[发明专利]一种咪唑啉复配缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复配缓蚀剂及其制备方法，更具体说，它涉及一种咪唑啉复配缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

缓蚀剂是一种在很低的浓度下，能抑制金属在腐蚀介质中的破坏过程的物质。在石油及天然气的开采过程中，现阶段常使用酸化压裂技术来提高采收率。酸化压裂技术是一项非常有效的增产措施，其原理是采用机械方法将盐酸、土酸或其它酸溶液注入地层，从而溶蚀渗流通道中的堵塞物质、地层裂缝内的堵塞物质和地层岩石中的某些组分，从而扩大油气通道，减小油流阻力，达到增产的目的。在酸化压裂技术应用过程中，强酸的注入同时会造成油气井管材及开采设备的腐蚀，有时还可能导致突发性破裂事故，造成严重经济损失，在酸液中添加酸化缓蚀剂是必不可少的防腐措施。

近年来，随着人们环保意识的加强，积极开发绿色高效缓蚀剂成为必然趋势。以亚麻籽油为原料合成咪唑啉类缓蚀剂已见文献报道《金属表面防护性涂层评价及缓蚀剂技术研究》，然而该文献中报道的亚麻籽油缓蚀剂纯化过程十分复杂，且单一的亚麻籽油缓蚀剂缓蚀效率不高，不利于工业化应用。而复配型缓蚀剂缓蚀效果一般高于单一组分缓蚀剂，因此，研制一种绿色环保且高效率的复配型缓蚀剂具有重要经济意义和社会意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种成本低，环保性好的适用于强酸性腐蚀介质的咪唑啉复配缓蚀剂及其制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。这种咪唑啉复配缓蚀剂，由脲基亚麻籽油咪唑啉季铵盐、六亚甲基四胺、钼酸钠和异丙醇组成，其质量分数分别为：脲基亚麻籽油咪唑啉季铵盐55%-65%、六亚甲基四胺5%-10%、钼酸钠5%-10%、异丙醇20%-35%，各组份百分含量之和为100%；所述脲基亚麻籽油咪唑啉季铵盐的分子结构式为：

其中R包括R1、R2、R3和R4；

这种咪唑啉复配缓蚀剂的应用，按照每100g腐蚀介质中含有0.1–1g复配型缓蚀剂的比例，将复配型缓蚀剂添加到腐蚀介质中。

作为优选：所述的腐蚀介质为强酸性腐蚀介质。

作为优选：所述的腐蚀介质为质量分数5%-20%HCl水溶液。

作为优选：所述的腐蚀介质为质量分数6%-12%HCl+1%-5%HF水溶液。

这种咪唑啉复配缓蚀剂的制备方法，包括以下几个步骤：

步骤一：脲基亚麻籽油咪唑啉季铵盐的制备；

按摩尔比例1:1–1:3的亚麻籽油和三乙烯四胺溶于二甲苯溶剂，每摩尔亚麻籽油加入二甲苯体积为20–40ml，混合均匀后在氮气保护下缓慢加热到100-150℃，加入甲醇钠催化剂，在磁力搅拌条件下反应3–4小时，所述的催化剂的加入量为每摩尔亚麻籽油中加入0.1–0.5g，反应结束后升温至180-220℃，采用分水器使得二甲苯循环使用，至得到理论产量的水，所得产物为亚麻籽油咪唑啉；

接着降温至110-160℃，按摩尔比例1:0.5–1:1.2将硫脲缓慢加入至上述产物中，在机械搅拌条件下冷凝回流6–8h，得到脲基亚麻籽油咪唑啉产物。再次降温至70-100℃，按摩尔比例1:0.8–1:2将氯乙酸钠缓慢加入至产物中，在机械搅拌条件下冷凝回流7–10h，得到最终产物脲基亚麻籽油咪唑啉季铵盐；

反应方程式为：

R包括R1、R2、R3和R4；

所述的脲基亚麻籽油咪唑啉季铵盐缓蚀剂为粘稠的黄色油状液体，微溶于水，纯度为50–90%；

步骤二：复配型缓蚀剂的制备；

将脲基亚麻籽油咪唑啉季铵盐、六亚甲基四胺、钼酸钠和异丙醇按其质量分数分别为55%-65%、5%-10%、5%-10%和20%-35%进行混合，各组份百分含量之和为100%，即得到复配型缓蚀剂。

本发明的有益效果是：

1.各原料来源广泛且亚麻籽油为绿色植物油，具有环境友好性；

2.使用的多元胺为三乙烯四胺，活性较二乙烯三胺更高；

3.合成的最终产物脲基亚麻籽油咪唑啉季铵盐缓蚀剂不需要纯化处理，副产物对缓蚀效率基本无影响；

4.单纯的脲基亚麻籽油咪唑啉季铵盐水溶性并不好，与异丙醇复配明显提高其溶解性与分散性；

5.脲基亚麻籽油咪唑啉季铵盐与钼酸钠复配可有效抑制金属材料的点蚀；