【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及油氣開(kāi)采，尤其涉及一種具有緩蝕和表面活性的碳點(diǎn)衍生物的制備方法及應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、油氣生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，常常用到鹽水、鹽酸等作為作業(yè)流體，這些作業(yè)流體需要通過(guò)管柱注入到地層中，油氣儲(chǔ)層往往伴隨著高溫，在高溫條件下，鹽水、酸液對(duì)管柱的腐蝕作用往往影響了管柱的使用壽命，腐蝕嚴(yán)重的還會(huì)造成套管管柱的腐蝕穿孔，給油氣生產(chǎn)作業(yè)帶來(lái)極大的安全隱患，甚至造成油氣井的報(bào)廢，經(jīng)濟(jì)損失巨大。這就需要向鹽水及酸液中添加緩蝕劑來(lái)延緩管柱的腐蝕，并且油氣生產(chǎn)作業(yè)流體注入地層中后，為了實(shí)現(xiàn)流體的功能特性，往往需要向鹽水及酸液中添加表面活性劑來(lái)降低表界面張力，尤其是三次采油過(guò)程中往往需要將界面張力降低至0.01mn/m以下。為了實(shí)現(xiàn)這些功能特性，傳統(tǒng)做法一般是采用多種表面活性劑復(fù)配來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2、碳量子點(diǎn)作為一種新興納米材料，其具有生物相容性和水溶性好等特點(diǎn)，并且其合成方法簡(jiǎn)單，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域的研究中得到了廣泛的關(guān)注。例如在利用碳點(diǎn)來(lái)制備緩蝕劑方面，已有專(zhuān)利和文獻(xiàn)報(bào)道了這方面的研究成果，但大多數(shù)都是作為緩蝕劑應(yīng)用在室溫條件下的，針對(duì)油田生產(chǎn)過(guò)程的研究很少。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例提供一種具有緩蝕和表面活性的碳點(diǎn)衍生物的制備方法及應(yīng)用。
2、為達(dá)到上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：
3、一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種具有緩蝕和表面活性的碳點(diǎn)衍生物的制備方法，包括以下步驟：
4、a、將生物廢棄果皮預(yù)處理為粉料；
5、b、將步驟a得到粉料分散于去離子水中，然后加入多元胺反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻、過(guò)濾、透析與干燥得到氮摻雜碳點(diǎn)；
6、c、將步驟b得到的氮摻雜碳點(diǎn)配制成溶液，加入鹵代烷烴反應(yīng)，反應(yīng)后分層處理得到反應(yīng)產(chǎn)物溶液，再經(jīng)減壓蒸餾得到碳點(diǎn)衍生物。
7、本專(zhuān)利技術(shù)所提供的碳點(diǎn)衍生物一方面碳點(diǎn)來(lái)源于生物廢棄物，具有來(lái)源廣泛，成本低的特點(diǎn)；另一方面，碳點(diǎn)經(jīng)多元胺的氮摻雜后，碳點(diǎn)上裸漏的胺基與鹵代烷烴反應(yīng)，得到一種一端為碳點(diǎn)，另一端為疏水基團(tuán)的具有表面活性的碳點(diǎn)衍生物，這種碳點(diǎn)衍生物在碳點(diǎn)強(qiáng)吸附作用的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了疏水作用和表面活性，能夠隔絕鹽與酸對(duì)鋼材的進(jìn)一步腐蝕，并且兩親結(jié)構(gòu)也使其無(wú)需額外復(fù)配其它表面活性劑來(lái)輔助降低表界面張力，為其在油氣生產(chǎn)的多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。本專(zhuān)利技術(shù)制備的碳點(diǎn)衍生物同時(shí)具有緩蝕作用和表面活性作用，在高溫下對(duì)鹽溶液、鹽酸、氫氟酸及混合酸溶液均具有較好的緩蝕性能，緩蝕效率最高可達(dá)95.52％；并且能夠降低油水表面張力和界面張力，界面張力最低可達(dá)0.042mn/m，表面張力最低可達(dá)26.59mn/m，耐溫能力達(dá)到120℃。
8、在一些實(shí)施例中，在步驟a中，所述預(yù)處理具體包括以下步驟：
9、將生物廢棄果皮用清水沖洗干凈后，在真空干燥箱內(nèi)，于60-70℃溫度條件下烘干12-18h，烘干后通過(guò)粉碎機(jī)粉碎，并過(guò)篩100目篩網(wǎng)，得到粉料。
10、在一些實(shí)施例中，在步驟a中，所述生物廢棄果皮包括柚子皮、橘子皮、香蕉皮與檸檬皮中的至少一種。
11、在一些實(shí)施例中，在步驟b中，所述粉料與所述多元胺的質(zhì)量比為(0.3-0.8)：(0.6-3)。
12、在一些實(shí)施例中，在步驟b中，所述多元胺包括己二胺、環(huán)己二胺、二乙烯三胺、氨基吡啶與哌嗪中的至少一種。
13、在一些實(shí)施例中，在步驟b中，所述反應(yīng)的溫度為150-240℃，反應(yīng)時(shí)間為3-24h。
14、在一些實(shí)施例中，在步驟b中，所述過(guò)濾為0.22μm濾膜，所述透析為800-1500da的透析袋，并每隔4h換一次水，透析20-30h后進(jìn)行真空干燥。
