CN112174892A - 一种石化生产中和剂的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石化生产中和剂，按照以下质量百分比组成：有机酸15‑25份、有机胺30‑45份、醇化物10‑20份、脱水剂1份、氯化苄3份、催化剂1份，无机阴离子2份，通过有机酸和有机胺进行酰胺反应，并通过催化剂抑制有机胺分解成二酰胺，备出咪唑啉的中间体经过脱水放入三口烧杯中，向氯化苄中滴入醇化物和水的混合溶剂，再滴入三口烧杯内，进行季铵反应，减压蒸馏除杂后，加入无机阴离子，制备出咪唑啉季铵盐，本发明通过催化剂抑制有机胺分解成二酰胺、阴离子可吸附于金属表面，使金属带有负电荷，在金属表面上再吸附另外一种离子会使表面覆盖度增大，从而提高缓蚀效果，适合广泛推广。
Description
技术领域
本发明涉及石化生产技术领域，尤其涉及一种石化生产中和剂的制备工艺。
背景技术
原油中的含S、N、Cl化合物及有机酸等杂质，或其在加工过程中转化为腐蚀介质；在高温部位：主要是S－H2S－硫醇－环烷酸体系；在低温部位：主要是H2S－H2O，H2S－HCl—H2O，H2S－HCN－H2O及H2S－H2体系。
在石油加工过程中，随着高酸、高硫原油加工量的不断增加，石油加工行业的设备腐蚀日趋严重。设备腐蚀问题不仅会影响到设备能否高效、低耗、稳定、满负荷长周期运行，更重要的是可能导至易燃、易爆或有毒有害介质外漏引起火灾、爆炸或人身伤害事故，造成不可挽回的损失，所以就需要一种中和剂来增加石油开次的安全性和稳定性。
目前的石油生产中所用的中和剂缓蚀性不高，仅是能达到使用标准，其耐用度和保持度不高，且目前在制备中和剂会产生有毒气体，污染环境，且反应速度较慢有可能还会发生逆反应，导致反应不发继续。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种石化生产中和剂的制备工艺。
本发明的技术要点为：
一种石化生产中和剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：准备有机酸15-25份、有机胺30-45份、醇化物10-20份、脱水剂1份、氯化苄3份、催化剂1份，无机阴离子2份。
S2：通过恒压滴液漏斗、温度计、分水器和四口烧瓶组成一个回流装置，并保证将回流装置进行密封处理，将S1中选取的有机酸放入四口烧瓶内，按照有机酸和有机胺的质量比为：有机酸：有机胺＝1:1.8的比例缓慢加入有机胺，并向回流装置内通入循环水和浓度大于99.9％的氮气，加入有机胺的同时对四口烧瓶进行电加热处理，使温度达到135-165℃，加入有机胺后加入催化剂，然后搅拌反应5-8h，制备出咪唑啉的中间体。
S3：将S2中制备出的咪唑啉中间体冷却至110℃再与脱水剂放入真空干燥箱内进行混合，控制温度65℃，并对真空干燥箱进行抽真空处理，抽至真空度为0.1Mpa，脱水反应55min后，制备出脱水后的咪唑啉中间体。
S4：将S3中制备出的脱水后的咪唑啉中间体放入三口烧杯中，向氯化苄中滴入醇化物和水的混合溶剂，且醇化物和水的混合溶剂的质量比为1：5，加热至80℃，再将氯化苄滴入三口烧杯内，进行季铵反应，加热反应2h，加热温度控制在165℃，减压蒸馏除杂后，加入无机阴离子，控制温度不变，继续反应4h，冷却至90℃以下，制备出咪唑啉季铵盐。
进一步的，S2中的催化剂采用氧化铝和Zn粒的混合物，其中氧化铝和Zn粒的比值为2：1，Zn粒的半径为0.08mm，氧化铝可加快反应速度，Zn粒可抑制有机胺分解成二酰胺，保证反应的顺利进行。
进一步的，S4中的醇化物为：聚氧乙烯二烷基丙炔醇，可加快反应时间提高反应效果。
进一步的，在S4的反应中，对三口烧杯进行抽真空处理，抽至真空度为：0.1Mpa，并通入保护气：氮气，过高的真空度会抽走有机胺，过低的真空度不利于水分的排出，而在此区间的真空度刚好可以抽出未完全反应的原料和水分，提高制备出的咪唑啉季铵盐的纯度，通入氮气，防止反应物和生成物被氧化。
