CN104404531A - 一种复配型无磷水溶性缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复配型无磷水溶性缓蚀剂及其制备方法，所述缓蚀剂由以下质量百分比的组分制备而成：咪唑啉衍生物10-40％；吡啶类衍生物5-35％；有机胺5-20％；醇类1-10％；醛类1-10％；溶剂5-30％；所述咪唑啉类衍生物为乙烯酸咪唑啉季铵盐；所述呲啶类衍生物为2-氨基呲啶双季铵盐。所述有机胺类为乙二胺、己二胺、环己胺、苯胺中的一种或者两种以上任意比例组合的混合物。本发明的缓蚀产品符合行业内缓蚀率大于85％的要求，而且产品性能稳定，其中缓蚀剂C可以达到99.15％的缓蚀率效果。

Description

一种复配型无磷水溶性缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及氨态氮检测领域，具体涉及一种复配型无磷水溶性缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

近年来，原油逐渐重质化、劣质化日益严重，而石油产品却不断地要求轻质化和清洁化，增加了原油加工的难度。加工工艺的进步，使加工手段趋向于高温、高压、复杂化，腐蚀问题日益凸显。原油中含有的硫、氮、氯、氧及金属元素构成的有机及无机杂质化合物，在炼厂的高温、高压的加工过程中会分解成硫化氢、硫酸、盐酸、碳酸、氨和氰化物等腐蚀性物质，导致设备、管道等减薄、穿孔、开裂，给炼厂的安稳运行带来极大的安全隐患。除了在关键部位换用耐腐蚀刚才外，使用缓蚀剂是重要的防腐蚀手段。

许多物质都可以作为缓蚀剂。无机化合物中，能够在金属表面形成钝化膜的物质和在金属表面形成致密难溶膜的物质；在有机化合物中，含有未配对电子的元素，如氧、氮、硫的物质和含有极性基团，如氨基、醛基、羧基、羟基、巯基等的化合物及其衍生物，都可以作为缓蚀剂。

缓蚀剂的作用机理比较复杂。化学观点中常见的一种是中和流体中的酸性物质而预防腐蚀的中和缓蚀剂；另一种是在石油化工行业中应用石油最多的、最普遍的有机成膜缓蚀剂。

咪唑啉类衍生物极性基团在金属表面形成保护膜，基团上N基与金属结合不仅牢固，而且均匀，形成的保护膜具有较强的安定性；同时非极性烷基在保护膜外层生成的油膜具有复杂的侧链，可有效阻止水的浸入，具有保护金属表面极性保护膜的作用。特殊的双层膜结构有效抑制流体腐蚀。吡啶类衍生物与脂肪季铵盐型聚阳离子相比，具有更强的杀菌与吸附微生物的性能，并且对盐酸及土酸缓蚀性能较好，同时兼具优良的抗硫化氢腐蚀性。咪唑啉衍生物与吡啶类衍生物具有良好的协同效应，不仅针对硫、氯存在产生硫化氢+盐酸+水腐蚀具有抑制作用，而且能够有效缓解塔顶系统的露点与气相腐蚀。

目前国内外关于复配型缓蚀剂的专利很多，其缓蚀性能也各有千秋。如CN1111683A公开了一种主要由多元醇磷酸酯、磺酸盐、锌盐、多乙烯多胺和助溶剂复配而成的金属缓蚀剂。该缓蚀剂在pH＝6～7范围内缓蚀效果较好，在强酸作用下缓蚀效果降低而失去保护作用，且含有磷元素，对环境造成污染。CN103937528A公开的一种水溶性复合缓蚀剂，主要成分包括吡啶类衍生物、甲基苯并三氮唑、有机胺、溶剂，该缓蚀剂只适用于常减压等炼油装置。CN102732894A公开了一种由，该缓蚀剂在硫化氢-盐酸-水酸性腐蚀体系用应用时，需要加入中和缓蚀剂调节腐蚀介质pH为6.0±0.1后使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种复配型无磷水溶性缓蚀剂及其制备方法，利用复配组分之间的协同与加和效应，克服了上述缓蚀剂pH使用范围限制，应用范围局限，对环境易造成威胁等缺点。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种复配型无磷水溶性缓蚀剂，由以下质量百分比的组分制备而成：

咪唑啉衍生物  10-40％；

吡啶类衍生物  5-35％；

有机胺  5-20％；

醇类  1-10％；

醛类  1-10％；

溶剂  5-30％；

所述咪唑啉类衍生物为乙烯酸咪唑啉季铵盐；所述吡啶类衍生物为2-氨基吡啶双季铵盐。

所述有机胺类为乙二胺、己二胺、环己胺、苯胺中的一种或者两种以上任意比例组合的混合物。

所述的醇类为丙二醇、丙三醇、丙烯醇中的一种或者两种以上任意比例组合的混合物。

所述的醛类为甲醛、乙醛中的至少一种。

所述溶剂为甲醇、异丙醇、水中的一种或者两种以上任意比例组合的混合物

上述的一种复配型无磷水溶性缓蚀剂通过以下步骤制备而成：

S1、取适量乙酸与二乙烯三胺反应得到咪唑啉中间体；

S2、取适量2-氨基吡啶咪唑啉及步骤S1所得的咪唑啉中间体分别与苄氯反应得到咪唑啉季铵盐和吡啶双季铵盐；

S3、将步骤S2所得的咪唑啉季铵盐与吡啶季铵盐按照一定比例混合后，加入复配物，即得成品。

其中，所述步骤S1中乙酸和二乙烯三胺的摩尔比为1∶1.0-1.5。

其中，所述步骤S2中咪唑啉中间体与所述苄氯的摩尔比为1∶1.0-1.6。

其中，所述步骤S2中2-氨基吡啶与所述苄氯的摩尔比为1∶3-6。

其中，所述步骤S1中乙酸与二乙烯三胺的摩尔比为1∶1.1；所述步骤S2中咪唑啉中间体与所述的苄氯摩尔比为1∶1.2；所述步骤S2中2-氨基吡啶与所述苄氯的摩尔比为1∶4。