15、在一些實(shí)施例中，在步驟c中，所述鹵代烷烴與步驟b中多元胺的質(zhì)量比為(0.5-2.5)：(0.6-3)。
16、在一些實(shí)施例中，在步驟c中，所述鹵代烷烴通式為r-x，其中,r為異辛烷基、癸烷、十四烷基與十八烷基中的任意一種，x為cl或br，所述反應(yīng)溫度為70-100℃，反應(yīng)時(shí)間為3-12h。
17、另一方面，本專(zhuān)利技術(shù)還提供一種如上述的制備方法制得的碳點(diǎn)衍生物在油氣生產(chǎn)作業(yè)中的應(yīng)用。
18、本專(zhuān)利技術(shù)還提供了一種具有緩蝕和表面活性的碳點(diǎn)衍生物的應(yīng)用。本專(zhuān)利技術(shù)提供了三種油氣生產(chǎn)的典型應(yīng)用，但并不局限于這些應(yīng)用，凡是涉及緩蝕或/和表面活性的應(yīng)用中本專(zhuān)利技術(shù)的碳點(diǎn)衍生物均可應(yīng)用。
19、具體地，本專(zhuān)利技術(shù)提供的第一種應(yīng)用是在鹽水溶液中，鹽水溶液可以是油氣生產(chǎn)的完井液、修井液、壓裂液、三次采油驅(qū)油液，具體為在不同濃度的氯化鈉、氯化鉀溶液或混合溶液中應(yīng)用。
20、本專(zhuān)利技術(shù)提供的第二種應(yīng)用是在酸液中，酸液可以是油氣生產(chǎn)的酸化液、酸性完井液、酸性洗井液等，具體為不同濃度鹽酸或鹽酸與氫氟酸混合酸中應(yīng)用。
21、本專(zhuān)利技術(shù)提供的第三種應(yīng)用是在鹽水與酸復(fù)合溶液中，復(fù)合溶液可以是油氣生產(chǎn)的酸化液、酸性完井液、酸性洗井液等，具體為不同濃度的氯化鈉、氯化鉀溶液基礎(chǔ)上添加不同濃度的鹽酸或鹽酸與氫氟酸混合酸中應(yīng)用。
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1.一種具有緩蝕和表面活性的碳點(diǎn)衍生物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟A中，所述預(yù)處理具體包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，在步驟A中，所述生物廢棄果皮包括柚子皮、橘子皮、香蕉皮與檸檬皮中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟B中，所述粉料與所述多元胺的質(zhì)量比為(0.3-0.8)：(0.6-3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟B中，所述多元胺包括己二胺、環(huán)己二胺、二乙烯三胺、氨基吡啶與哌嗪中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟B中，所述反應(yīng)的溫度為150-240℃，反應(yīng)時(shí)間為3-24h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟B中，所述過(guò)濾為0.22μm濾膜，所述透析為800-1500Da的透析袋，并每隔4h換一次水，透析20-30h后進(jìn)行真空干燥。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟C中，所述鹵代
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟C中，所述鹵代烷烴通式為R-X，其中,R為異辛烷基、癸烷、十四烷基與十八烷基中的任意一種，X為Cl或Br，所述反應(yīng)溫度為70-100℃，反應(yīng)時(shí)間為3-12h。
10.一種如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的制備方法制得的碳點(diǎn)衍生物在油氣生產(chǎn)作業(yè)中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種具有緩蝕和表面活性的碳點(diǎn)衍生物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟a中，所述預(yù)處理具體包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，在步驟a中，所述生物廢棄果皮包括柚子皮、橘子皮、香蕉皮與檸檬皮中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟b中，所述粉料與所述多元胺的質(zhì)量比為(0.3-0.8)：(0.6-3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟b中，所述多元胺包括己二胺、環(huán)己二胺、二乙烯三胺、氨基吡啶與哌嗪中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟b中，所述反應(yīng)的溫度為150-24...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鄭延成，由福昌，張嬌玉，賴(lài)璐，吳宇，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：長(zhǎng)江大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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