【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于金屬材料腐蝕防護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐溫緩蝕劑組合物。
技術(shù)介紹
1、我國(guó)油氣田開(kāi)發(fā)已進(jìn)入中、高含水期，油氣生產(chǎn)系統(tǒng)的腐蝕問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重，給油氣田生產(chǎn)造成的經(jīng)濟(jì)損失令人觸目驚心。腐蝕還干擾了油氣田的正常生產(chǎn)，油氣井的油套管、井下泵、抽油桿和集輸管等金屬設(shè)備經(jīng)常產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕，阻礙了油田工藝技術(shù)的發(fā)展和石油開(kāi)采水平的提高。由于腐蝕嚴(yán)重，不少成熟的工藝技術(shù)難以推廣應(yīng)用或發(fā)揮應(yīng)有的效果，一些新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備因腐蝕問(wèn)題而難以使用，有的工藝技術(shù)因考慮到腐蝕因素而增加難度。
2、吸附膜型緩蝕劑能吸附在金屬表面，在整個(gè)陽(yáng)極和陰極區(qū)域形成一層單分子膜，改變了金屬表面性質(zhì)，從而阻止或減緩相應(yīng)電化學(xué)的反應(yīng)。這類(lèi)化合物的分子中有兩種性質(zhì)相反的基團(tuán)：親油基和親水基。這些化合物的分子以親水基吸附于金屬表面上，形成一層致密的憎水膜，保護(hù)金屬表面不受腐蝕。
3、緩蝕劑的種類(lèi)繁多，緩蝕機(jī)理復(fù)雜，目前應(yīng)用較多的是咪唑啉緩蝕劑，該類(lèi)緩蝕劑雖然緩蝕性能良好，但一般水溶性較差，限制了其適用范圍。常規(guī)緩蝕劑在油氣田應(yīng)用過(guò)程中，難以有效減緩井筒及管道等腐蝕。隨著油氣田開(kāi)采深度增加，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)環(huán)境愈加苛刻，急需開(kāi)發(fā)高溫條件下具備優(yōu)良緩蝕性能的緩蝕劑。現(xiàn)有單組份的緩蝕劑難以滿足要求，開(kāi)發(fā)協(xié)同效應(yīng)良好、耐高溫的緩蝕劑是我國(guó)油氣田緩蝕劑的主要研究方向。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述問(wèn)題，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種緩蝕劑組合物。
2、本專(zhuān)利技術(shù)的緩蝕劑組合物，由式1所示的化合物、式2中所示的化
3、
4、其中，式1中基團(tuán)r1為c4-28烷基，優(yōu)選c12-18正構(gòu)烷基；r2和r3各自獨(dú)立的選自ch3、c2h5、c3h7或c4h9，優(yōu)選c2h5；x為cl或br；
5、在式2中m選自4～12的任意整數(shù)；r4和r5中的一者為羥基，另一者為r6、r7獨(dú)立地選自c12-18的烷基、c2-18的烯基、含有至少一個(gè)氧原子的c2-18的烷基，優(yōu)選正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基。
6、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)一實(shí)施方式，所述式1所示化合物的制備方法包括：按比例稱量二烷基仲胺、氫鹵酸、環(huán)氧氯丙烷和溶劑，加入反應(yīng)裝置攪拌反應(yīng)得到中間產(chǎn)物；以及取中間產(chǎn)物，用酸液調(diào)節(jié)ph值到一定值后加入烷基二甲基胺，在一定溫度下攪拌反應(yīng)一定時(shí)間。
7、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述二烷基仲胺選用二甲胺、二乙胺、n-乙基甲基胺，n-甲基正丙胺、n-乙基正丙胺、二丙胺、二丁胺或n-丙基丁胺中的一種。
8、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述氫鹵酸選用鹽酸溶液或溴化氫溶液中的一種。
9、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述溶劑選用自來(lái)水、蒸餾水、乙醇、正丙醇、異丙醇中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選蒸餾水。
10、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述二烷基仲胺、所述氫鹵酸中氫離子與所述環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1:1:0.95～1:1:1，優(yōu)選1:1:0.98～1:1:1。
11、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，生成所述中間產(chǎn)物的反應(yīng)溫度為50-70℃，優(yōu)選60-65℃。
12、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，生成所述中間產(chǎn)物的反應(yīng)時(shí)間為2-10小時(shí)，優(yōu)選5-7小時(shí)。
13、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述酸液選用鹽酸溶液或溴化氫溶液中的一種。
14、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，其特征在于，ph值調(diào)整到5.5-6.5，優(yōu)選6.0。
15、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述烷基二甲基叔胺選用烷基碳鏈為c8-c28的烷基二甲基胺，優(yōu)選為十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺。
16、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述中間產(chǎn)物與所述烷基二甲基叔胺的摩爾比為0.95:1-1:1，優(yōu)選0.98:1～1:1。
