一種雙咪唑啉膦酸鹽緩蝕阻垢劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及油田生產(chǎn)中碳酸鹽結(jié)垢、硫酸鹽結(jié)垢與工業(yè)冷卻循環(huán)水結(jié)垢的控制技 術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙咪唑啉膦酸鹽緩蝕阻垢劑的制備方法，主要用于油田生產(chǎn)系統(tǒng)結(jié) 垢的控制與工業(yè)冷卻循環(huán)水的結(jié)垢控制。 技術(shù)背景
[0002] 油田生產(chǎn)過程中，一是不同區(qū)塊油井產(chǎn)出液性質(zhì)不同，產(chǎn)出液中水介質(zhì)鈣離子、鋇 離子、鍶離子、硫酸根離子、碳酸根離子、碳酸氫根離子的不同，水型的不同，在多油井產(chǎn)出 液混合時產(chǎn)生碳酸鹽與硫酸鹽結(jié)垢；二是注水系統(tǒng)由于產(chǎn)出液分離水性質(zhì)的不同，在注入 過程壓力與溫度的變化會導(dǎo)致碳酸鹽與硫酸鹽結(jié)垢；三是工業(yè)生產(chǎn)過程，冷卻循環(huán)水會產(chǎn) 生碳酸鹽與硫酸鹽結(jié)垢；結(jié)垢會導(dǎo)致輸送管線管徑縮小或堵塞管線，導(dǎo)致生產(chǎn)能力下降與 清垢、除垢費用增加，生產(chǎn)成本增加，降低生產(chǎn)效益，嚴(yán)重的導(dǎo)致生產(chǎn)停頓；另外、油田生產(chǎn) 系統(tǒng)生產(chǎn)過程均存在結(jié)垢的同時伴隨著腐蝕，腐蝕導(dǎo)致管線穿孔，設(shè)備損壞，影響生產(chǎn)的正 常運行，增加生產(chǎn)運行與維護費用。
[0003] 目前市場上有大量的緩蝕阻垢劑，存在的不足是不能有效的同時抑制硫酸鹽與碳 酸鹽結(jié)垢，特別是對于油田生產(chǎn)系統(tǒng)，多種介質(zhì)的混合，硫酸鹽與碳酸鹽結(jié)垢嚴(yán)重，無法有 效控制，加之介質(zhì)礦化度高，對腐蝕的控制非常有限，目前的緩蝕阻垢劑對油田生產(chǎn)系統(tǒng)介 質(zhì)的腐蝕控制其緩蝕率均低于50%，不能滿足油田生產(chǎn)的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有緩蝕阻垢劑的不足，本發(fā)明的目的是提供一種雙咪唑啉膦酸鹽緩蝕 阻垢劑的制備方法，制備所得的緩蝕阻垢劑是一種用于油田生產(chǎn)系統(tǒng)腐蝕與結(jié)垢，工業(yè)冷 卻水循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕與結(jié)垢的雙咪唑啉膦酸鹽緩蝕阻垢劑，能夠滿足油田生產(chǎn)系統(tǒng)的腐蝕 與結(jié)垢的控制，能夠滿足工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)腐蝕與結(jié)垢，提高緩蝕阻垢劑的應(yīng)用性能，拓 寬緩蝕阻垢劑的應(yīng)用范圍，更有效的解決工業(yè)生產(chǎn)過程的結(jié)垢與腐蝕問題。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
[0006] -種雙咪唑啉膦酸鹽緩蝕阻垢劑的制備方法，包括以下步驟：
[0007] 第一步：反應(yīng)釜中加入己二酸，然后加入三乙烯四胺，攪拌混合均勻后，升溫至 120~200°C，反應(yīng)0? 5~4小時，然后再升溫150~260°C，反應(yīng)1~6小時，冷卻50~80°C 出釜，得己二酸雙咪唑啉；反應(yīng)過程物料摩爾比為：己二酸：三乙烯四胺=1: (1~1. 1);
[0008] 第二步：將己二酸雙咪唑啉加入反應(yīng)釜中，加入37wt%甲醛溶液，攪拌均勻后，滴 加無機磷化物，滴加過程溫度控制在60°C以下，磷化物滴加完后，升溫至90°C以下，反應(yīng) 0. 5~3小時，再升溫至120°C以下，反應(yīng)0. 5~3小時，然后最后升溫至160°C以下，反應(yīng) 0. 5~4小時，最后冷卻至80°C以下出釜，得雙咪唑啉膦酸鹽；
