[发明专利]一种含全氟烷基双子咪唑啉及其制备和应用

说明书

本发明提供一种含全氟烷基双子咪唑啉，其结构如式(I)所示：其中，R_f1和R_t2均为全氟烷基；R_f1＝C_nF_2n+1，R_f2＝C_mF_2m+1，m和n分别独立地选自3～21的整数。所述含全氟烷基双子咪唑啉将全氟烷基引入到双子咪唑啉化合物中，该系列化合物可以耐受更高的温度而保持缓蚀效果，同时，由于分子内疏水端增加氟原子，使得该化合物的疏水端的疏水性能更强，也增强了其耐盐性能和缓蚀性能，可应用于油田油水输送管线和钻井防锈，本发明制备方法具有原料易得，易于工业化的优点。

技术领域

本发明属于有机合成化工技术领域，具体涉及一种含全氟烷基双子咪唑啉及其制备和应用。

背景技术

随着我国石油开采技术的发展，油气资源开发挖潜过程中遇到了一些关于增产增注、油水分离、含油污水减排新问题，如：化学驱、稠油热采、CO₂驱等采出液油水分离、污水处理、设备腐蚀结垢控制难度增加难题；深水油气藏开发中的超高温、超临界CO₂混相流体腐蚀和硫化氢控制难题；中低渗油田降压、减阻、增注难题；高凝、高粘原油集输难题；CO₂驱防气窜封堵难题以及高含水油田大孔道封堵。

在新的生产工艺下，超高温、超高CO₂浓度、高H₂S浓度导致的腐蚀，严重影响了油田的生产挖潜。而缓蚀剂作为一种有效的减缓油管及设备腐蚀的防护手段，近些年来得到了越来越多的关注和使用。由于传统的缓蚀剂对于环境变化比较敏感，高温、高盐以及低pH值等苛刻环境会使普通缓蚀剂的成分发生变化，导致缓蚀剂失效，不能减缓油水管线的腐蚀甚至加剧腐蚀。因此，提供一种能够在恶劣的环境下延缓油水输送管线及设备腐蚀的缓蚀剂是十分必要的。

咪唑啉是一种常用的缓蚀剂，无毒、无刺激性气味，对人体及周围环境没有危害，属于环境友好型缓蚀剂。由于其独特的分子结构，咪唑啉缓蚀剂对于碳钢、合金钢、黄铜、铝、铝合金等具有优良的缓蚀性能，在硫酸、盐酸、磷酸、柠檬酸等各种酸性介质中均可起到良好的缓蚀作用，尤其对H₂S、CO₂腐蚀具有较好的抑制作用，因而在酸洗、水处理、石油工业、防锈包装中具有广泛的应用。

双子咪唑啉及其衍生物是近几年来发展迅速的一种新型的防锈剂，它有两个(或两个以上)亲水基和两个(或两个以上)疏水基及一个间隔基团联结构成，这种特殊的分子结构使其能更好的吸附在金属表面。同时，双子咪唑啉型防锈剂能够在较低的浓度下更持久、更有效地抑制腐蚀。研究表明，在相同的浓度下，双子咪唑啉的缓蚀效率是常规咪唑啉的2倍以上，这使得其在石油化工、抑制金属腐蚀等领域具有很高的应用价值。

但是，目前咪唑啉或双子咪唑啉类缓蚀剂由于分子内含有烃基，比较容易高温高二氧化碳环境下失效。本发明提供了一种新方法，保障缓蚀剂在高温、超高CO₂浓度、高H₂S浓度等恶劣工况条件下的应用。

发明内容

鉴于上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种含全氟烷基双子咪唑啉化合物、其制备方法，以及上述含全氟烷基双子咪唑啉化合物和制备方法在缓蚀剂领域的应用。本发明提供的含全氟烷基双子咪唑啉化合物，由于全氟烷基的引入，使得含全氟烷基双子咪唑啉化合物可以耐受更高的温度而保持缓蚀效果，同时，由于分子内疏水端增加氟原子，使得该化合物的疏水端的疏水性能更强，也增强了其耐盐性能和缓蚀性能。

本发明第一方面提供了一种含全氟烷基双子咪唑啉，其结构如式(I)所示：