17、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述中間產(chǎn)物與烷基二甲基叔胺反應(yīng)的反應(yīng)溫度為70-100℃，優(yōu)選80-90℃。
18、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述中間產(chǎn)物與烷基二甲基叔胺反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為2-10小時(shí)，優(yōu)選4-6小時(shí)。
19、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述式2所示化合物的制備方法包括：在溶劑存在下，將式3所示的氨基功能化的環(huán)糊精與式4所示的1,2-環(huán)氧烷烴進(jìn)行接觸反應(yīng)；
20、
21、式3中，m選自4-12的任意整數(shù)，優(yōu)選5-7；r8、r9中一者為-oh，另一者為-nh2；
22、
23、?
24、式4中，r選自h、c1-18的烷基、c2-18的烯基、含有至少一個(gè)氧原子的c2-18的烷基，優(yōu)選正十二烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十八烷基。
25、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述反應(yīng)溶劑選自甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、水、四氫呋喃、二氧六環(huán)、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、乙二醇中的一種或幾種，優(yōu)選甲醇-乙酸乙酯、甲醇-丙酮、乙醇-乙酸乙酯、乙醇-丙酮中的一種。
26、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述式3所示的氨基功能化的環(huán)糊精選自氨基功能化的α-環(huán)糊精、氨基功能化的β-環(huán)糊精、氨基功能化γ-環(huán)糊精中的一種或多種。
27、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，所述式4中的1,2-環(huán)氧烷烴選自1,2-環(huán)氧十二烷、1,2-環(huán)氧十四烷、1,2-環(huán)氧十六烷、1,2-環(huán)氧十八烷。
28、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，反應(yīng)溫度為30～100℃，優(yōu)選60～90℃。
29、根據(jù)本專(zhuān)利技術(shù)的另一實(shí)施方式，反應(yīng)時(shí)間為1～7天，優(yōu)選2～5天。
30、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)的技術(shù)方案具有如下優(yōu)勢(shì)：
31、(1)式1和式2所示的化合物中的氮原子和氧原子使緩蝕劑具有良好的吸附性能，氮原子和氧原子上的孤對(duì)電子與金屬原子的空d軌道形成配位鍵，改變了金屬表面的活化能，有效地抑制陽(yáng)極反應(yīng)，減緩金屬腐蝕。式1和式2所示的化合物中作為非極性基團(tuán)的長(zhǎng)鏈烷烴也會(huì)在金屬表面做定向排列，減少了金屬表面和腐蝕介質(zhì)的接觸機(jī)會(huì)，起到減緩腐蝕的作用。
32、(2)式1和式2所示的化合物分子結(jié)構(gòu)中均含有胺基、多個(gè)羥基以及長(zhǎng)鏈烷烴等基團(tuán)，具有良好的復(fù)配性能，產(chǎn)生協(xié)同增效作用，可以在金屬表面形成完整、致密、牢固的保護(hù)膜，表現(xiàn)出良好的緩蝕效果。此外，兩種化合物吸附在金屬表面后，還可以改變金屬表面的潤(rùn)濕性，有效減緩金屬腐蝕速率。
33、(3)式2中所示的化合物含有環(huán)糊精多糖頭基，使其具有較強(qiáng)的生物相容性，易生物降解，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
34、(4)所述緩蝕劑組合物具有耐高溫、耐高鹽、耐沖刷性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，可以用于深井、超深井、地層條件復(fù)雜和對(duì)套管性能要求苛刻的環(huán)境中。
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1.一種緩蝕劑組合物，其特征在于，由式1所示的化合物、式2中所示的化合物和水組成；
2.如權(quán)利要求1所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述式1所示化合物的制備方法包括：
3.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述二烷基仲胺選用二甲胺、二乙胺、N-乙基甲基胺，N-甲基正丙胺、N-乙基正丙胺、二丙胺、二丁胺或N-丙基丁胺中的一種。
4.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述氫鹵酸選用鹽酸溶液或溴化氫溶液中的一種。
5.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述溶劑選用自來(lái)水、蒸餾水、乙醇、正丙醇、異丙醇中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選蒸餾水。
6.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述二烷基仲胺、所述氫鹵酸中氫離子與所述環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1:1:0.95～1:1:1，優(yōu)選1:1:0.98～1:1:1。
7.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，生成所述中間產(chǎn)物的反應(yīng)溫度為50-70℃，優(yōu)選60-65℃。
8.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，生成所述中間
