含Cr油管用酸化缓蚀剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及化工技术领域，尤其涉及一种含Cr油管用酸化缓蚀剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]酸化是指将酸液注入地层，将堵塞油、气、水路的腐蚀产物粘土类物质等腐蚀溶除，以恢复或增加地层渗透率，是油气田增产增注的重要措施之一。酸化过程中所使用的酸液主要为盐酸，其对管线和设备有严重的腐蚀。因此，在油井酸化时，使用有效的缓蚀剂是必不可少的。
[0003]在高温模拟环境下，采用普通碳钢高温酸化缓蚀剂对含Cr管材进行酸化时，试样局部腐蚀严重，腐蚀速率远远超出了 SY-T5405-1996酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标的要求，试样表面有大面积金属脱落，说明普通碳钢用酸化缓蚀剂对含Cr管材不能起到很好的缓蚀作用。
[0004]国外常采用向酸液中加入锑盐、亚铜盐或炔醇来抑制酸化过程中含Cr管材的腐蚀，但其对环境污染较大，而且价格偏高，另外锑盐和亚铜盐的加入会造成缓蚀剂在酸液中析出，影响酸化操作。现有技术中，申请号为200710178677.4的中国专利文献报道了一种用于含Cr油管的高温酸化缓蚀剂，主剂A组成按照重量份为:25?35份喹啉季铵盐或喹啉衍生物季铵盐，5?10份碘化钾和40?60份有机溶剂；助剂B组成按重量份为:30?50份曼尼希碱，15?35份丙炔醇，5?15份氯化铬和20?35份甲醛；使用时按重量份A:B=2?1.5:1。但是，该高温酸化缓蚀剂中碘化钾的加入导致缓蚀剂成本很高；同时，该高温酸化缓蚀剂引入了重金属离子铬离子和丙炔醇，毒性较大，对环境污染严重。因此，本发明人考虑，提供一种成本和毒性均较低的含Cr油管用酸化缓蚀剂及其制备方法，解决盐酸对含Cr油管在高温下的酸化腐蚀问题。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题在于提供一种含Cr油管用酸化缓蚀剂及其制备方法，解决盐酸对含Cr油管在高温下的酸化腐蚀问题，该含Cr油管用酸化缓蚀剂毒性较低，降低了成本。
[0006]有鉴于此，本发明提供了一种含Cr油管用酸化缓蚀剂，由以下组分制备:
[0007]8?16重量份曼尼希碱、2?12重量份三氯化铝和72?90重量份溶剂。
[0008]优选的，所述曼尼希碱为β -苯胺基苯丙酮。
[0009]优选的，所述曼尼希碱由苯胺、苯乙酮和甲醛反应生产。
[0010]优选的，所述溶剂为N，N- 二甲基甲酰胺或N，N- 二甲基乙酰胺。
[0011]优选的，本发明的含Cr油管用酸化缓蚀剂由以下组分制备:10?15重量份曼尼希碱、5?12重量份三氯化铝和80?90重量份溶剂。
[0012]相应的，本发明还提供一种含Cr油管用酸化缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤:
[0013]将8?16重量份曼尼希碱、2?12重量份三氯化铝和72?90重量份溶剂混合，加热，反应后得到含Cr油管用酸化缓蚀剂。
[0014]优选的，所述加热的温度为60°C。
[0015]优选的，所述反应在搅拌条件下进行。
[0016]优选的，所述曼尼希碱为β -苯胺基苯丙酮。
[0017]优选的，所述溶剂为N，N- 二甲基甲酰胺或N，N- 二甲基乙酰胺。
[0018]本发明提供了一种含Cr油管用酸化缓蚀剂及其制备方法，该含Cr油管用酸化缓蚀剂由以下组分制备:8?16重量份曼尼希碱、2?12重量份三氯化铝和72?90重量份溶剂。本发明采用的曼尼希碱在低温下是优异的13Cr钢缓蚀剂，通过将曼尼希碱与三氯化铝结合使用，从而使曼尼希碱与铝离子反应生成环状螯合物。由于该螯合物在高温下具有很好的吸附性能，能在13Cr钢表面形成一层致密牢固的缓蚀剂膜，从而起到很好的缓蚀效果。与现有技术相比，本发明提供的含Cr油管用酸化缓蚀剂无需采用重金属离子铬离子和丙炔醇，毒性较低；另一方面，该含Cr油管用酸化缓蚀剂无需采用碘化钾，从而降低了成本。实验结果表明，本发明制备的含Cr油管用酸化缓蚀剂在15%盐酸介质中，在90°C和120°C对超级13Cr的缓蚀均符合酸化标准要求，根据SY/T5405-1996酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标，该酸化缓蚀剂在120°C以下腐蚀速率均低于20g/m2.h，达到一级标准要求，解决了含Cr管材在高温油井的酸化腐蚀问题，显著降低缓蚀剂的成本和毒性。
【具体实施方式】
[0019]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