[0009] 反應(yīng)過程物料摩爾比為：己二酸雙咪唑啉：甲醛：無機磷化物=1: (6~8): (5. 5 ~7);
[0010] 所述的無機磷化物選自三氯化磷或亞磷酸；
[0011] 第三步：反應(yīng)釜中加入雙咪唑啉膦酸鹽，加入聚乙二醇，再加入咪唑啉兩性表面活 性劑和水，升溫至80°C以下，攪拌反應(yīng)0. 5~1. 5小時，冷卻出釜，得雙咪唑啉膦酸鹽緩蝕阻 垢劑；
[0012] 反應(yīng)過程物料質(zhì)量比為：雙咪唑啉膦酸鹽：聚乙二醇：咪唑啉兩性表面活性劑：水 =30: (5 ~20) : (5 ~30) : (60 ~20) 〇
[0013] 所述的聚乙二醇，選自聚乙二醇分子量200,聚乙二醇分子量400中的一種或兩種 任意比例的混合物。
[0014] 所述的咪唑啉兩性表面活性劑，選自油酸與二乙烯三胺的反應(yīng)再與氯乙酸鈉反應(yīng) 的兩性表面活性劑、月桂酸與二乙烯三胺的反應(yīng)再與氯乙酸鈉反應(yīng)的兩性表面活性劑中的 一種或兩種任意比例的混合物。
[0015] 本發(fā)明優(yōu)化后的制備方法，包括以下步驟：
[0016] 第一步：反應(yīng)釜中加入己二酸，然后加入三乙烯四胺，攪拌混合均勻后，逐步升溫 160~180°C，反應(yīng)2~2. 2小時，然后再升溫245~250°C，反應(yīng)4~4. 5小時，冷卻至60°C 左右出釜，得己二酸雙咪唑啉；
[0017] 反應(yīng)過程物料摩爾比：己二酸：三乙烯四胺=1: (1~1. 001)。
[0018] 第二步：將己二酸雙咪唑啉加入反應(yīng)釜中，加入37wt%甲醛溶液，攪拌均勻后，滴 加無機磷化物，滴加過程溫度控制在40°C以下，磷化物滴加完后，升溫至55~60°C，反應(yīng)2 小時，再升溫至80~90°C，反應(yīng)1. 5小時，再升溫至120~130°C以下，反應(yīng)3. 5小時，冷卻 至60~65°C出釜，得雙咪唑啉膦酸鹽；
[0019] 反應(yīng)過程物料摩爾比為：己二酸雙咪唑啉：甲醛：無機磷化物=1: (7~7.2): (5. 9 ~6. 1);
[0020] 第三步：反應(yīng)釜中加入雙咪唑啉膦酸鹽，加入聚乙二醇，再加入咪唑啉兩性表面活 性劑和水，升溫至60~65°C，攪拌反應(yīng)1小時，冷卻至40°C以下出釜，得雙咪唑啉膦酸鹽緩 蝕阻垢劑；
[0021] 反應(yīng)過程物料質(zhì)量比：雙咪唑啉膦酸鹽：聚乙二醇：咪唑啉兩性表面活性劑：水= 30: (5 ~8) : (8 ~12) : (57 ~50)。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：
[0023] 所合成生產(chǎn)的雙咪唑啉膦酸鹽緩蝕阻垢劑，具有緩蝕與阻垢雙重性能，能夠應(yīng)用 于油田生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)垢控制與腐蝕控制，能夠應(yīng)用于工業(yè)冷卻循環(huán)水系統(tǒng)的結(jié)垢與腐蝕控 制，且適應(yīng)范圍廣、效果好、成本低。
[0024] 當(dāng)雙咪唑啉緩蝕阻垢劑的加藥量達(dá)到100mg/L時，緩蝕率可達(dá)到70%以上，腐蝕 速率均能夠控制在0. 〇76mm/a以下，阻垢率達(dá)到80%以上。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明做詳細(xì)敘述。
