[发明专利]一种多苯基多环咪唑啉缓蚀剂

说明书

技术领域：

本发明涉及一种多苯基多环咪唑啉缓蚀剂，特别是一种对CO₂、H₂S酸性气体腐蚀有抑制作用的缓蚀剂，属油田化学剂设计技术领域。 

背景技术：

在我国大型酸性气田的开发过程中，井筒及地面管网腐蚀的防护是首要解决的重要问题。而引起井筒及地面金属管网腐蚀的主要原因是由于CO₂和H₂S等酸性气体溶于水后，解离出H⁺，通过氢去极化作用造成金属管材的腐蚀。由于CO₂水溶液具有比同等pH下盐酸更强的腐蚀性，而H₂S不仅对金属管材腐蚀作用明显，且腐蚀产生的氢对管材基体破坏性极强，常常导致硫化物应力开裂、氢诱发裂纹和氢鼓泡等，从而大大增强了酸性气体(CO₂、H₂S)对井筒及地面金属管网的腐蚀破坏速度与程度。 

现用的缓蚀剂大多是通过其在金属表面吸附形成吸附膜来抑制腐蚀，属吸附膜型缓蚀剂。如常用的单环咪唑啉缓蚀剂在金属管材表面的吸附仅属单齿配位表面配合物，其吸附能力不强且易发生脱吸附，不能有效阻止腐蚀介质与金属管材发生腐蚀反应。 

据此，本发明提供了一种多富电子苯环、多环咪唑啉(6个苯环、4个咪唑啉环)构成多吸附中心的新型缓蚀剂。该缓蚀剂在金属管材表面吸附可形成多核配位表面配合物，其自发吸附能力比单环咪唑啉强且不易脱吸附，同时该缓蚀剂还含有多个疏水基团，可以在金属管材表面形成吸附缓蚀剂疏水保 护膜，在酸性气体环境下，对井筒及地面管网金属管材起到更好的防腐作用。 

发明内容:

为了克服现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种多苯基多环咪唑啉缓蚀剂,通过其特有多富电子苯环、多环咪唑啉形成多核配位吸附型疏水缓蚀保护膜，克服现有单环咪唑啉缓蚀剂自发吸附能力不强且易脱吸附的不足，特别对CO₂、H₂S酸性气体腐蚀有抑制作用，使之更容易在金属表面吸附且不易发生脱吸附，从而更有效地抑制CO₂、H₂S等对井筒及地面管网金属管材的腐蚀。 

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的。 

(1)四环咪唑啉的制备 

用1.0G聚酰胺-胺与长链脂肪酸反应生成四环咪唑啉，其化学反应方程式如下： 

其中:长链脂肪酸为:RCOOH；R为：C₁₇H₃₃，C₁₅H₂₉，C₁₃H₂₅； 

(2)多苯基多环咪唑啉季铵盐的制备 

将氯化苄与四环咪唑啉季铵化反应，合成一种多苯基多环咪唑啉季铵盐，即本发明的多苯基多环咪唑啉缓蚀剂(MPMII)，其化学反应方程式如下： 

其中R为：C₁₇H₃₃，C₁₅H₂₉，C₁₃H₂₅。 

本发明与现有的技术相比，具有如下有益效果： 

1、在含饱和CO₂模拟地层水中加入200mg/L本发明的多苯基多环咪唑啉缓蚀剂，缓蚀率可达93％,高于相同加量的单环咪唑啉缓蚀剂SRH-02的缓蚀率。 

2、在H₂S动态腐蚀实验中，本发明的多苯基多环咪唑啉缓蚀剂的缓蚀率为81％，对H₂S腐蚀具有较强的抑制作用。 

3、有多个吸附中心。多苯基多环咪唑啉缓蚀剂(MPMII)加量不大于200mg/L时在金属表面吸附属单分子层吸附，吸附自由能ΔG＝-39.53kJ/mol，属于自发过程。 

4、本产品生产工艺简单，反应条件温和，产品使用方便，适用性广。 

附图说明：

图1为以N原子为中心吸附结构示意图。 

图2为以苯环为中心吸附结构示意图。 

具体实施方式：

下面结合具体实施例，对本发明作进一步说明。 

实施例1： 

1、1.0G聚酰胺-胺的制备