[发明专利]一种高温酸化缓蚀增效剂及其制备方法和缓蚀组合物

说明书

本申请涉及油田开发技术领域，具体涉及一种高温酸化缓蚀增效剂及其制备方法和缓蚀组合物。本申请通过设计新型的分子结构，合成了一种具有表面活性的新型高温酸化缓蚀增效剂，该缓蚀增效剂既可以以吸附层的方式吸附在金属表面对金属材质的管道、设备等起到缓蚀作用，又可以作为表面活性剂对缓蚀主剂起到增强缓蚀效果的作用；并且，将本申请设计并制备获得的缓蚀增效剂与作为缓蚀主剂的壳聚糖进行复配，增加了壳聚糖的溶解性，提高壳聚糖的吸附缓蚀效果，耐温性好；此外，增效剂和壳聚糖均具有很好的降解性，并且降解后的小分子对环境无污染，是更加绿色环保的油田化学品。

技术领域

本申请涉及油田开发技术领域，具体涉及一种高温酸化缓蚀增效剂及其制备方法和缓蚀组合物。

背景技术

在三次采油施工过程中，酸液的加入使得管道、储罐及各种金属设备遭到严重的腐蚀，不仅会造成巨大的经济损失，同时也可能导致严重的安全事故。而缓蚀剂在防止腐蚀方面起到了关键性的作用。

现在市面上的缓蚀剂，多为单一组分或者多种组分复配而成，并以醛酮胺缩合物、咪唑啉衍生物、喹唑啉季铵盐为主缓蚀剂，甲醛、炔醇等为增效剂。然而，上述工业生产中常用的缓蚀主剂和增效剂的毒性较大，对环境危害性高，因此急需研制绿色环保型缓蚀剂。

壳聚糖是甲壳素N-脱乙酰基化得到的产物，是一种绿色天然高分子材料。并且研究发现，壳聚糖由于具有大量的游离基团和带有孤对电子的杂原子，使其能够在金属表面形成吸附层，进而对金属起到缓蚀作用。然而，壳聚糖由于分子内氢键较多，致使其溶解性较差，进而导致其缓蚀起效慢且效果弱，并且其耐温性差，大大限制了其应用。

现有技术中通常采用对壳聚糖进行化学改性的方法，以增强壳聚糖的缓蚀效果，例如专利CN111748048A。然而，对某一材料进行化学改性的方向过多，制备过程复杂，工作量大，且效果未知。而现有技术中还未能够从设计缓蚀增效剂的角度出发，获得缓蚀效果好的绿色环保型油田添加剂。

发明内容

为了解决上述问题，本申请从设计并合成新型分子结构的角度出发，提供了一种在高温下仍具有很好缓蚀效果的绿色环保型油田添加剂。

一方面，本申请提供了一种高温酸化缓蚀增效剂，所述高温酸化缓蚀增效剂具有如式(I)所示的结构：

其中，R₁是C原子数为6～10的取代基，R₂是C原子数为8～12的取代基。

本申请提供的具有上述分子结构的高温酸化缓蚀增效剂，在烷基酚的分子上引入了取代叔胺基结构和葡萄糖结构，其中，具有长碳链的R₁和R₂基团，可表现出亲油性，而胺基和葡萄糖基团可表现为亲水性，因此上述高温酸化缓蚀增效剂具有一定的表面活性。

并且，其分子中的N原子和较多的O原子能够通过提供孤对电子与金属表面的金属离子形成配位键，进而吸附在金属表面，而亲油的一端在另一侧，分子整体以吸附层的方式对金属起到缓蚀作用。即本申请提供的缓蚀增效剂在单独使用时能够显示出缓蚀作用，并由于其具有的表面活性作用，还可以作为增效剂，对缓蚀主剂起到增强缓蚀效果的作用。

此外，上述缓蚀增效剂还具有很好的降解性，降解后的小分子对环境无污染，是更加绿色环保的油田添加剂。

在一种实施方式中，R₁和R₂两可供选择的取代基，可以是饱和烃基，例如烷烃基，也可以是不饱和烃基，例如烯烃基、取代烷基苯基等，还可以在取代基的某个碳原子上连接羟基-OH、羧基-COOH等，其中，R₁和R₂优选为烃基，更优选为饱和烷基烃。

进一步地，R₁是C原子数为6～10的饱和直链烷基，R₂是C原子数为8～12的饱和直链烷基。