專利名稱：：一種新型酸化緩蝕劑的制備方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種油井酸化緩蝕劑，主要用于油井酸化過程中防止酸液對(duì)管道、儲(chǔ)罐及金屬設(shè)備的腐蝕。
背景技術(shù)：
：酸化是指將大量高濃度酸液注入地層，對(duì)灰?guī)r油氣井進(jìn)行壓化酸化，以恢復(fù)或增加地層滲透率，實(shí)現(xiàn)油氣井增產(chǎn)、水井增注的一種技術(shù)。然而在酸化過程中，高濃度、大量酸的注入使油水井中管道、儲(chǔ)罐及工藝設(shè)備都會(huì)遭受不同程度的腐蝕。為防止或減少酸液對(duì)設(shè)備和井下管線的腐蝕，通常向酸液中加緩蝕劑。目前在國內(nèi)外油氣田所使用的緩蝕劑主要是有機(jī)胺類、咪唑啉類、季銨鹽等有機(jī)化合物，其中芳香胺類毒性較大，現(xiàn)場(chǎng)施工使用較多的油氣田緩蝕劑主要是低毒、環(huán)保、無特殊的刺激性氣味、熱穩(wěn)定性好的咪唑啉類緩蝕劑。但是用于合成的咪唑啉季銨鹽的咪唑存在成本較高、原料來源有限等缺點(diǎn)，限制了咪唑啉類緩蝕劑的廣泛應(yīng)用。目前，從天然產(chǎn)物中尋求環(huán)境友好型緩蝕劑成為研究的熱點(diǎn)。我國盛產(chǎn)棉花，棉籽油來源極其廣泛，作為一種可再生資源，以棉籽油為原料制取棉籽油咪唑啉緩蝕劑，具有價(jià)格低廉、生物降解性能好等特點(diǎn)，為我國棉籽油充分利用和取得多次增值的經(jīng)濟(jì)效益開辟了一條新的途徑。本發(fā)明不經(jīng)油脂水解，采用一步法以棉籽油為原料合成咪唑啉季銨鹽，有效地減少了合成步驟，簡化了工藝流程，降低了生產(chǎn)成本。采用靜態(tài)失重法考察了該緩蝕劑在6(TC，15%HC1溶液中對(duì)N80碳鋼的緩蝕性能,結(jié)果表明該緩蝕劑對(duì)N80碳鋼在15。/。HC1介質(zhì)中具有優(yōu)良的緩蝕性能，腐蝕速率可達(dá)到0.70g/m2.h，優(yōu)于中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5405-1996腐蝕評(píng)價(jià)指標(biāo)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)(6(TC時(shí)，一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)為23g/m2*h)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種酸化緩蝕劑及其制備方法，該緩蝕劑在15。/。HC1環(huán)境中能較好地抑制N80鋼的腐蝕。本發(fā)明的緩蝕劑具有用量少，緩蝕效率高、制作簡便、成本低廉、無毒無異味等特點(diǎn)。本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖沁@樣實(shí)現(xiàn)的，所提出的酸化緩蝕劑是由咪唑啉季銨鹽與丙炔醇組成的復(fù)配混合物。其中咪唑啉季銨鹽是棉籽油咪唑啉氯化芐鹽，結(jié)構(gòu)式為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>式中R代表14C20C的長鏈烷烴或烯烴。本發(fā)明所述的酸化緩蝕劑的制備方法主要包括三步第一步棉籽油與三乙烯四胺反應(yīng)，制備棉籽油咪唑啉中間體；第二步在硼酸做催化劑條件下，利用中間體與氯化芐進(jìn)行季銨化反應(yīng)，得到咪唑啉季銨鹽;第三步將咪唑啉季銨鹽產(chǎn)物與丙炔醇復(fù)配，得到油井酸化緩蝕劑。圖1為本發(fā)明的棉籽油咪唑啉中間體分子式；圖2為本發(fā)明的棉籽油咪唑啉季銨鹽分子式；圖3為腐蝕溫度與油井酸化緩蝕劑腐蝕速率的關(guān)系；圖4為腐蝕時(shí)間與油井酸化緩蝕劑腐蝕速率的關(guān)系。具體實(shí)施方法下面通過實(shí)施例來說明本發(fā)明所述酸化緩蝕劑及其制備方法。實(shí)施例1，用于說明咪唑啉季胺鹽的實(shí)驗(yàn)合成方案和制備方法。咪唑啉季胺鹽的實(shí)驗(yàn)合成方案如Scheme1所示Scheme1:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>具體合成方法如下取棉籽油與三乙烯四胺按質(zhì)量比1.84:1置于干燥反應(yīng)器內(nèi)，加入一定量的二甲苯、0.25%硼酸做催化劑，N2保護(hù)下，于14016(TC下反應(yīng)2h，接入分水器，程序升溫至21(TC，反應(yīng)7h，分出反應(yīng)生成的水。