进一步的，有机酸是由油酸、亚油酸和松香酸组合成的复合物，其质量比为：2:1:0.6，油酸、亚油酸和松香酸组合成的复合物其价格更低，形成的膜更加致密，缓蚀剂效果更好。
进一步的，无机阴离子可以为Br-和I-其中的一种。在盐酸介质中铁的自腐电势为-0.5V左右，所以在酸中铁电极表面是带正电荷的，有机阳离子不能有效吸附于铁表面，但阴离子可优先吸附于其表面，使其带有负电荷，改变了钢铁表面的电荷状态，由于金属表面吸附了带电荷的离子后，在金属表面上再吸附另外一种离子会使表面覆盖度增大，从而提高缓蚀效果。
进一步的，有机胺可以是二乙烯三胺、三乙烯四胺和多乙烯多胺中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
第一，本发明通过在合成咪唑啉时，进行了多次脱水处理，使反应产出的水分不会影响反应的正常进行，且采用真空的方式进行脱水，抽出了未完全反应的原料粉末，从而提高了咪唑啉中间体的纯度。
第二，通过加入无机银离子，使无机阴离子优先附着于金属或是物体表面，使其带有负电荷，改变其本身表面的电荷状态，当有中和剂内的阳离子在进行吸附时，会在表面形成一个更加致密且覆盖更广泛的离子膜使制备出的中和剂缓蚀效果更佳。
第三，通过在普通的氧化铝催化剂内混合Zn粒，使成分中的有机胺在反应时不会分解成二酰胺，使反应可以更加快速顺利的进行，且Zn粒半径为0.08mm更便于反应和抑制有机胺。
第四、通过将S3中制备出的脱水后的咪唑啉中间体放入三口烧杯中，向氯化苄中滴入醇化物和水的混合溶剂，加热至80℃，再滴入三口烧杯内，进行季铵反应，氯化苄产生的苄基可增强金属表面的吸附性，使金属表面形成的疏水膜层更加致密，覆盖度更高。
具体实施方式
实施例一：
一种石化生产中和剂的制备工艺，具体按照以下步骤进行：
S1：准备有机酸15份、有机胺30份、醇化物10份、脱水剂1份、氯化苄3份、催化剂1份，无机阴离子2份。
S2：通过恒压滴液漏斗、温度计、分水器和四口烧瓶组成一个回流装置，并保证将回流装置进行密封处理，将S1中选取的有机酸放入四口烧瓶内，按照有机酸和有机胺的质量比为：有机酸：有机胺＝1:1.8的比例缓慢加入有机胺，并向回流装置内通入循环水和浓度大于99.9％的氮气，加入有机胺的同时对四口烧瓶进行电加热处理，使温度达到135℃，加入有机胺后加入催化剂，然后搅拌反应5h，制备出咪唑啉的中间体。
S3：将S2中制备出的咪唑啉中间体冷却至110℃再与脱水剂放入真空干燥箱内进行混合，控制温度65℃，并对真空干燥箱进行抽真空处理，抽至真空度为0.1Mpa，脱水反应55min后，制备出脱水后的咪唑啉中间体。
S4：将S3中制备出的脱水后的咪唑啉中间体放入三口烧杯中，向氯化苄中滴入醇化物和水的混合溶剂，且醇化物和水的混合溶剂的质量比为1：5，加热至80℃，再将氯化苄滴入三口烧杯内，进行季铵反应，加热反应2h，加热温度控制在165℃，减压蒸馏除杂后，加入无机阴离子，控制温度不变，继续反应4h，冷却至90℃，制备出咪唑啉季铵盐。
S2中的催化剂采用氧化铝和Zn粒的混合物，其中氧化铝和Zn粒的比值为2：1，Zn粒的半径为0.08mm。
S4中的醇化物为：聚氧乙烯二烷基丙炔醇。
在S4的反应中，对三口烧杯进行抽真空处理，抽至真空度为：0.1Mpa，并通入保护气：氮气。
有机酸是由油酸、亚油酸和松香酸组合成的复合物，其质量比为：2:1:0.6。
无机阴离子选取Br-，有机胺选取：二乙烯三胺。
采用此次实施例中所制备出的中和剂在饱和Co2的6％氯化钠溶液中对N80碳钢的缓释性能进行评测，得到中和剂的缓蚀性为：89.74％。
实施例二：
所述实施例二与所述实施例一不同之处在于：
S1：准备有机酸20份、有机胺40份、醇化物15份、脱水剂1份、氯化苄3份、催化剂1份，无机阴离子2份。
采用此次实施例中所制备出的中和剂在饱和Co2的6％氯化钠溶液中对N80碳钢的缓释性能进行评测，得到中和剂的缓蚀性为：92.96％。
实施例三：
所述实施例三与所述实施例二不同之处在于：
S1：准备有机酸20份、有机胺45份、醇化物20份、脱水剂1份、氯化苄3份、催化剂1份，无机阴离子2份。
