[发明专利]复配型二氧化碳缓蚀剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种碳钢材料在CO₂环境中的缓蚀剂防腐技术，特别涉及利用咪唑啉类缓蚀剂及其衍生物（其中疏水基碳链长度C11-17）、脂肪胺及其衍生物（C12-18）、松香胺等有机化合物与硫脲、十二烷基磺酸钠之间的缓蚀协同效应，通过复配得到高效缓蚀剂，从而有效抑制CO₂腐蚀体系中碳钢材料的腐蚀。

背景技术

CO₂腐蚀是油气生产中遇到的最普遍的一种侵蚀形式，在使用碳钢和低碳钢的场合，它可能导致较高的腐蚀速率和严重的局部腐蚀，在油气的开采过程中，由于石油和天然气中含有CO₂，对井下管柱造成腐蚀。CO₂腐蚀最典型的特征是呈现局部的点蚀、轮癣状腐蚀和台面状坑蚀。其中，台面状坑蚀是腐蚀过程最严重的一种情况，这种腐蚀的穿孔率很高.通常腐蚀速率可以达到3mm/a～7mm/a，从而使油气井管柱的使用寿命下降至6～18个月，给油田生产造成巨大的经济损失，同时也造成一定的环境污染。

目前，抑制CO₂腐蚀的技术大致有：采用耐蚀合金，设备或管道的内外侧涂覆防腐层，加注缓蚀剂等。实践表明，加注缓蚀剂是一种成本低廉、行之有效且易于实施的方法，特别适用于控制油气井管柱与地面集输管道的内腐蚀。含氮的化合物如咪唑啉在CO₂腐蚀环境下具有优良的缓蚀性能，并且毒性小，因此得到了广泛应用。

缓蚀剂的协同效应是指一种缓蚀剂的性能由于其它物质（或缓蚀剂）的加入而得到改善的现象。这种缓蚀效果的提高，并不是两组分的简单加和，而是互相促进，即1+1>2。因此利用协同效应，可以有效地提高缓蚀剂的缓蚀效率，减少缓蚀剂的使用量。

工业中实际应用的缓蚀剂，大部分是利用协同效应由多种物质复配而成的。比如在盐酸、硫酸、磷酸等无机强酸体系中应用的缓蚀剂，多是由几种物质复配而得。在CO₂体系中，之前主要利用了咪唑啉类缓蚀剂与硫脲之间的缓蚀协同效应。除了硫脲之外，本发明还涉及到十二烷基磺酸钠的缓蚀增效作用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供多种缓蚀剂的复配组合，利用咪唑啉类缓蚀剂及其衍生物（其中疏水基碳链长度C11-17）、脂肪胺及其衍生物（C12-18）、松香胺等有机化合物与硫脲、十二烷基磺酸钠之间的缓蚀协同效应，通过复配得到高效缓蚀剂。

本发明采用的技术方案是将咪唑啉类缓蚀剂及其衍生物（其中疏水基碳链长度C11-17）、脂肪胺及其衍生物（C12-18）、松香胺等有机化合物与硫脲、十二烷基磺酸钠中的一种或者两种进行复配。复配组合中，各物质的质量比为：有机化合物10%～50%（最佳比例20%～30%），硫脲2%～10%（最佳比例3%～7%），十二烷基磺酸钠5%～10%，余量为水。其中有机化合物为咪唑啉类缓蚀剂或其衍生物（其中疏水基碳链长度C11-17）、脂肪胺或其衍生物（C12-18）、或松香胺。

复配型二氧化碳缓蚀剂，其特征在于：有机化合物与硫脲、十二烷基磺酸钠中的一种或者两种进行复配，其中，各物质的质量比为：有机化合物10%～50%，硫脲2%～10%，十二烷基磺酸钠5%～10%，余量为水；其中有机化合物为咪唑啉类缓蚀剂或其衍生物、脂肪胺或其衍生物、或松香胺。

进一步，复配型二氧化碳缓蚀剂，其特征在于：有机化合物20%～30%，硫脲3%～7%，十二烷基磺酸钠5%～10%；

进一步，复配型二氧化碳缓蚀剂，其特征在于：咪唑啉类缓蚀剂或其衍生物的疏水基碳链长度为C11-17。

进一步，复配型二氧化碳缓蚀剂，其特征在于：脂肪胺或其衍生物的碳链长度为C12-18。

本发明的有益效果在于：利用上述有机化合物与硫脲、十二烷基磺酸钠之间的缓蚀协同效应，通过复配得到高效缓蚀剂。复配缓蚀剂在碳钢表面的吸附层更加致密，从而提高了缓蚀剂在CO₂腐蚀体系中对碳钢材料的缓蚀作用，并有效减少了缓蚀剂的用量。同时，对开发高效复合缓蚀剂具有重要的指导意义。本发明可以用于油气田防止CO₂的腐蚀。

附图说明：

图1为本发明实施例3中Q235钢在添加不同缓蚀剂的CO₂饱和盐水中测得的Nyquist图谱。

具体实施方式：

实施例1：