CN110273157A - 具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂及制备方法，主要解决现有技术中尚无同时具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂的问题。本发明通过采用一种具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂及制备方法，所述缓蚀剂各组分按照质量百分比配比包括：缓蚀剂0.5～20％、杀菌剂5～20％、溶剂5～10％、阻垢剂1～10％、增效剂1～5％、水35～70％的技术方案较好地解决了上述问题，可用于对管道表面提供缓蚀剂保护的环境中。

Description

具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂及制备方法
技术领域
本发明属于金属材料的腐蚀控制技术领域，具体涉及一种具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂及其制备方法，适用于对管道表面提供缓蚀剂保护的环境，如天然气长输管道、天然气集输管道、其它含腐蚀性介质的气体或液体管道、含有少量液体的气体运输管道、油气井、油气田采出水管道及污水管道等。
背景技术
天然气输送管道内一般含有CO2，H2S，水及有机酸等腐蚀性介质，CO2输送管道内一般有CO2，水及其他腐蚀性杂质。油气田采出水中含CO2、H2S、细菌及容易成垢的离子，如Ca2+，Mg2+，Fe2+等。因此，油气管道及污水管道等容易发生细菌腐蚀、垢下腐蚀和小孔腐蚀。在垢下细菌容易繁殖，加剧发生腐蚀穿孔的风险。因此，研发一种具备杀菌、阻垢及缓蚀功能的缓蚀剂十分必要。
目前工业中一般是具备缓蚀和阻垢功能的助剂与杀菌剂分别加注，杀菌剂一般冲击加注，在杀菌剂两次冲击加注的间歇，细菌可能生长。特别是管道表面的细菌可能远高于水样中的细菌。在水样中检测到没有细菌，但可能在管道表面已经生长了细菌膜。并且杀菌剂的冲击加注可能影响阻垢缓蚀剂的性能(如CN106219778A涉及一种具有杀菌灭藻功能的无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法)。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是现有技术中尚无同时具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂的问题，提供一种新的具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂，具有同时具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的优点。各组分之间的功能方面具有协同性和互补性，并且配伍性好的特点。本发明所要解决的技术问题之二是提供一种与解决的技术问题之一相对应的具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂的制备方法。
为解决上述问题之一，本发明采用的技术方案如下：一种具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂，所述缓蚀剂各组分按照质量百分比配比包括：缓蚀剂0.5～20％、杀菌剂5～20％、溶剂5～10％、阻垢剂1～10％、增效剂1～5％、水35～70％。
上述技术方案中，优选地，所述缓蚀剂为咪唑啉、咪唑啉季铵盐、咪唑啉酰胺、季铵盐、炔氧甲基季铵盐、烷基吡啶季铵盐中的一种或几种。
上述技术方案中，优选地，所述杀菌剂为烷基二甲基苄基卤化铵、双烷基二甲基苄基卤化铵、双烷基季铵盐、聚季铵盐、苯扎氯胺、四羟甲基硫酸磷、戊二醛中的一种或几种。
上述技术方案中，优选地，所述溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丁醇、N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
上述技术方案中，优选地，所述增效剂为碘化钾、硫脲、亚硫酸钠中的一种或几种。
上述技术方案中，优选地，所述阻垢剂为聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、葡萄糖酸钠、羟基乙叉二膦酸、羟基乙叉二膦酸钠、羟基乙叉二膦酸钾中的一种或几种。
上述技术方案中，优选地，水为去离子水。
为解决上述问题之二，本发明采用的技术方案如下：一种具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂的制备方法，在反应器中加入一部分去离子水，然后依次加入增效剂、缓蚀剂，搅拌0.5～1小时，再加入杀菌剂，加热到30～45℃，搅拌0.2～0.5小时，然后加入阻垢剂、溶剂，所需原料加完后加入剩余的去离子水，搅拌0.1～1小时后，降温到20～30℃，继续搅拌0.1～0.5小时，过滤，获得具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂产品。