本发明具有以下有益效果：

本发明的缓蚀产品符合行业内缓蚀率大于85％的要求，而且产品性能稳定，其中缓蚀剂C可以达到99.15％的缓蚀率效果。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

按质量百分比取35％咪唑啉季铵盐、25％吡啶双季铵盐、10％乙二胺、5％丙烯醇、3％甲醛、22％甲醇与去离子水的混合物搅拌均匀，得复配型无磷水溶性缓蚀剂A。

实施例2

按质量百分比取25％咪唑啉季铵盐、30％吡啶双季铵盐、5％乙二胺与己二胺的混合物、10％丙二醇与丙烯醇混合物、5％甲醛与乙醛的混合物、25％去离子水与甲醇的混合物搅拌均匀，得复配型无磷水溶性缓蚀剂B。

实施例3

按质量百分比取15％咪唑啉季铵盐、35％吡啶双季铵盐、10％乙二胺、10％丙烯醇、5％甲醛、25％去离子水与甲醇的混合物搅拌均匀，得复配型无磷水溶性缓蚀剂C。

性能测试

将实施例1-3制得的缓蚀剂A、B、C采用行业内通用的缓蚀率试验方法(重量法)进行评价。

试验中所用钢材为20钢(2mm*25mm*50mm)，试片用240#～1500#的水磨砂纸打磨，用无水乙醇去污。

将得到的复配型缓蚀剂A、B、C分别按照每100g5％HCl与5％H₂SO₄的混合溶液中加入复配型缓蚀剂0.003g的比重加入到5％HCl与5％H₂SO₄的混合溶液中，并在加入及未加入复配型缓蚀剂的5％HCl与5％H₂SO₄液中均放置碳钢试片，在100℃浸泡5h后进行清洗并称重，同条件下测试试片失重的量来计算缓蚀剂的缓蚀率，结果以质量百分数表示，试验结果见表1：

表1实施例缓蚀剂产品性能测试对比结果

注：m1为未加腐蚀液之前的质量；m2为腐蚀之后的质量；Δm为腐蚀前后的质量差；

结果如表1所示，加入缓蚀剂后，碳钢失重明显减小，说明缓蚀剂具有优异的缓蚀效果。

本发明实施例的缓蚀产品符合行业内缓蚀率大于85％的要求，而且产品性能稳定，其中缓蚀剂C可以达到99.15％的缓蚀率效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种复配型无磷水溶性缓蚀剂，其特征在于，由以下质量百分比的组分制备而成：

咪唑啉衍生物 10-40％；

吡啶类衍生物 5-35％；

有机胺 5-20％；

醇类 1-10％；

醛类 1-10％；

溶剂 5-30％；

所述咪唑啉类衍生物为乙烯酸咪唑啉季铵盐；所述吡啶类衍生物为2-氨基吡啶双季铵盐。

2.根据权利要求1所述的一种复配型水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述有机胺类为乙二胺、己二胺、环己胺、苯胺中的一种或者两种以上任意比例组合的混合物。

3.根据权利要求1所述的一种复配型水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述的醇类为丙二醇、丙三醇、丙烯醇中的一种或者两种以上任意比例组合的混合物。

4.根据权利要求1所述的一种复配型水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述的醛类为甲醛、乙醛中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种复配型水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述溶剂为甲醇、异丙醇、水中的一种或者两种以上任意比例组合的混合物。

6.一种复配型无磷水溶性缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、取适量乙酸与二乙烯三胺反应得到咪唑啉中间体；

S2、取适量2-氨基吡啶咪唑啉及步骤S1所得的咪唑啉中间体分别与苄氯反应得到咪唑啉季铵盐和吡啶双季铵盐；

S3、将步骤S2所得的咪唑啉季铵盐与吡啶季铵盐按照一定比例混合后，加入复配物，即得成品。

7.根据权利要求5所述的一种复配型水溶性缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中乙酸和二乙烯三胺的摩尔比为1∶1.0-1.5。

8.根据权利要求5所述的一种复配型水溶性缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中咪唑啉中间体与所述苄氯的摩尔比为1∶1.0-1.6。

9.根据权利要求5所述的一种复配型水溶性缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中2-氨基吡啶与所述苄氯的摩尔比为1∶3-6。

10.根据权利要求5所述的一种复配型水溶性缓蚀剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中乙酸与二乙烯三胺的摩尔比为1∶1.1；所述步骤S2中咪唑啉中间体与所述的苄氯摩尔比为1∶1.2；所述步骤S2中2-氨基吡啶与所述苄氯的摩尔比为1∶4。