[发明专利]一种咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业水处理与环保领域，特别涉及一种咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

近年来，我国陆地油田已有相当一部分进入注水开采中、后期，需要利用酸化的技术措施为油气井增产、注水井增注；同时随着酸液浓度的提高及深井开采的出现,腐蚀问题变得更为严重。同时，油田井综合含水量不断增高，产出水矿化度高、同时伴有大量的侵蚀性物质，可能会造成施工设备、油气井管材和井下金属工具的表面坑蚀、氧脆及失重腐烛，有时还可能导致井下管材突发性破裂事故发生，造成严重经济损失；针对这些腐蚀，快捷有效的方法是添加缓蚀剂以减缓金属的腐蚀。但是由于油气田污水成分复杂，单一缓蚀剂的效果不佳，很难满足实际的需要，实际中绝大多数是多种缓蚀剂复配使用；而现有的很多复配缓蚀剂，不仅合成时间长无形中增加了动力消耗的成本，而且用量大，具有一定毒性，性能不稳定，无法在实际生产中广泛应用。因此，制备出一种能快速吸附于金属表面并形成保护膜的缓蚀剂，是油田开采领域迫切需要解决的问题之一。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供了一种咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂及其制备方法，只需要较少量的缓蚀剂，就可以达到更好的缓蚀效果，而且制备工艺环保无污染，原料简单易得，且生产成本低。

对此，本发明的技术方案为：一种咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂，所述咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂为悬浮液，其包含的组分及其重量百分比为：咪唑啉季铵盐10～30％，Fe₃O₄颗粒0.01～0.1％，表面改性剂1～10％，葡萄糖酸钠5～15％，余量为水。

采用此技术方案，利用磁性Fe₃O₄颗粒快速的吸附在金属表面并形成吸附膜，大大降低金属表面与腐蚀介质的接触，有效缩短缓蚀剂起作用的时间，同时减少缓蚀剂用量，大大提高了缓蚀效率；同时，通过葡萄糖酸钠与咪唑啉季铵盐进行复配，利用各复配物质间协同作用提高缓蚀剂的缓蚀效率，这种缓蚀效果的提高并不是缓蚀剂效果简单加和，而是相互促进，即实现了1+1≥2的效果。

进一步优选的，所述Fe₃O₄颗粒先加入到水中进行分散，然后加入表面改性剂，进行搅拌，反应得到表面改性的Fe₃O₄悬浮液；再向表面改性的Fe₃O₄悬浮液中加入咪唑啉季铵盐及葡萄碳酸钠，混合均匀制备得到所述咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂。

上述技术方案中，所述Fe₃O₄颗粒与表面改性剂之间发生反应，表面改性剂对Fe₃O₄颗粒的表面进行化学包覆处理，使得Fe₃O₄颗粒不易团聚，并形成悬浮液。

实际上，在酸性环境下，Fe₃O₄是不稳定的，Fe₃O₄会和酸反应失去磁性，从而不具备形成吸附膜的功能，但是本发明的技术方案克服了Fe₃O₄会和酸发生反应而失去磁性这种技术难点和偏见，采用此技术方案，形成了以Fe₃O₄为核，表面改性剂包覆在Fe₃O₄表面，使得Fe₃O₄仍具有磁性，同时，葡萄糖酸钠和咪唑啉季铵盐又能和表面改性剂产生分子间作用力而吸附在Fe₃O₄的周围，这样在使得磁性Fe₃O₄颗粒能快速的吸附在金属表面的同时，葡萄糖酸钠能阻止金属表面形成氧化膜，咪唑啉季铵盐在金属表面形成稳定吸附膜，各组分同时起作用，大大降低金属表面与腐蚀介质的接触，有效缩短缓蚀剂起作用的时间，可以起到更好的缓蚀效果。

作为本发明的进一步改进，所述咪唑啉季铵盐复配型缓蚀剂包含了表面改性的Fe₃O₄悬浮液，其包含的组分及其重量百分比为：咪唑啉季铵盐15～25％，Fe₃O₄颗粒0.02～0.06％，表面改性剂2～6％，葡萄糖酸钠6～10％，余量为水。

作为本发明的进一步改进，所述Fe₃O₄颗粒的粒径为1～200nm。