[发明专利]一种聚曼尼希碱及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种聚曼尼希碱及其制备方法与应用。该聚曼尼希碱具有如下述式1所示的结构：式1，其中，n＝2‑4。所述聚曼尼希碱的制备方法包含以下步骤：将乙二胺、甲醛、苯酚或对烷基苯酚均匀混合，调节混合溶液pH值，回流反应后处理得到所述聚曼尼希碱。本发明还提供了一种聚曼尼希碱饱和COsubgt;2/subgt;盐水缓蚀剂，其包含上述的聚曼尼希碱。本发明还提供了一种上述聚曼尼希碱饱和COsubgt;2/subgt;盐水缓蚀剂在油田80‑120℃COsubgt;2/subgt;盐水腐蚀施工中的应用。本发明提供的聚曼尼希碱饱和COsubgt;2/subgt;盐水缓蚀剂具有耐高温、配伍性好、缓蚀性能优异和稳定性高等特点，成本低廉、方法简单、有利于规模化生产和推广使用，可广泛应用于饱和COsubgt;2/subgt;盐水缓蚀体系。

技术领域

本发明涉及油田盐水管道防腐施工技术领域，尤其涉及一种聚曼尼希碱及其制备方法与应用。

背景技术

随着注CO₂采油技术的推广使用，CO₂盐水腐蚀问题越来越引人关注。当注入油气井中CO₂的分压达到一定程度时，就会导致井下管柱腐蚀和失效，给石油天然气工业带来严重的经济损失。盐水易造成点蚀，最常见的是氯化钠的腐蚀。由于氯离子半径小，在介质中活性强，可优先选择性地吸附在钝化膜上取代之前吸附的氢氧根等离子，从而与金属形成可溶性氯化物而造成点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀等局部腐蚀。

目前，添加缓蚀剂是最经济有效的防腐措施。我国常用的缓蚀剂主要有咪唑啉类、曼尼希碱类、席夫碱类、以及吡啶及其衍生物类等，其中，曼尼希碱类(Mannich)因具有良好的缓蚀效果而被广泛应用于油田。曼尼希碱缓蚀剂的缓蚀机理是吸附理论，曼尼希碱因其含有大量N、O等具有孤对电子的原子，可以在Fe原子的d轨道上吸附成膜，从而改变金属表面电荷的状态以及金属在腐蚀介质中形成的双电层结构，降低腐蚀速率。但是，常见的曼尼希碱缓蚀剂主要为单、双曼尼希碱，其在复杂的油田腐蚀环境下很难达到预期效果。因此有必要开发一种更加高效、环保、现场适应性强的聚曼尼希碱缓蚀剂来解决CO₂盐水腐蚀问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种聚曼尼希碱及其制备方法与应用。该聚曼尼希碱表现出优异的耐高温、配伍性、稳定性和良好的缓蚀性能，可用作饱和CO₂盐水溶液中碳钢的腐蚀抑制剂。

为了达到上述目的，本发明提供了一种聚曼尼希碱，其化学结构如式1所示：

其中，n＝2-4。

本发明还提供了一种上述聚曼尼希碱的制备方法，其包括：

将乙二胺、甲醛、苯酚或对烷基苯酚按1:(0.5-2):(0.5-2)的物质的量之比均匀混合得到混合溶液，调节混合溶液的pH值并进行回流反应；

对反应产物采用减压蒸馏、丙酮沉淀的处理，抽滤、干燥后得到所述聚曼尼希碱。

在上述制备方法中，优选地，所述乙二胺、甲醛、苯酚的物质的量之比为1:2:1。

在上述制备方法中，优选地，所述混合溶液的pH值为9.5-10.5，更优选地，所述混合溶液的pH值为10。在具体实施方案中，可以采用NaOH和/或NaOH溶液调节混合溶液的pH值至9.5-10.5。

在上述制备方法中，优选地，所述回流反应的温度为80-100℃，更优选地，所述回流反应的温度为80℃。

在上述制备方法中，优选地，所述回流反应的时间为4-6小时，更优选地，所述回流反应的时间为5小时。

根据本发明的具体实施方案，上述制备方法获得聚曼尼希碱的产率大于95％。

本发明还提供了一种聚曼尼希碱饱和CO₂盐水缓蚀剂，其包含上述聚曼尼希碱。