油田用咪唑啉类有机缓蚀剂专利技术演化分析

摘要：通过国内外专利大数据分析，对杂环类缓蚀剂的专利技术进行归纳总结，对咪唑啉缓蚀剂的
技术演化进行了系统梳理，进而指出了咪唑啉类缓蚀剂的发展方向，以期对油田用有机缓蚀剂的产业发
展提供有价值的参考。
关键词：咪唑啉；有机缓蚀剂；专利；油田
中图分类号：TG174.42
文献标识码：A
文章编号：1003-5168（2019）06-0053-03
现缓蚀作用。 不过从技术发展的角度来看（见图 1），杂环类缓蚀剂
虽然历史悠久，但只有咪唑啉类缓蚀剂得到了持续发展 且逐渐成了杂环类缓蚀剂的主流。作为杂环类缓蚀剂的 主要类型，咪唑啉类缓蚀剂在过去 70 年间共申请 98 件专 利，且申请量基本上没有出现间断，进入 2010 年以来，咪 唑啉缓蚀剂的申请量飞速上涨；而其他种类的杂环类缓 蚀剂虽然在 20 世纪七八十年代已经出现，但此后的很长 一段时间内申请量出现停滞。从申请量上看，咪唑啉缓 蚀剂的发展实际上经过了两个发展阶段：1949—2009 年， 咪唑啉缓蚀剂基本维持在每年 1 件的申请，进入 2010 年 后，咪唑啉类缓蚀剂的申请有较大增长。可见咪唑啉类 缓蚀剂是杂环类缓蚀剂的主要技术分支，是目前以及今 后研发的重点所在。
Abstract: Through big data analysis on the global patents related to heterocyclic corrosion inhibitor ap⁃ plied in oil field, the paper made a conclusion about the patent technology distribution and evolution of the het⁃ erocyclic inhibitor especially imidazolines. It aimed to provide valuable references for the industrial devel⁃ opemt.
3 咪唑啉类缓蚀剂的技术演化
从内容上来看，咪唑啉类缓蚀剂经历了不同的技术 演化阶段。
收稿日期：2019-1-1 作者简介：陈委涛（1990—），男，硕士，研究实习员，研究方向：油田化学领域发明专利的实质审查；强虹（1990—）， 女，硕士，研究实习员，研究方向：高分子化学领域发明专利的专利审查（等同于第一作者）。
2 杂环类有机缓蚀剂的主要技术分支
有机缓蚀剂的种类众多，从不同技术的申请量上看， 有机缓蚀剂主要集中在杂环类、醛酮类、有机膦酸类以及 不同缓蚀剂之间的复配这四大类，其中，杂环类缓蚀剂是 技术研发的重点［2］。杂环类有机缓蚀剂化合物包括了咪 唑类及其盐、喹啉类及其盐、嘧啶类及其盐、苯丙三氮唑 及其衍生物等［3，4］，它们能够与金属表面作用，生成一层 致密的难溶保护膜从而实现金属与腐蚀介质的隔离而实
目前有机缓蚀剂已经成为油气田设备的最佳防护措施之一1本文通过国内外专利大数据分析对杂环类缓蚀剂的专利技术进行归纳总结对咪唑啉缓蚀剂的技术演化进行了系统梳理进而指出了咪唑啉类缓蚀剂的发展方向以期对油田用有机缓蚀剂的产业发展咪唑啉类有机缓蚀剂专利技术演化分析
陈委涛 强 虹
（国家知识产权局专利局专利审查协作四川中心，四川 成都 610213）
Key words: imidazoline; organic corrosion inhibitor;patent;oil field
1 引言
在石油天然气勘探开发过程中，腐蚀历来是困扰行 业发展的难题之一。目前有机缓蚀剂已经成为油气田设 备的最佳防护措施之一［1］，本文通过国内外专利大数据 分析，对杂环类缓蚀剂的专利技术进行归纳总结，对咪唑 啉缓蚀剂的技术演化进行了系统梳理，进而指出了咪唑 啉类缓蚀剂的发展方向，以期对油田用有机缓蚀剂的产 业发展提供有价值的参考。
HENANKEJI·ZHISHICHANQUAN 2019 年 2 月（下） 53
河南科技 · 知识产权
表 1 杂环类缓蚀剂各分支专利申请年份分布情况
年份 1949 1970 1971 1972 1978 1986 1987 1990 1992 1993 1994 1996 1998 1999 2000 2002 2005 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
咪唑啉 2 1 1 1
1 1 2 2 1 4 3 1 1 1
1 1 3 6 10 5 12 9 12 13 4
喹碄 吡啶 嘧啶
1 1
1
1 2
1
1
1
1
1
2
1
4
4
2
1
2
1
3 3
苯丙三氧唑 1
3
3.1 长侧链咪唑啉 早期的咪唑啉缓蚀剂主要是利用不同的有机羧酸如 油酸、硬脂酸等和多胺（如三乙烯四胺）等合成，其整体特 征为对咪唑环上氮原子或者对 2 号位上的碳原子取代基 的改进，从而获得更大的分子结构如（长烷基侧链）和更 多的吸附中心（如氨基、酰胺基），以此增加沉淀膜的附着 面积从而增加缓蚀效果。如 1949 年 Petrolite 公司的专利 申请 US2466517 中公布的咪唑啉缓蚀剂，其将咪唑啉环 上的氮原子与不同的含氨基长链相连如 1-胺丙基-2-十 九烷咪唑啉，这些长碳链以及氮原子上的含氨基长链均 能增加咪唑啉缓蚀剂的附着面积。 3.2 咪唑啉季铵盐 由于阳离子的吸附作用，科技人员也将咪唑啉环上 的氮原子季铵化，通过极性的增强从而增加金属表面吸 附膜的稳定性，提高了高温条件下缓蚀效果。如 1997 年 专利 CN1163301A 公开了以环烷酸咪唑啉二酰胺聚氧乙 烯醚为原料，经季铵化反应后得到一种水溶性极好的环 烷酸咪唑啉二酰胺聚氧乙烯醚季铵盐阳离子酸化缓蚀 剂，这种缓蚀剂与常规药剂（如炔醇、醛类）相比具有用量 少、水溶性好、缓蚀率高等优点，0.5%~1%的用量可以使
Patent Technology Evolution Analysis on Imidazolines Corrosion Inhibitor Applied in Oil Field
CHEN Weitao QIANG Hong
(Patent Examination Cooperation Sichuan Center of the Patent Office，CNIPA，Sichuan Chengdu 610213）