上述技术方案中，优选地，在反应器中先加入的一部分去离子水占去离子水总质量的60～70％。
上述技术方案中，优选地，所述反应器为反应釜。
本发明提供一种具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂及其制备方法缓蚀剂的加注方法，本缓蚀剂的制备方法具有工艺简单、操作方便等特点。本缓蚀剂是一种完全水溶性的吸附成膜型缓蚀剂，适用范围广，能作用于干净的金属表面，也可作用于覆盖有腐蚀产物或/和微生物膜的金属表面，对金属表面的腐蚀产物或/和微生物膜有剥离作用，可有效杀死细菌，起到阻垢作用，抑制细菌腐蚀、垢下腐蚀及小孔腐蚀等，因此，具备杀菌、阻垢及缓蚀功能的缓蚀剂可同时一次性加注，可避免操作人员频繁进行助剂添加，减少了人力成本和时间，取得了较好的技术效果。
下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。
具体实施方式
【实施例1】
按照质量百分比，称取咪唑啉季铵盐10g，双烷基季铵盐12g，乙醇5g，羟基乙叉二膦酸钾6g，硫脲1.5g，水65.5g。
在反应器中加入40g去离子水，加入硫脲1.5g、咪唑啉季铵盐10g，搅拌0.5小时，加入双烷基季铵盐12g，加热到30℃，搅拌0.2小时，加入羟基乙叉二膦酸钾6g，乙醇5g，再加去离子水25.5g，搅拌0.1小时后，降温到20℃，继续搅拌0.1小时，过滤，获得具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂产品A。
【实施例2】
按照质量百分比，称取烷基吡啶季铵盐24g，苯扎氯胺14g，乙二醇16g，葡萄糖酸钠10g，硫脲2g，碘化钾2.4g，水131.6g。
在反应器中加入90g去离子水，加入硫脲2g，碘化钾2.4g，烷基吡啶季铵盐24g，搅拌1小时，加入苯扎氯胺14g，加热到45℃，搅拌0.5小时，加入葡萄糖酸钠10g，乙二醇16g，再加去离子水41.6g，搅拌1小时后，降温到30℃，继续搅拌0.5小时，过滤，获得具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂产品B。
【实施例3】
按照质量百分比，称取咪唑啉15g，聚季铵盐16g，丁醇10g，聚天冬氨酸3g，羟基乙叉二膦酸钾2g，戊二醛5g，碘化钾1.5g，水47.5g。
在反应器中加入30g去离子水，加入碘化钾1.5g、咪唑啉15g，搅拌0.8小时，加入聚季铵盐16g，加热到40℃，搅拌0.4小时，加入聚天冬氨酸3g，羟基乙叉二膦酸钾2g，乙二醇10g，再加去离子水17.5g，搅拌0.7小时后，降温到25℃，加入戊二醛5g，继续搅拌0.3小时，过滤，获得具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂产品C。
【实施例4】
按照质量百分比，称取咪唑啉酰胺8g，炔氧甲基季铵盐10g，双烷基二甲基苄基卤化铵15g，异丙醇10g，聚环氧琥珀酸8g，羟基乙叉二膦酸钠2g，亚硫酸钠1g，水46g。
在反应器中加入30g去离子水，加入亚硫酸钠1g，咪唑啉酰胺8g，炔氧甲基季铵盐10g，搅拌0.6小时，加入双烷基二甲基苄基卤化铵15g，加热到40℃，搅拌0.3小时，加入聚环氧琥珀酸8g，羟基乙叉二膦酸钠2g，异丙醇10g，再加去离子水16g，搅拌0.5小时后，降温到25℃，继续搅拌0.2小时，过滤，获得具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂产品D。
【实施例5】
按照质量百分比，称取季铵盐13g，烷基二甲基苄基卤化铵10g，四羟甲基硫酸磷1g，戊二醛5g，N，N-二甲基甲酰胺5g，羟基乙叉二膦酸7g，碘化钾2g，水57g。
在反应器中加入35g去离子水，加入碘化钾2g，季铵盐13g，搅拌0.5小时，加入烷基二甲基苄基卤化铵10g，四羟甲基硫酸磷1g，戊二醛5g，加热到30℃，搅拌0.4小时，加入羟基乙叉二膦酸7g，N，N-二甲基甲酰胺5g，再加去离子水22g，搅拌0.8小时后，降温到20℃，继续搅拌0.5小时，过滤，获得具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂产品E。
【实施例6】
按照质量百分比，称取咪唑啉8g，咪唑啉酰胺6g，双烷基二甲基苄基卤化铵7g，戊二醛5g，甲醇5g，聚环氧琥珀酸9g，碘化钾0.8g，硫脲1.2g，水58g。
在反应器中加入35g去离子水，加入碘化钾0.8g，硫脲1.2g，咪唑啉8g，咪唑啉酰胺6g，搅拌1小时，加入双烷基二甲基苄基卤化铵7g，戊二醛5g，加热到30℃，搅拌0.4小时，加入聚环氧琥珀酸9g，甲醇5g，再加去离子水29g，搅拌1小时后，降温到25℃，继续搅拌0.4小时，过滤，获得具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂产品F。
【实施例7】
采用如下评价方法对获得的缓蚀剂产品A～I进行性能评价：
评价方法：SY/T 0532-2012(油田注入水细菌分析方法绝迹稀释法)