[0020]本发明实施例公开了一种含Cr油管用酸化缓蚀剂，其由以下组分制备:8?16重量份曼尼希碱、2?12重量份三氯化铝和72?90重量份溶剂。
[0021]上述曼尼希碱优选为苯胺基苯丙酮。对于所述苯胺基苯丙酮，本发明特别限制，可以采用市购的β_苯胺基苯丙酮，也可以采用本领域技术人员熟知的方法制备。更优选的，所述曼尼希碱可以采用如下方法制备:将苯胺、苯乙酮和甲醛反应生产。其生产过程具体为:向反应容器中加入1.0摩尔苯胺，利用36.5wt%的盐酸调节pH值为3，再加入
1.0摩尔苯乙酮，滴加1.1摩尔甲醛溶液，升温回流反应6小时，降温即得β -苯胺基苯丙酮。
[0022]本发明的关键之处在于将曼尼希碱与三氯化铝结合使用，极大提高了曼尼希碱在高温下对13Cr钢的缓蚀效果。由于曼尼希碱在低温下是优异的13Cr钢缓蚀剂，当其与铝离子反应后生成环状螯合物，该螯合物在高温下具有很好的吸附性能，能在13Cr钢表面形成一层致密牢固的缓蚀剂膜，从而起到很好的缓蚀效果。
[0023]按照本发明，所述溶剂优选为N，N- 二甲基甲酰胺或N，N- 二甲基乙酰胺。
[0024]在本发明中，所述Cr油管用酸化缓蚀剂优选由以下组分制备:10?15重量份曼尼希碱、5?12重量份三氯化铝和80?90重量份溶剂；更优选的，由以下组分制备:12?14重量份曼尼希碱、6?10重量份三氯化铝和82?88重量份溶剂。
[0025]相应的，本发明还提供一种上述含Cr油管用酸化缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤:将8?16重量份曼尼希碱、2?12重量份三氯化铝和72?90重量份溶剂混合，加热，反应后得到含Cr油管用酸化缓蚀剂。
[0026]上述曼尼希碱优选为苯胺基苯丙酮。对于所述苯胺基苯丙酮，本发明特别限制，可以采用市购的β -苯胺基苯丙酮，也可以采用本领域技术人员熟知的方法制备。更优选的，所述曼尼希碱可以采用如下方法制备:将苯胺、苯乙酮和甲醛反应生产。所述溶剂优选为N，N- 二甲基甲酰胺或N，N- 二甲基乙酰胺。
[0027]在制备含Cr油管用酸化缓蚀剂过程中，加料后开始搅拌混合，所述加热的温度优选为60°C ;所述反应在搅拌条件下进行，搅拌至反应原料中的固体完全溶解，同时，本发明对于搅拌的速率并无特别限制；搅拌后降温，得到含Cr油管用酸化缓蚀剂。
[0028]本发明中，β -苯胺基苯丙酮在低温下是优异的13Cr钢缓蚀剂，当其与铝离子反应后生成环状螯合物，该螯合物在高温下具有很好的吸附性能，能在13Cr钢表面形成一层致密牢固的缓蚀剂膜，从而起到很好的缓蚀效果。
[0029]本发明提供的含Cr油管用酸化缓蚀剂无需采用重金属离子铬离子和丙炔醇，毒性较低；另一方面，该含Cr油管用酸化缓蚀剂无需采用碘化钾，从而降低了成本。实验结果表明，本发明制备的含Cr油管用酸化缓蚀剂在15%盐酸介质中，在90°C和120°C对超级13Cr的缓蚀均符合酸化标准要求，根据SY/T5405-1996酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标，该酸化缓蚀剂在120°C以下腐蚀速率均低于20g/m2.h，达到一级标准要求，解决了含Cr管材在高温油井的酸化腐蚀问题，显著降低缓蚀剂的成本和毒性。
[0030]为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
[0031]本发明实施例采用的化学试剂均为市购化学纯试剂。实施例根据SY/T5405-1996酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标进行，采用试样为市购的超级13Cr不锈钢，酸化液为15%盐酸水溶液。
[0032]实施例1
[0033]制备曼尼希碱:向反应容器中加入100摩尔苯胺，用36.5wt%的盐酸调节pH值为3，再加入100摩尔苯乙酮，滴加110摩尔甲醛溶液，升温回流反应6小时，降温即得曼尼希碱。
[0034]向反应釜中加入8公斤上述制备的曼尼希碱，90公斤N，N-二甲基甲酰胺和2公斤三氯化铝，搅拌、加热至60°C，搅拌至固体完全溶解，即得缓蚀剂(配方I)。
[0035]按照SY/T5405-1996标准对缓蚀剂配方I的缓蚀性能进行测定，15%盐酸水溶液中加入1%的该缓蚀剂后，90°C下13Cr钢的腐蚀速率为3.28g/m2.h。
[0036]实施例2
[0037]制备曼尼希碱:向反应容器中加入100摩尔苯胺，用36.5wt%的盐酸调节pH值为3，再加入100摩尔苯乙酮，滴加110摩尔甲醛溶液，升温回流反应6小时，降温即得曼尼希碱。
[0038]向反应釜中加入8