氯乙酸，保持溫度為100°C，持續(xù)反應(yīng)5小時，得到下式的 曼尼希堿季銨鹽
權(quán)利要求
一種高溫酸化緩蝕劑，所述高溫酸化緩蝕劑由45 60重量份的曼尼希堿季銨鹽、15 30重量份的二甲基甲酰胺和20 35重量份的異丙醇組成，其中所述曼尼希堿季銨鹽具有下式(I)的結(jié)構(gòu)式其中n＝0 3的整數(shù)；R選自低級烷基取代的苯基、低級烷基取代的羧基和低級烷基取代的羥基；R1、R2分別選自低級烷基和苯基。FSA00000181136700011.tif
2.如權(quán)利要求1所述的高溫酸化緩蝕劑，其中R選自C1-C4烷基取代的苯基、C1-C4烷 基取代的羧基和C1-C4烷基取代的羥基；R1^R2分別選自C1-C4烷基和苯基。
3.如權(quán)利要求2所述的高溫酸化緩蝕劑，其中R選自C6H5CH2-、-CH2COOH和-CH2CH2OH； R1^R2 分別選自-CH3、CH3CH2-和 C6H5-。
4.如權(quán)利要求1所述的高溫酸化緩蝕劑，其中所述高溫酸化緩蝕劑由50重量份的曼尼 希堿季銨鹽、20重量份的二甲基甲酰胺和30重量份的異丙醇組成。
5.一種制備如權(quán)利要求1所述的高溫酸化緩蝕劑的方法，所述方法包括下述步驟a.以摩爾比為1 1 1的C3_6炔醇、甲醛和仲胺為原料，所述三種原料反應(yīng)生成具有 式(II)的曼尼希堿 (II)其中仲胺具有式HNR1R2，禮、R2分別選自低級烷基和苯基，η = 0-3的整數(shù)； b.加入季銨化試劑，使摩爾比為1 1的所述季銨化試劑與所述曼尼希堿反應(yīng)生成具 有式(I)的曼尼希堿季銨鹽， 其中η = ο-3的整數(shù)；R選自低級烷基取代的苯基、低級烷基取代的羧基和低級烷基取 代的羥基；禮、R2分別選自低級烷基和苯基；其中季銨化試劑具有式R-Cl，R選自低級烷基 取代的苯基、低級烷基取代的羧基和低級烷基取代的羥基；以及c.將45-60重量份的曼尼希堿季銨鹽、15-30重量份的二甲基甲酰胺、20-35重量份的2異丙醇攪拌混合，即得高溫酸化緩蝕劑。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述炔醇選自丙炔醇、戊炔醇、己炔醇；
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述甲醛呈福爾馬林、三聚甲醛或多聚甲醛的形式；
8.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述仲胺選自二乙胺、N，N-甲基乙基胺和N-甲基苯胺。
9.如權(quán)利要求5所述的方法，所述季銨化試劑選自氯乙醇、氯乙酸和氯化芐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫酸化緩蝕劑，所述高溫酸化緩蝕劑由45-60重量份的曼尼希堿季銨鹽、15-30重量份的二甲基甲酰胺和20-35重量份的異丙醇組成，其中所述曼尼希堿季銨鹽具有下式(I)的結(jié)構(gòu)式，其中n＝0-3的整數(shù)；R選自低級烷基取代的苯基、低級烷基取代的羧基和低級烷基取代的羥基；R1、R2分別選自低級烷基和苯基。本發(fā)明還涉及一種制備高溫酸化緩蝕劑的方法。本發(fā)明的高溫酸化緩蝕劑在油田開采中用作緩蝕劑。
文檔編號C09K8/74GK101892042SQ20101022220
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月30日
發(fā)明者馮浦涌, 劉剛芝, 彭雪飛, 楊永慶, 王貴, 胡紅福, 金邦能 申請人:中國海洋石油總公司;中海油田服務(wù)股份有限公司;沙洋科若星化工有限公司