本发明涉及曼尼希碱缓蚀剂,具体涉及一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂的制备方法及其应用。
1、随着油田开发进入中后期,油井套管损坏成为制约油田降本增效的主要影响因素。在井下复杂的流体介质及温压条件下,随着油气井开采时间的延长,管套及油管等金属材质的生产管柱都一定会出现不同程度的腐蚀,严重的会导致油井管套变形,穿孔,引发重大安全事故及经济损失。
2、缓蚀剂是一种以适量浓度存在于腐蚀性介质(环境)中时,能有很大效果预防或减缓腐蚀的一种化学剂。这种化学剂通常是一种或几种化合物的混合物。一般来说,缓蚀剂是一种能够在金属表面其防护作用的物质,其通常是通过在金属表明产生一层保护膜来起到防护作用的,同时缓蚀剂的加入还能使金属的力学性能、物理性能保持不变,且几乎不会对介质(环境)造成负面影响。由于向介质(环境)中添加缓蚀剂这种方法使用效果好、经济效益高、药品用量小等优点,已成为防腐技术中最常用的方法之一。尤其在油气田工业中,缓蚀剂已成为主要防护手段之一。
3、曼尼希碱中含有极性基团,可以与金属的空d轨道配位,在金属表明产生吸附,从而在金属-介质(环境)界面上形成一层保护膜,阻止或减缓相应的电化学腐蚀,保护金属表面不受腐蚀,所以曼尼希碱通常是一种吸附型缓蚀剂。但现有的曼尼希碱缓蚀剂都存在高温下吸附性较弱的特点。双曼尼希碱含有比单曼尼希碱更多的活性位点,可以在金属表面产生更强烈的吸附,有希望能够解决曼尼希碱缓蚀剂在金属表面吸附困难的难题。
1、为了克服上述现存技术的缺点,本发明的目的是提供一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂及其制备方法和应用,抑制金属在各种复杂条件下的腐蚀问题。
2、区别于现存技术,上述技术方案提供了一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂,其结构如式1所示:
5、本发明公开的如式1所示的双曼尼希碱,含有c=o和两个c-n键,能够最终靠配位键与金属的空d轨道形成强烈地配位作用,从而使双曼尼希碱分子与金属之间紧密结合,形成牢固的吸附膜,阻隔腐蚀性粒子与金属表面的接触,从而抑制金属腐蚀,对金属的防腐效果好。
7、在反应瓶中加入胺类化合物和有机溶剂,充分溶解后加入催化剂调节溶液的ph值至2-10;
8、加热溶液至55-85℃,再加入甲醛类化合物、羰基化合物,然后保温反应5-9h;反应结束,除去有机溶剂得到所述油田用双曼尼希碱缓蚀剂,其中,所述胺类化合物、甲醛类化合物和羰基化合物的摩尔比为1-1.2:0.5:1-1.2。
9、本发明的双曼尼希碱缓蚀剂采用上述制备方法,反应条件温和,易于分离。同时,制备的双曼尼希碱缓蚀剂不要进一步分离和提纯,可直接加入到腐蚀性介质中,按照石业标准sy/t5405-2019《酸化用缓蚀剂性能测试方法及评价指标》对制得的双曼尼希碱进行缓蚀性能评价。
10、本发明制备的双曼尼希碱缓蚀剂可应用于工业冷却水、酸洗、油气井酸化等领域。
11、进一步,所述羰基化合物为下列中的一种或两种以上的混合:丙酮、环己酮和苯乙酮。本发明选用的羰基化合物化学结构相对比较简单,且c=o双键两侧连接的碳原子上的氢活泼性适中,易于脱除。
12、进一步,所述胺类化合物为乙醇胺或二乙醇胺。由于乙醇胺或二乙醇胺可提供活性位点且反应活性适中,便于控制反应速度;同时乙醇胺或二乙醇胺还拥有非常良好溶解性,成本低,易于采购,后处理方便等优点。
13、进一步,所述甲醛类化合物为下列中的一种:多聚甲醛、甲醛、能够分解出甲醛的化合物;所述能够分解出甲醛的化合物为下列中的一种:六次甲基四胺、酚醛树脂、脲醛树脂。所述能够分解出甲醛的化合物不仅没有甲醛的刺激性气味,但又同时能够发挥甲醛的作用,能代替甲醛参与曼尼希反应。