改換旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，蒸除少量的二甲苯及水份后，趁熱將燒瓶中的粘稠物傾至裝有乙醇、乙酸乙酯和石油醚(3:3:I).混合溶劑的大燒杯中，冷卻，除去上層清液，即得到棉籽油咪唑啉中間體。取棉籽油咪唑啉中間體與氯化芐按質(zhì)量比2.8:1加入反應(yīng)器內(nèi)，80100'C下均勻攪拌4h，得到棕紅色的透明膏狀物，即咪唑啉季銨鹽。實(shí)施例2，用于說明咪唑啉季銨鹽產(chǎn)物與丙炔醇復(fù)配。將合成的咪唑啉季銨鹽，與總質(zhì)量的25%的丙炔醇混合復(fù)配得到本發(fā)明的油田酸化緩蝕劑。實(shí)施例3，用于說明該油田酸化緩蝕劑的緩蝕性能研究。按照中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5405-1996所述的試驗(yàn)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)所制備的油田酸化緩蝕劑進(jìn)行性能評(píng)價(jià)。在15%HC1環(huán)境中，溫度對(duì)0.4%質(zhì)量濃度油井酸化緩蝕劑的影響列于表1。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>在60"C，15MHC1環(huán)境中，時(shí)間對(duì)0.4%質(zhì)量濃度油井酸化緩蝕劑的影響列于表2。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1.本發(fā)明涉及一種由咪唑啉季銨鹽與丙炔醇復(fù)配的油井酸化緩蝕劑，其中咪唑啉季銨鹽的分子結(jié)構(gòu)式為式中R代表14C～20C的長鏈烷烴或烯烴。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的咪唑啉季銨鹽，其制備方法主要包括三步第一步棉籽油和三乙烯四胺的反應(yīng)比例為1.84:1(質(zhì)量比)，N2保護(hù)下，在140-160。C下反應(yīng)2h，再程序升溫至21(TC，反應(yīng)7h得到棉籽油咪唑啉中間體。第二步在硼酸做催化劑條件下，利用第一步棉籽油咪唑啉中間體和氯化芐按2.8:1(質(zhì)量比)進(jìn)行季銨化反應(yīng)，在80~100'C下反應(yīng)4h得到咪唑啉季銨鹽。第三步將第二步反應(yīng)的咪唑啉季銨鹽產(chǎn)物與丙炔醇按3:1(質(zhì)量比)復(fù)配，得到油井酸化緩蝕劑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述，其特征在于該油井酸化緩蝕劑具有以下特點(diǎn)-(1)油井酸化緩蝕劑質(zhì)量濃度為0.4%時(shí)，在60。C，15。/。HCl環(huán)境中腐蝕4h，其腐蝕速率為0.70g/m2'h，緩蝕效率可達(dá)到99.39%。(2)油井酸化緩蝕劑在90°C,,15%HC1環(huán)境中腐蝕4h后，其腐蝕速率為1.44g/m2-h。(3)油井酸化緩蝕劑在60°C，15%HC1環(huán)境中腐蝕20h后，其腐蝕速率為0.42g/m2'h。全文摘要本發(fā)明涉及一種用于油井酸化緩蝕劑及其制備方法。其制備步驟為首先合成咪唑啉中間體，再與氯化芐進(jìn)行季銨化反應(yīng)，生成季銨鹽后與丙炔醇按質(zhì)量比3∶1復(fù)配制得。0.4％(質(zhì)量百分含量)的本緩蝕劑在15％HCl介質(zhì)中對(duì)N80碳鋼的腐蝕具有明顯的抑制作用。60℃下腐蝕4h的腐蝕速率為0.70g/m²·h，其緩蝕效率可達(dá)到99.39％；90℃下腐蝕4h的腐蝕速率為1.44g/m²·h，優(yōu)于中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5405-1996腐蝕評(píng)價(jià)指標(biāo)一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)(60℃時(shí)，一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)為2～3g/m²·h；90℃時(shí)，一級(jí)品標(biāo)準(zhǔn)為3～4g/m²·h)。文檔編號(hào)C07D233/06GK101565608SQ20091011333公開日2009年10月28日申請(qǐng)日期2009年5月25日優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日發(fā)明者楊軍勝,蕊盛,賈殿贈(zèng)申請(qǐng)人:新疆大學(xué)