[发明专利]耐腐蚀组合物及其官能流体

说明书

本发明涉及耐腐蚀组合物及其在官能流体中的应用。更具体地说，本发明涉及耐腐蚀组合物在含水水力流体中的应用。

应用水基官能流体的体系通常存在由于金属元件腐蚀而产生的问题。腐蚀现象出现在亚铁型金属以及其它金属上。通常的作法是在官能流体中选用缓蚀剂以便解决这些腐蚀问题。

当将缓蚀剂用于官能流体时，缓蚀剂会产生降低该流体稳定性的作用。官能流体的不稳定性可以被描述为流体的组分相互分离，例如分散体系出现分层离析现象。必须注意到平衡耐腐蚀性与流体稳定性之间的关系。在硬水含量范围大于100PPM的地区流体稳定性是一个特别棘手的问题。通常用于官能流体的水是由有待使用官能流体的系统周围地区提供的。举例来说，用于采矿应用的流体通常采用矿井内的水来配制。这种水的硬度很高，有时高于200PPm。

必要的是在不破坏流体稳定性的条件下选用缓蚀剂以免系统内的金属被腐蚀。特别必要的是提供能够在硬水中发挥作用的缓蚀剂。

本发明提供一种组合物，其中含有：

（A）至少一种二元羧酸或酐，或者二元羧酸或酐的铵盐或金属盐;以及

（B）至少一种下列通式所示的化合物

式中R₂、R₃、R₄和R₅各自分别代表氢、烷基、羟基烷基、聚羟基烷基、聚烷氧基烷基或羟基聚烷氧基烷基，R₁为烃基。在另一实施方案中，组合物包括（C）至少一种下式所示的酸，或者这种酸的铵盐或金属盐：

式中R₆、R₇、R₈和R₉各自分别为氢或烃基，n为数值1～10左右;

（D）至少一种由至少一种大约含8～28个碳原子的烷基或烯基琥珀酸或酐与至少一种链烷醇胺衍生的酯盐;

或者（C）与（D）的混合物。

在一个实施方案中，提供了耐硬水缓蚀剂。而在另一个实施方案中则提供了适用于深井采矿应用领域的官能流体。

由于上述化合物与方法可以有所改变，所以本发明当然并不仅限于这类特定的化合物与方法。本文所用的术语仅供描述具体实施方案之用而并非试图限定本发明的范围。

用于说明书及权利要求书的单数形式“一种”以及“这类”在无其它明确说明的情况下包括复数形式。因此，举例来说，“一种二元羧酸”包括酸的混合物在内，“噁唑啉”包括这类噁唑啉的混合物在内。

“烃基”一词包括烃基以及基本上属于烃基的基团。基本上属于烃基的基团包含不会改变该基团的主要的烃特性的非烃取代基。

烃基的实例如下所示：

（1）烃取代基即脂族（例如烷基或烯基），脂环族（例如环烷基、环烯基）取代基，芳族、脂族和脂环族取代的芳族取代基以及其中环是通过分子中的另一部分而形成的环状取代基（举例来说，任何两个所述取代基都可以共同形成脂环基）;

（2）被取代的烃取代基，即含有不会使烃取代基产生明显变化的非烃基团的取代基，这类非烃基团为本领域技术人员所了解，例如卤素，尤其是氯和氟，羟基、烷氧基、巯基、烷基巯基、硝基、亚硝基、次硫酸基等;

（3）杂取代基，即在主要具备烃特性的同时在由碳原子组成的环或链上还含有非碳原子的取代基。对于本领域的普通技术人员来说适宜的杂原子是显而易见的，例如它们包括，硫、氧、氮，这类取代基有如吡啶基、呋喃基、噻吩基、咪唑基等。一般情况下，相对于烃基中每10个碳原子的非烃取代基数目不多于2左右，以不多于1为佳。典型情况下，烃基中不存在这类非烃取代基。所以，烃基为纯粹的烃基。

组分（A）

本发明的二元羧酸或酐为饱和或不饱和的脂族或芳族酸或酐。饱和脂族二元羧酸或酐以含有4～大约24个碳原子为佳，以含有大约6～18个碳原子为更佳。在确定二元羧酸或酐的碳原子数时，包括羧基上的碳原子在内。举例来说，十二双酸具有十二个碳原子。在一个实施方案中，本发明的饱和脂族二元羧酸或酐为α-、ω-二元羧酸或酐。饱和脂族二元羧酸或酐的实例包括己二酸、庚二酸、辛二酸、十二双酸和癸二酸或酐。适用的二元羧酸为十二双酸。

不饱和脂族二元羧酸或酐以含有约8～28个碳原子为佳，以含有约12～26个碳原子为更佳，以含有约16～22个碳原子为最佳。不饱和脂族二元羧酸或酐的实例为辛烯二酸、癸烯二酸、十二碳烯二酸、十六碳烯二酸和十八碳烯二酸或酐。