15、进一步,所述除去有机溶剂的具体操作为:使用旋转蒸发仪在60-85℃下除去有机溶剂。
16、进一步,所述催化剂为下列中的一种:浓度为10%的浓盐酸、浓度为5mol/l的氢氧化钠水溶液。
17、本发明还公开所述油田用双曼尼希碱缓蚀剂的应用,所述油田用双曼尼希碱缓蚀剂作为抑制金属腐蚀的缓蚀剂应用。
18、本发明的有益效果为:针对目前现有曼尼希碱缓蚀剂吸附效果低的技术问题,本发明制备的双曼尼希碱,因含有c=o和两个c-n键,能够最终靠配位键与金属的空d轨道形成强烈地配位作用,从而使双曼尼希碱分子与金属之间紧密结合,形成牢固的吸附膜,阻隔腐蚀性粒子与金属表面的接触,从而有效抑制金属腐蚀。
19、本发明的双曼尼希碱缓蚀剂既具有优良的缓蚀效果,也拥有非常良好的酸溶性,能满足压裂酸化的缓蚀要求,可适用于油井管套中作为缓蚀剂,大大延长油井管套的常规使用的寿命。同时,本发明的双曼尼希碱缓蚀剂的制备反应条件温和,易于分离,可应用于工业冷却水、酸洗、油气井酸化等领域。
2.根据权利要求1所述的一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂的制备方法,其特征是:其包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂的制备方法,其特征是:所述羰基化合物为下列中的一种或两种以上的混合:丙酮、环己酉同或苯乙酉同。
4.根据权利要求2所述的一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂的制备方法,其特征是:所述胺类化合物为乙醇胺或二乙醇胺。
5.根据权利要求2所述的一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂的制备方法,其特征是:所述甲醛类化合物为下列中的一种:多聚甲醛、甲醛、能够分解出甲醛的化合物;所述能够分解出甲醛的化合物为下列中的一种:六次甲基四胺、酚醛树脂、脲醛树脂。
6.根据权利要求2所述的一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂的制备方法,其特征是:所述有机溶剂为下列中的一种:无水乙醇、无水甲醇、或醋酸。
7.根据权利要求2所述的一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂的制备方法,其特征是:所述除去有机溶剂的具体操作为:使用旋转蒸发仪在60-85℃下除去有机溶剂。
8.根据权利要求2所述的一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂的制备方法,其特征是:所述催化剂为下列中的一种:浓盐酸、氢氧化钠水溶液。
9.根据权利要求1所述的一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂的应用,其特征是:所述油田用双曼尼希碱缓蚀剂作为抑制金属腐蚀的缓蚀剂应用。
本发明涉及一种油田用双曼尼希碱缓蚀剂及其制备方法,所述制备方法有以下步骤:在反应瓶中加入胺类化合物和有机溶剂,充分溶解后加入催化剂调节溶液的pH值至2‑10;加热溶液至55‑85℃,再加入甲醛类化合物、羰基化合物,然后保温反应5‑9h;反应结束,除去有机溶剂得到所述油田用双曼尼希碱缓蚀剂。本发明的双曼尼希碱缓蚀剂既具有优良的缓蚀效果,也拥有非常良好的酸溶性,能满足压裂酸化的缓蚀要求,可适用于油井管套中作为缓蚀剂,大大延长油井管套的常规使用的寿命。同时,本发明的双曼尼希碱缓蚀剂的制备反应条件温和,易于分离,可应用于工业冷却水、酸洗、油气井酸化等领域。
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