SY/T 5890-93(杀菌剂性能评价方法)
用于评价的缓蚀剂浓度为100ppm。
评价结果如表1所示。
表1
【实施例8】
采用如下评价方法对获得的缓蚀剂产品A、B、C进行性能评价：
评价方法：SY/T5273-2014(油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法)
评价结果如表2所示。
表2
【实施例9】
某集气站污水管线运行1年3个月后穿孔，小孔腐蚀速率达到3mm/y；添加缓蚀剂产品A40天后，挂片均匀腐蚀速率为0.007mm/y，腐蚀挂片表面光亮，无结垢和小孔腐蚀。
【实施例10】
某集气管道未使用缓蚀剂前，SRB含量达到250000个/mL，L360腐蚀挂片90天后，表面有明显的腐蚀结垢，最大小孔腐蚀速率达到0.13mm/y；加注缓蚀剂产品C后，管道表面的腐蚀产物和微生物膜被剥离，产出水明显变黑，6天后SRB含量降为0.9个/mL，90天后腐蚀挂片表面光亮，无结垢和小孔腐蚀。
从实施例9和10可以看出，本发明具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂可作用于干净的金属表面，也可作用于覆盖有腐蚀产物或/和微生物膜的金属表面，对金属表面的腐蚀产物或/和微生物膜有剥离作用，可有效杀死细菌，起到阻垢作用，抑制细菌腐蚀、垢下腐蚀及小孔腐蚀等。
【比较例1】
按照实施例1所述的条件，称取咪唑啉季铵盐10g，水90g，采用实施例7和实施例8的方法进行评价，评价结果如表1、表2所示。
【比较例2】
按照实施例2所述的条件，称取葡萄糖酸钠10g，水190g，采用实施例8的方法进行评价，评价结果如表2所示。
【比较例3】
按照实施例2所述的条件，称取苯扎氯胺14g，水186g，采用实施例7的方法进行评价，评价结果如表2所示。
从比较例可见，缓蚀剂产品A和C的缓蚀、阻垢和杀菌效果优于单一的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂的性能，本专利具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂的各组分之间的功能方面具有协同性和互补性，并且配伍性好的特点。

Claims (10)

1.一种具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂，所述缓蚀剂各组分按照质量百分比配比包括：缓蚀剂0.5～20％、杀菌剂5～20％、溶剂5～10％、阻垢剂1～10％、增效剂1～5％、水35～70％。
2.根据权利要求1所述具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂，其特征在于所述缓蚀剂为咪唑啉、咪唑啉季铵盐、咪唑啉酰胺、季铵盐、炔氧甲基季铵盐、烷基吡啶季铵盐中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂，其特征在于所述杀菌剂为烷基二甲基苄基卤化铵、烷基二甲基苄基卤化铵、双烷基二甲基苄基卤化铵、双烷基季铵盐、聚季铵盐、苯扎氯胺、四羟甲基硫酸磷、戊二醛中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂，其特征在于所述溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丁醇、N，N-二甲基甲酰胺中的至少一种。
5.根据权利要求1所述具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂，其特征在于所述增效剂为碘化钾、硫脲、亚硫酸钠中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂，其特征在于所述阻垢剂为聚天冬氨酸、聚环氧琥珀酸、葡萄糖酸钠、羟基乙叉二膦酸、羟基乙叉二膦酸钠、羟基乙叉二膦酸钾中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂，其特征在于水为去离子水。
8.一种权利要求1～7所述的具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂的制备方法，在反应器中加入一部分去离子水，然后依次加入增效剂、缓蚀剂，搅拌0.5～1小时，再加入杀菌剂，加热到30～45℃，搅拌0.2～0.5小时，然后加入阻垢剂、溶剂，所需原料加完后加入剩余的去离子水，搅拌0.1～1小时后，降温到20～30℃，继续搅拌0.1～0.5小时，过滤，获得具有杀菌、阻垢和缓蚀功能的缓蚀剂产品。
9.根据权利要求8所述具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂的制备方法，其特征在于在反应器中先加入的一部分去离子水占去离子水总质量的60～70％。
10.根据权利要求8所述具有杀菌阻垢功能的缓蚀剂的制备方法，其特征在于所述反应器为反应釜。
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