本發(fā)明涉及油田化學(xué)緩蝕劑防腐領(lǐng)域，具體涉及一種改性殼聚糖微球雙容器緩蝕劑的制備方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、二氧化碳(co2)腐蝕在油氣田開采中頻繁出現(xiàn)，特別是在深層含co2氣藏的開發(fā)和油田注co2強(qiáng)化開采工藝的應(yīng)用中，co2腐蝕問題變得尤為突出。這種腐蝕現(xiàn)象不僅會(huì)導(dǎo)致管道和設(shè)備的全面腐蝕和局部腐蝕，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)穿孔，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至可能引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。近年來，微/納米容器已經(jīng)發(fā)展成為極具創(chuàng)新性的緩蝕劑設(shè)計(jì)方法。然而很多容器存在功能單一、本身無緩蝕效果等問題，因此開發(fā)合成新型抗co2腐蝕性能優(yōu)異的ph響應(yīng)型雙容器負(fù)載體系對(duì)于油氣田二氧化碳腐蝕的防護(hù)具有極其重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種改性殼聚糖雙容器微球緩蝕劑的制備方法，本發(fā)明在天然多糖殼聚糖分子的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行改性，通過在殼聚糖分子鏈的部分氨基上引入環(huán)糊精的中間體以便制備雙容器體系，可實(shí)現(xiàn)在環(huán)糊精空腔以及微球內(nèi)部分別負(fù)載緩蝕劑，提高緩蝕劑的負(fù)載種類和數(shù)量。容器靶向運(yùn)輸至腐蝕區(qū)域，殼聚糖分子以及容器釋放出的緩蝕劑起協(xié)同緩蝕的作用，鋼表面形成更加致密的緩蝕劑膜，有效緩解腐蝕。將其應(yīng)用于油氣田防腐，可有效抑制油氣田面臨的co2腐蝕問題，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。本發(fā)明還提供其制備方法與應(yīng)用。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

3、一種改性殼聚糖微球雙容器緩蝕劑的制備方法，依次包括以下步驟：

4、(1)將苯并三氮唑(bta)溶于丙酮溶液中，混合攪拌至bta完全溶解。再將溶解后的溶液加入到含β-環(huán)糊精(β-cd)的水溶液的燒瓶中，恒溫?cái)嚢?h；

5、(2)將溶液抽濾并用去離子水清洗，收集干燥后得到中間產(chǎn)物；

6、(3)將步驟(2)所得的中間產(chǎn)物加入含氫氧化鈉溶液的燒瓶中，混合攪拌至完全溶解。然后將溶于乙腈的對(duì)甲苯磺酰氯的溶液逐滴加入到燒瓶中，恒溫?cái)嚢?h，停止攪拌，放置至室溫。

7、(4)將溶液抽濾并用去離子水清洗，收集干燥后得到中間產(chǎn)物；

8、(5)將殼聚糖和1-烯丙基咪唑加入到含有乙酸溶液的燒瓶中，混合攪拌至殼聚糖和1-烯丙基咪唑完全溶解。將步驟(4)所得的中間產(chǎn)物溶于dmf溶液中，混合攪拌至完全溶解。再將溶解后的溶液逐滴加入到燒瓶中，恒溫?cái)嚢?8-24h，停止加熱，冷卻至室溫；

9、(6)將步驟(5)所得的溶液逐滴加入到含有液體石蠟和span80的燒瓶中，恒溫機(jī)械攪拌下反應(yīng)2-2.5h。再將戊二醛溶液逐滴加入到燒瓶中，恒溫機(jī)械攪拌下反應(yīng)2-2.5h，停止加熱，冷卻至室溫；