9.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述酸液選用鹽酸溶液或溴化氫溶液中的一種。
10.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，pH值調(diào)整到5.5-6.5，優(yōu)選6.0。
11.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述烷基二甲基叔胺選用烷基碳鏈為C8-C28的烷基二甲基胺，優(yōu)選為十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺。
12.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述中間產(chǎn)物與所述烷基二甲基叔胺的摩爾比為0.95:1-1:1，優(yōu)選0.98:1～1:1。
13.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述中間產(chǎn)物與烷基二甲基叔胺反應(yīng)的反應(yīng)溫度為70-100℃，優(yōu)選80-90℃。
14.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述中間產(chǎn)物與烷基二甲基叔胺反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間為2-10小時(shí)，優(yōu)選4-6小時(shí)。
15.如權(quán)利要求1所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述式2所示化合物的制備方法包括：
16.如權(quán)利要求15所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述反應(yīng)溶劑選自甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、水、四氫呋喃、二氧六環(huán)、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、乙二醇中的一種或幾種，優(yōu)選甲醇-乙酸乙酯、甲醇-丙酮、乙醇-乙酸乙酯、乙醇-丙酮中的一種。
17.如權(quán)利要求15所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述式3所示的氨基功能化的環(huán)糊精選自氨基功能化的α-環(huán)糊精、氨基功能化的β-環(huán)糊精、氨基功能化γ-環(huán)糊精中的一種或多種。
18.如權(quán)利要求15所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述式4中的1,2-環(huán)氧烷烴選自1,2-環(huán)氧十二烷、1,2-環(huán)氧十四烷、1,2-環(huán)氧十六烷、1,2-環(huán)氧十八烷。
19.如權(quán)利要求15所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，反應(yīng)溫度為30～100℃，優(yōu)選60～90℃。
20.如權(quán)利要求15所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，反應(yīng)時(shí)間為1～7天，優(yōu)選2～5天。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種緩蝕劑組合物，其特征在于，由式1所示的化合物、式2中所示的化合物和水組成；
2.如權(quán)利要求1所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述式1所示化合物的制備方法包括：
3.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述二烷基仲胺選用二甲胺、二乙胺、n-乙基甲基胺，n-甲基正丙胺、n-乙基正丙胺、二丙胺、二丁胺或n-丙基丁胺中的一種。
4.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述氫鹵酸選用鹽酸溶液或溴化氫溶液中的一種。
5.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述溶劑選用自來(lái)水、蒸餾水、乙醇、正丙醇、異丙醇中的一種或幾種的混合物，優(yōu)選蒸餾水。
6.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述二烷基仲胺、所述氫鹵酸中氫離子與所述環(huán)氧氯丙烷的摩爾比為1:1:0.95～1:1:1，優(yōu)選1:1:0.98～1:1:1。
7.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，生成所述中間產(chǎn)物的反應(yīng)溫度為50-70℃，優(yōu)選60-65℃。
8.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，生成所述中間產(chǎn)物的反應(yīng)時(shí)間為2-10小時(shí)，優(yōu)選5-7小時(shí)。
9.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述酸液選用鹽酸溶液或溴化氫溶液中的一種。
10.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，ph值調(diào)整到5.5-6.5，優(yōu)選6.0。
11.如權(quán)利要求2所述的緩蝕劑組合物，其特征在于，所述烷基二甲基叔胺選用烷基碳鏈為c8-c28的烷基二甲基胺，優(yōu)選為十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：趙琳，喬富林，秦冰，江建林，高敏，曹鳳儀，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)石油化工股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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