本发明涉及油气田开发技术领域，具体涉及一种缓蚀剂及其制备方法。
背景技术：
在油气田开采和储运过程中，金属设备和管道长遭受严重的腐蚀。腐蚀不仅造成巨大的经济损失，同时也可能导致严重的安全事故，成为困扰石油天然气行业发展的难题，因而受到越来越多的关注。目前，合理使用缓蚀剂已成为解决这一问题的一项经济而有效的技术手段。
目前，市面上缓蚀剂种类繁多，组成成分既有单一型也有复配型，为了满足油气田对缓蚀剂的多种性能要求，可以对现有的缓蚀剂进行复配，以获得能够满足现场防腐要求的缓蚀剂。针对油气田采出液的复杂特征：如含有各种矿物离子、有机杂质、细菌以及采出液呈酸性等特征，在研制缓蚀剂时就需要考虑缓蚀剂对各种矿物离子的反应能力；与有机杂质、细菌的相互影响；对酸腐蚀的抑制效果，同时也要考虑缓蚀剂各组分间的相互作用。
现阶段的缓蚀剂虽然具有较好的缓蚀性能，但也有不同的缺点。例如中国专利(cn102031528a)公开了用于油气田钢铁设备防腐缓蚀剂及其制备方法，该专利公开的缓蚀剂有粗喹啉盐基混合物、氨基碱金属化合物、氯代烷烃化合物反应后与乙醇配制而成，该缓蚀剂在制备过程中需要较高的温度(250℃)，而且还用到强碱性和腐蚀性的氨基钠或氨基钾。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种缓蚀剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种缓蚀剂，所述缓蚀剂包括咪唑啉季铵盐2-20重量份、无机卤化盐0.2-2重量份、壳聚糖衍生物6-14重量份；所述壳聚糖衍生物为缩水甘油基三乙基氯化铵改性壳聚糖或者缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖。
所述缓蚀剂通过壳聚糖衍生物为缩水甘油基三乙基氯化铵或者缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖与咪唑啉季铵盐的配合，使得缓蚀剂的缓蚀效果更好。
优选地，所述缩水甘油基三乙基氯化铵改性壳聚糖或者缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖的制备方法包括以下步骤：
(1)将壳聚糖在水中溶解，得到分散体系a；
(2)向分散体系a中加入缩水甘油基三乙基氯化铵或者缩水甘油基三丙基氯化铵，在50-65℃下搅拌反应18-24小时；
(3)将步骤(2)得到的产物在丙酮中沉淀后过滤，将得到的固体干燥，得到缩水甘油基三乙基氯化铵改性壳聚糖或者缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖；
其中，分散体系a中壳聚糖的浓度为50-120g/l，缩水甘油基三乙基氯化铵或者缩水甘油基三丙基氯化铵的用量为：壳聚糖重量的2-3倍。
优选地，所述缩水甘油基三乙基氯化铵改性壳聚糖或者缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖的制备方法的步骤(2)中的反应温度为50℃、55℃、58℃、62℃或者65℃。
优选地，分散体系a中壳聚糖的浓度可以选择50g/l、70g/l、80g/l、100g/l或者120g/l。
优选地，所述咪唑啉季铵盐为月桂酸咪唑啉季铵盐、十四烷酸咪唑啉季铵盐、十六烷酸咪唑啉季铵盐或者十八烷酸咪唑啉季铵盐。
优选地，所述缓蚀剂中咪唑啉季铵盐与壳聚糖衍生物的重量比为1:7、1:5、1:2、1:1、10:5或者10:3。
更优选地，所述缓蚀剂中咪唑啉季铵盐与所述壳聚糖衍生物的重量比为1:2-1:1。
优选地，所述无机卤化盐为碘化钾、溴化钠或者溴化钾。
优选地，所述缓蚀剂中所述无机卤化盐与所述壳聚糖衍生物的重量比为1-3:10。
本发明还提供一种上述任一缓蚀剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将壳聚糖在水中溶解，得到分散体系a，分散体系a中壳聚糖的浓度为50-120g/l；
(2)向分散体系a中加入缩水甘油基三乙基氯化铵或者缩水甘油基三丙基氯化铵，在50-65℃下搅拌反应18-24小时，缩水甘油基三乙基氯化铵或者缩水甘油基三丙基氯化铵的用量为：壳聚糖重量的2-3倍；
(3)将步骤(2)得到的产物在丙酮中沉淀后过滤，将得到的固体干燥，得到缩水甘油基三乙基氯化铵改性壳聚糖或者缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖；
(4)将步骤(3)得到的缩水甘油基三乙基氯化铵改性壳聚糖或者缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖、咪唑啉季铵盐、无机卤化盐按照重量比混合。
优选地，所述步骤(2)中的反应温度为50℃、55℃、58℃、62℃或者65℃。
优选地，分散体系a中壳聚糖的浓度为50g/l、70g/l、80g/l、100g/l或者120g/l。
本发明的有益效果在于：本发明提供了一种缓蚀剂及其制备方法，所述缓蚀剂通过壳聚糖衍生物为缩水甘油基三乙基氯化铵或者缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖与咪唑啉季铵盐的配合，使得缓蚀剂的缓蚀效果更好，本发明的缓释剂具有很好的缓蚀效果，且耐高温，在130-160℃下依然具有较好的缓蚀效果，本发明的缓蚀剂的制备方法简单，无需苛刻的条件，制备温度低。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，所述缓蚀剂包括十六烷酸咪唑啉季铵盐2重量份、碘化钾1重量份、缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖14重量份；
所述缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖的制备方法包括以下步骤：
(1)将壳聚糖在水中溶解，得到分散体系a，分散体系a中壳聚糖的浓度为100g/l；
(2)向分散体系a中加入缩水甘油基三丙基氯化铵，在62℃下搅拌反应20小时，缩水甘油基三乙基氯化铵的用量为：壳聚糖重量的2.5倍；
(3)将步骤(2)得到的产物在丙酮中沉淀后过滤，将得到的固体干燥，得到缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖。
实施例2
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例1的区别为：所述缓蚀剂包括十六烷酸咪唑啉季铵盐2.5重量份、碘化钾1重量份、缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖12.5重量份。
实施例3