10、(7)將步驟(6)所得的乳液離心，然后將離心產(chǎn)物用石油醚和異丙醇依次洗滌，收集干燥后得到改性殼聚糖雙容器微球緩蝕劑。

11、進(jìn)一步地，所述步驟(1)中的恒溫反應(yīng)溫度為50-60℃。

12、進(jìn)一步地，所述苯并三氮唑：β-環(huán)糊精：對(duì)甲苯磺酰氯：氫氧化鈉的摩爾比為(0.5-1):(0.5-1)：(0.5-1)：1。

13、進(jìn)一步地，所述步驟(3)中的恒溫反應(yīng)溫度為-2-0℃。

14、進(jìn)一步地，所述殼聚糖：1-烯丙基咪唑：中間產(chǎn)物的摩爾比為(5-5.5):(0.5-1)：1。

15、進(jìn)一步地，所述步驟(5)中的恒溫反應(yīng)溫度為95-100℃。

16、進(jìn)一步地，所述溶液：液體石蠟：戊二醛的體積比為(2.5-3):(9.5-10)：1。

17、進(jìn)一步地，所述步驟(6)中的恒溫反應(yīng)溫度為40-50℃。

18、現(xiàn)有的殼聚糖微球容器制備技術(shù)是直接引入交聯(lián)劑對(duì)殼聚糖分子鏈上的活性氨基進(jìn)行化學(xué)修飾，得到如殼聚糖席夫堿微球的單容器體系等。而本發(fā)明與之不同的是，在改性過程中，在殼聚糖的活性氨基上繼續(xù)引入第二個(gè)容器。首先合成負(fù)載bta的單-6-o-(對(duì)甲苯磺?；?-β-環(huán)糊精生成中間體，再通過對(duì)甲苯磺?；c氨基的反應(yīng)將環(huán)糊精引入到殼聚糖分子鏈上，然后借助乳化交聯(lián)法負(fù)載主劑1-烯丙基咪唑的同時(shí)制得雙容器負(fù)載體系。容器自動(dòng)定位腐蝕區(qū)域，釋放的緩蝕劑分子和殼聚糖分子結(jié)構(gòu)中的雜原子與金屬表面發(fā)生螯合作用，進(jìn)而形成一層保護(hù)膜以降低表面腐蝕程度。通過實(shí)驗(yàn)方法分析可知該雙容器緩蝕體系在二氧化碳飽和的氯化鈉溶液中表現(xiàn)出優(yōu)異的防腐蝕性能。

技術(shù)特征：

1.一種改性殼聚糖微球雙容器緩蝕劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性殼聚糖微球雙容器緩蝕劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中的恒溫反應(yīng)溫度為50-60℃。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性殼聚糖微球雙容器緩蝕劑的制備方法，其特征在于，所述苯并三氮唑：β-環(huán)糊精：對(duì)甲苯磺酰氯：氫氧化鈉的摩爾比為(0.5-1):(0.5-1)：(0.5-1)：1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性殼聚糖微球雙容器緩蝕劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中的恒溫反應(yīng)溫度為-2-0℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性殼聚糖微球雙容器緩蝕劑的制備方法，其特征在于，所述殼聚糖：1-烯丙基咪唑：中間產(chǎn)物的摩爾比為(5-5.5):(0.5-1)：1。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性殼聚糖微球雙容器緩蝕劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(5)中的恒溫反應(yīng)溫度為95-100℃。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性殼聚糖微球雙容器緩蝕劑的制備方法，其特征在于，所述溶液：液體石蠟：戊二醛的體積比為(2.5-3):(9.5-10)：1。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種改性殼聚糖微球雙容器緩蝕劑的制備方法，其特征在于，所述步驟(6)中的恒溫反應(yīng)溫度為40-50℃。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種改性殼聚糖雙容器微球緩蝕劑的制備方法，包括以下步驟：將苯并三氮唑溶于丙酮溶液中，攪拌至溶解后加入到含β?環(huán)糊精的水溶液的燒瓶，恒溫?cái)嚢?；反?yīng)結(jié)束后，抽濾并用去離子水清洗，干燥得到中間產(chǎn)物。將中間產(chǎn)物加入到含氫氧化鈉溶液的燒瓶，攪拌至溶解；然后將溶于乙腈的對(duì)甲苯磺酰氯的溶液逐滴加入到燒瓶中，恒溫?cái)嚢?；反?yīng)結(jié)束后，將溶液抽濾并用去離子水清洗，干燥另得到中間產(chǎn)物。再將殼聚糖和1?烯丙基咪唑加入到含有乙酸溶液的燒瓶中，攪拌至溶解；將中間產(chǎn)物溶于DMF溶液中，攪拌至溶解后逐滴加入到燒瓶中，恒溫?cái)嚢?；反?yīng)結(jié)束后，將溶液逐滴加入到含有液體石蠟和Span80的燒瓶中，恒溫機(jī)械攪拌。再將戊二醛溶液逐滴加入到燒瓶中，恒溫機(jī)械攪拌；反應(yīng)結(jié)束后，將所得的乳液離心，并用石油醚和異丙醇依次洗滌產(chǎn)物，收集干燥后得到改性殼聚糖雙容器微球緩蝕劑。本發(fā)明選用環(huán)境友好型的聚合物殼聚糖為原料，制備的緩蝕劑在CO<subgt;2</subgt;環(huán)境中具有卓越的防腐蝕性能，能夠保障管材和設(shè)備的長期穩(wěn)定運(yùn)行，在油氣田防腐領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景與應(yīng)用潛力。

技術(shù)研發(fā)人員：孫霜青,崔楠楠,王志坤,李春玲,王秀民,胡松青
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國石油大學(xué)（華東）
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10