[发明专利]一种硫脲基改性咪唑啉衍生物缓蚀剂及其制备方法和用途

说明书

一种硫脲基改性衍生物咪唑啉缓蚀剂，其结构通式为：，其中R为具有硫脲基的支链。本发明提供了一种硫脲基改性咪唑啉缓蚀剂作为润滑油添加剂，由于该添加剂中的苯硼酸并未酯化形成硼酸酯，故不存在硼酸酯水解稳定性差的问题，具有超高的水解稳定性，很好地克服了传统硼酸酯类添加剂易水解的缺点。

技术领域

本发明属于油气田缓蚀剂有机化合物技术领域，尤其涉及一种硫脲基改性咪唑啉衍生物缓蚀剂及其制备方法和用途。

背景技术

石油和天然气开采与加工行业历来腐蚀较为严重。在油气田生产过程中，酸性气体二氧化碳(CO₂)、硫化氢(H₂S)和水会伴随天然气的产出而存在。这些H₂S、CO₂气体，常会混着水蒸气通过油气的开采、输运等方式进入到集输系统。目前国内外油气田所采用的油气管线及其他设备多采用钢铁制作，钢铁设备抗腐蚀性较差，溶于水后的CO₂、H₂S酸性气体会促进钢铁设备发生不同形式的电化学腐蚀破坏。油气开采及储存运输设备的腐蚀不仅会影响生产造成巨大经济损失，还严重威胁着油田的安全，因此采取防腐措施十分必要。

近年来，人们采取了各种各样的防腐措施，包括系统加药、管线清洗、管线更换修复等。实践表明，在H₂S、CO₂腐蚀防护中，采用加入缓蚀剂保护时，整个系统中凡是与介质接触的金属体均可受到保护，且缓蚀剂一次性投资成本比较低，防护工艺简单。因此，缓蚀剂广泛应用于石油天然气行业的各个领域，在石油天然气领域发挥着非常重要的作用。

目前国内外使用的油气田缓蚀剂大多是吸附型缓蚀剂，主要缓蚀成分是有机物，如丙炔醇类、有机胺类、咪唑啉类、季铵盐类等等。由于咪唑啉类缓蚀剂毒性低故使用广泛。专利CN201310524689.3公布了一种水溶性咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成方法，其不足之处在于其供电子基较少，成膜性差，实际应用中易出现点蚀。专利CN201310150090.8公布一种适用于氨法脱硫制硫酸铵系统中碳钢腐蚀的缓蚀剂，其中咪唑啉季铵盐缓蚀剂在使用时需要与硫脲衍生物和有机胺进行复配，复配步骤繁琐。

目前为止，大多数发明专利都是针对CO₂型腐蚀，其对H₂S为主导的腐蚀并不能良好适用。因此针对这种情况，发明出一种硫脲基改性咪唑啉衍生物以达到抗H₂S腐蚀的目的。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明的目的是提供一种油气田用的具有抗H₂S腐蚀能力的水溶性硫脲基改性咪唑啉衍生物缓蚀剂。

本发明的另一目的是提供该硫脲基改性咪唑啉衍生物缓蚀剂的制备方法。

本发明的第三个目的是提供该硫脲基改性咪唑啉作为油气田集输管道设备防腐剂的应用。

为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种硫脲基改性咪唑啉衍生物缓蚀剂，其结构通式为：

其中R为具有硫脲基的支链。

为了进一步改进技术方案，本发明所述R为

为了进一步改进技术方案，本发明所述R为

为了进一步改进技术方案，本发明所述R为

一种硫脲基改性咪唑啉衍生物缓蚀剂的制备方法，其制备步骤为：S1,将苯甲酸和二乙烯三胺反应得到咪唑啉中间体,其化学反应式如下：

S2,咪唑啉中间体与氯化苄反应得到咪唑啉季铵盐，其化学反应式如下：

S3,咪唑啉季铵盐与硫脲或苯基硫脲反应得到该水溶性硫脲基咪唑啉衍生物，其化学反应式如下：