[发明专利]一种水溶性含硫缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水溶性含硫缓蚀剂及其制备方法，该含硫缓蚀剂具有更强的吸附性，能够解决在高矿化度、高温、高流速和高酸性气体等恶劣工况条件下的腐蚀问题。经实验证明，在硫化氢和二氧化碳共存条件下、在硫化氢含量较高条件下、以及在二氧化碳分压较高条件下，本发明的含硫缓蚀剂具显示出优异的缓蚀效果。

技术领域

本发明属于石油加工技术领域，具体涉及一种水溶性含硫缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

近年来随着海上油田的不断开采，很多油田都进入了高含水开发的后期，由于水质矿化度较高，且伴有二氧化碳和硫化氢等酸性气体，致使许多管线和设备腐蚀严重，给油田的后期开采带来诸多困难和经济损失。例如，目前南海东部区域部分油田的含水量普遍在90％以上，流程温度在85℃以上，水质矿化度较高且二氧化碳等腐蚀性气体含量较多，给平台设施带来了较为严重的腐蚀管理风险。

针对油田管道腐蚀的措施有很多，如对管道进行涂层处理、阴极保护法、投加专用缓蚀剂等。投加缓蚀剂作为一种简单、有效、廉价的防护措施，在油田中的应用最为广泛。目前海上油田主要以有机缓蚀剂为主，有机缓蚀剂主要以氨基、亚氨基、炔醇基、硫代基及醛基等含氮、氧、硫的有机化合物组成的一类缓蚀剂。它们一般是由含N、P、O、S的极性基团与碳链和碳环非极性基团组成的结构较为复杂、分子量较大的化合物。咪唑啉型两性表面活性剂最早是1950年开发的，该类产品对硫化氢及二氧化碳腐蚀有很好的抑制作用，逐渐发展成油田使用的缓蚀剂产品。目前国内开发的咪唑啉缓蚀剂产品应用到油田现场时，普遍存在配伍性差和生产水排海含油高的问题。同时在油田上游至下游入单井、生产系统及海管腐蚀控制方面也存在较大差异，适应性不强。对于工况条件较为温和的油田，该类产品基本满足现场防护需求，但对于高矿化度(矿化度高于18000mg/L)、高温(温度90℃及以上)、高流速(1.8m/s及以上)和高酸性气体(主要是CO₂和H₂S气体)等的恶劣工况条件，该类产品就难以满足现场防护的需求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种水溶性含硫缓蚀剂及其制备方法，该含硫缓蚀剂具有更强的吸附性，能够解决在高矿化度、高温、高流速和高酸性气体等恶劣工况条件下的腐蚀问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种水溶性含硫缓蚀剂，按照下述步骤进行：

步骤一、将相应质量比例的硫脲和水溶性醇混合后加热升温配制出硫脲质量分数为25％的醇溶液。

步骤二、按照硫脲与咪唑啉的物质的量比(1～1.2)：1计算出咪唑啉的质量，然后将其加入到步骤一制备的硫脲的醇溶液中，并加入占投入物料总质量0.3％～0.5％的Al₂O₃做为催化剂，升温至120℃～150℃，反应2.0h得到含单咪唑啉环的含硫化合物；

步骤三、将步骤二所得产物温度降低至100℃，再加入与步骤二相同物质的量的咪唑啉，然后升温至120℃～150℃，反应2.0h得到含双咪唑啉环的含硫化合物；

步骤四、将步骤三得到的含双咪唑啉环的含硫化合物降温至60℃，按照质量比将含双咪唑啉环的含硫化合物：乙酸：分散剂：水＝(20％～40％)：(2％～8％)：(1％～10％)：(30％～55％)依次混合搅拌配制成缓蚀剂产品。

在上述技术方案中，在步骤一中，所述水溶性醇为乙二醇、聚乙二醇或丙三醇。

在上述技术方案中，在步骤一中，所述水溶性醇的沸点大于160℃。

在上述技术方案中，在步骤二和步骤三中，所述咪唑啉为支链含氨基的单咪唑啉。

在上述技术方案中，在步骤二和步骤三中，所述咪唑啉优选十一烷基咪唑啉、十五烷基咪唑啉、十七烷基咪唑啉、苯基咪唑啉、环烷基咪唑啉或十七烯基咪唑啉。