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例1的区别为：所述缓蚀剂包括十六烷酸咪唑啉季铵盐7重量份、碘化钾1重量份、缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖14重量份。
实施例4
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例1的区别为：所述缓蚀剂包括十六烷酸咪唑啉季铵盐14重量份、碘化钾1重量份、缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖14重量份。
实施例5
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例1的区别为：所述缓蚀剂包括十六烷酸咪唑啉季铵盐20重量份、碘化钾1重量份、缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖10重量份。
实施例6
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例1的区别为：所述缓蚀剂包括十六烷酸咪唑啉季铵盐20重量份、碘化钾1重量份、缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖6重量份。
实施例7
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例1的区别为：所述缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖的制备方法的步骤(2)中的反应温度为50℃。
实施例8
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例1的区别为：所述缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖的制备方法的步骤(2)中的反应温度为55℃。
实施例9
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例1的区别为：所述缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖的制备方法的步骤(2)中的反应温度为58℃。
实施例10
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例1的区别为：所述缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖的制备方法的步骤(2)中的反应温度为65℃。
实施例11
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例3的区别为：所述缓蚀剂包括月桂酸咪唑啉季铵盐7重量份、碘化钾1重量份、缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖14重量份。
实施例12
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例3的区别为：所述缓蚀剂包括十四烷酸咪唑啉季铵盐7重量份、碘化钾1重量份、缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖14重量份。
实施例13
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例3的区别为：所述缓蚀剂包括十八烷酸咪唑啉季铵盐7重量份、碘化钾1重量份、缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖14重量份。
实施例14
作为本发明实施例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例3的区别为：所述缓蚀剂包括十六烷酸咪唑啉季铵盐2重量份、碘化钾1重量份、缩水甘油基三乙基氯化铵改性壳聚糖14重量份。
对比例1
作为本发明对比例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例3的区别为：所述缓蚀剂包括碘化钾1重量份、缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖14重量份。
对比例2
作为本发明对比例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例3的区别为：所述缓蚀剂包括十六烷酸咪唑啉季铵盐7重量份、碘化钾1重量份。
对比例3
作为本发明对比例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例3的区别为：所述缓蚀剂为十六烷酸咪唑啉季铵盐。
对比例4
作为本发明对比例的一种缓蚀剂，本实施例与实施例3的区别为：所述缓蚀剂为缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖。
实验例1
用失重法考察实施例1-14、对比例1-4的缓蚀剂的缓释性能。
无油封装的碳钢片浸于无水乙醇10min后用脱脂棉擦拭，冷风吹干后放入干燥器中干燥至恒重，精确称量到0.0001g。将碳钢片放入含有800mg/l缓蚀剂的1mol/l的硫酸液及空白硫酸液中，分别在70℃、120℃温度条件下测试时间为5h，70℃时腐蚀试验在恒温水浴锅中进行，高于120℃试验在高温、高压反应釜中进行。
腐蚀试验结束后，碳钢片经蒸馏水、无水乙醇擦拭后真空干燥至恒重，称重，根据碳钢片腐蚀前、后的质量数据及碳钢片的表面积计算缓蚀率(η)。结果如表1所示。
表1实施例1-14和对比例1-4的缓释剂的缓蚀效果。
由表1可知，实施例1-14、对比例1-4在温度70℃下具有较好的缓蚀效果，而且实施例的缓释效果比对比例的缓释效果好；
在130℃下和160℃下，实施例的缓释剂的缓释效果明显优于对比例的缓蚀剂；
通过比较实施例1-6的缓蚀剂在130℃下和160℃下的缓蚀效果，发现实施例3和实施例4的效果比其他的好，说明缓蚀剂中咪唑啉季铵盐与所述壳聚糖衍生物的重量比为1:2-1:1时缓释效果好；
通过比较实施例3、实施例7-10，实施例3和实施例10的效果好，说明缩水甘油基三乙基氯化铵改性壳聚糖或者缩水甘油基三丙基氯化铵改性壳聚糖的制备方法的步骤(2)中的反应温度为58℃-62℃时效果较好；
通过比较实施例3、实施例11-13，说明缓蚀剂中的咪唑啉季铵盐为十六烷酸咪唑啉季铵盐、十八烷酸咪唑啉季铵盐时，效果较好。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。