[0026] 腐蝕評價實驗方法參照GB10124進(jìn)行，采用現(xiàn)場介質(zhì)進(jìn)行動態(tài)模擬實驗，實驗步 驟：將現(xiàn)場介質(zhì)中加入一定濃度的雙咪唑啉緩蝕阻垢劑，然后將加藥后的介質(zhì)加入到六組 動態(tài)腐蝕速率評價儀中，掛入A3鋼片，密閉加熱到80°C，在攪拌速度為60rpm情況下，測定 168小時周期的腐蝕速率。同時做未加藥的空白實驗。腐蝕速率(mm/a) = 8. 76X 107X (Mi - M2) ASTD);式中吣為實驗前掛片質(zhì)量，g ;M 2為實驗后掛片質(zhì)量，g ;S為掛片的表面積，cm2; T為掛片實驗時間，小時；D為掛片材質(zhì)的密度，g/cm3。計算緩蝕率％=(未加藥介質(zhì)的腐 蝕速率一加藥后介質(zhì)的腐蝕速率）X 100/未加藥介質(zhì)的腐蝕速率。
[0027] 阻垢效果評價實驗參照SY/T5673執(zhí)行。
[0028] 下面通過實例進(jìn)一步說明本發(fā)明的特點
[0029] 實施例一
[0030] 第一步：反應(yīng)釜中加入己二酸，然后加入三乙烯四胺，攪拌混合均勻后，逐步升溫 160~180°C，反應(yīng)2~2. 2小時，然后再升溫245~250°C，反應(yīng)4~4. 5小時，冷卻至60°C 左右出釜，得己二酸雙咪唑啉。
[0031] 反應(yīng)過程物料摩爾比：己二酸：三乙烯四胺=1:1。
[0032] 第二步：將己二酸雙咪唑啉加入反應(yīng)釜中，加入一定量的甲醛溶液（甲醛含量為 37% )，攪拌均勻后，滴加無機磷化物，滴加過程溫度控制在40°C以下，磷化物滴加完后，升 溫至55~60°C，反應(yīng)2小時，再升溫至80~90°C，反應(yīng)1. 5小時，再升溫至120~130°C以 下，反應(yīng)3. 5小時，冷卻至60~65°C出釜，得雙咪唑啉膦酸鹽。
[0033] 反應(yīng)過程物料摩爾比：己二酸雙咪唑啉：甲醛：磷化物=1:7 :6。
[0034] 第三步：反應(yīng)釜中加入雙咪唑啉膦酸鹽，加入一定量聚乙二醇，加入一定量的咪唑 啉兩性表面活性劑，加入一定量的水，升溫至60~65°C，攪拌反應(yīng)1小時，冷卻至40°C以下 出釜，得雙咪唑啉膦酸鹽緩蝕阻垢劑。
[0035] 反應(yīng)過程物料質(zhì)量比：雙咪唑啉膦酸鹽：聚乙二醇（聚乙二醇200:聚乙二醇400 =1:1):咪唑啉兩性表面活性劑（油酸類的：月桂酸類的=1:1):水=30 :5 :10 :55。
[0036] 雙咪唑啉膦酸鹽緩蝕阻垢劑的效果評價（加藥濃度100mg/L)
[0037]
[0038] 實施例二
[0039] 第一步：反應(yīng)釜中加入己二酸，然后加入三乙烯四胺，攪拌混合均勻后，逐步升溫 160~180°C，反應(yīng)2~2. 2小時，然后再升溫245~250°C，反應(yīng)4~4. 5小時，冷卻至60°C 左右出釜，得己二酸雙咪唑啉。
[0040] 反應(yīng)過程物料摩爾比：己二酸：三乙烯四胺=1:1。
[0041] 第二步：將己二酸雙咪唑啉加入反應(yīng)釜中，加入一定量的甲醛溶液（甲醛含量為 37% )，攪拌均勻后，滴加無機磷化物，滴加過程溫度控制在40°C以下，磷化物滴加完后，升 溫至55~60°C，反應(yīng)2小時，再升溫至80~90°C，反應(yīng)1. 5小時，再升溫至120~130°C以 下，反應(yīng)3. 5小時，冷卻至60~65°C出釜，得雙咪唑啉膦酸鹽。
[0042] 反應(yīng)過程物料摩爾比：己二酸雙咪唑啉：HCH0 :磷化物=1:7. 2 :6。
[0043] 第三步：反應(yīng)釜中加入雙咪唑啉膦酸鹽，加入一定量聚乙二醇，加入一定量的咪唑 啉兩性表面活性劑，加入一定量的水，升溫至60~65°C，攪拌反應(yīng)1小時，冷卻至40°C以下 出釜，得雙咪唑啉膦酸鹽緩蝕阻垢劑。
[0044] 反應(yīng)過程物料質(zhì)量比：雙咪唑啉膦酸鹽：聚乙二醇（聚乙二醇200:聚乙二醇400 =1:1):咪唑啉兩性表面活性劑（油酸類的：月桂酸類的=1:1):水=30 :5 :10 :55。
[0045] 雙咪唑啉膦酸鹽緩蝕阻垢劑的效果評價（加藥濃度100mg/L)
[0046]
[0047] 實施例三
[0048] 第一步：反應(yīng)釜中加入己二酸，然后加入三乙烯四胺，攪拌混合均勻后，逐步升溫 160~180°C，反應(yīng)2~2. 2小時，然后再升溫245~250°C，反應(yīng)4