采用此次实施例中所制备出的中和剂在饱和Co2的6％氯化钠溶液中对N80碳钢的缓释性能进行评测，得到中和剂的缓蚀性为：96.46％。
实施例四：
所述实施例四与所述实施例三不同之处在于：
S1：准备有机酸25份、有机胺45份、醇化物20份、脱水剂1份、氯化苄3份、催化剂1份，无机阴离子2份。
采用此次实施例中所制备出的中和剂在饱和Co2的6％氯化钠溶液中对N80碳钢的缓释性能进行评测，得到中和剂的缓蚀性为：93.46％。
实施例五：
所述实施例五与所述实施例四不同之处在于：
S1：准备有机酸15份、有机胺45份、醇化物20份、脱水剂1份、氯化苄3份、催化剂1份，无机阴离子2份。
采用此次实施例中所制备出的中和剂在饱和Co2的6％氯化钠溶液中对N80碳钢的缓释性能进行评测，得到中和剂的缓蚀性为：93.28％。
通过上述实施例可得出，实施例三的配比方案制备出的中和剂性能最佳。
实施例六：
所述实施例六与所述实施例三不同之处在于：
S2：通过恒压滴液漏斗、温度计、分水器和四口烧瓶组成一个回流装置，并保证将回流装置进行密封处理，将S1中选取的有机酸放入四口烧瓶内，按照有机酸和有机胺的质量比为：有机酸：有机胺＝1:1.8的比例缓慢加入有机胺，并向回流装置内通入循环水和浓度大于99.9％的氮气，加入有机胺的同时对四口烧瓶进行电加热处理，使温度达到145℃，加入有机胺后加入催化剂，然后搅拌反应6h，制备出咪唑啉的中间体。
采用此次实施例中所制备出的中和剂在饱和Co2的6％氯化钠溶液中对N80碳钢的缓释性能进行评测，得到中和剂的缓蚀性为：96.86％。
实施例七：
所述实施例七与所述实施例六不同之处在于：
S2：通过恒压滴液漏斗、温度计、分水器和四口烧瓶组成一个回流装置，并保证将回流装置进行密封处理，将S1中选取的有机酸放入四口烧瓶内，按照有机酸和有机胺的质量比为：有机酸：有机胺＝1:1.8的比例缓慢加入有机胺，并向回流装置内通入循环水和浓度大于99.9％的氮气，加入有机胺的同时对四口烧瓶进行电加热处理，使温度达到165℃，加入有机胺后加入催化剂，然后搅拌反应6h，制备出咪唑啉的中间体。
采用此次实施例中所制备出的中和剂在饱和Co2的6％氯化钠溶液中对N80碳钢的缓释性能进行评测，得到中和剂的缓蚀性为：97.43％。
实施例八：
所述实施例八与所述实施例七不同之处在于：
S2：通过恒压滴液漏斗、温度计、分水器和四口烧瓶组成一个回流装置，并保证将回流装置进行密封处理，将S1中选取的有机酸放入四口烧瓶内，按照有机酸和有机胺的质量比为：有机酸：有机胺＝1:1.8的比例缓慢加入有机胺，并向回流装置内通入循环水和浓度大于99.9％的氮气，加入有机胺的同时对四口烧瓶进行电加热处理，使温度达到165℃，加入有机胺后加入催化剂，然后搅拌反应8h，制备出咪唑啉的中间体。
采用此次实施例中所制备出的中和剂在饱和Co2的6％氯化钠溶液中对N80碳钢的缓释性能进行评测，得到中和剂的缓蚀性为：97.61％。
通过上述实施例可以得出，反应时间为8小时，且反应温度为165℃时，制备出的中和剂性能最佳为：97.61％。
实施例九：
所述实施例九与所述实施例八不同之处在于：
无机阴离子采用I-。
采用此次实施例中所制备出的中和剂在饱和Co2的6％氯化钠溶液中对N80碳钢的缓释性能进行评测，得到中和剂的缓蚀性为：98.33％。
实施例十：
所述实施例十与所述实施例九不同之处在于：
有机胺采用三乙烯四胺。
采用此次实施例中所制备出的中和剂在饱和Co2的6％氯化钠溶液中对N80碳钢的缓释性能进行评测，得到中和剂的缓蚀性为：99.15％。
实施例十一：
所述实施例十一与所述实施例十不同之处在于：
有机胺采用多乙烯多胺。
采用此次实施例中所制备出的中和剂在饱和Co2的6％氯化钠溶液中对N80碳钢的缓释性能进行评测，得到中和剂的缓蚀性为：98.65％。
通过上述实施例可以得出，采用实施例十一的制备方法中所制备出的中和剂其性能最佳。
Claims (7)
1.一种石化生产中和剂的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：准备有机酸15-25份、有机胺30-45份、醇化物10-20份、脱水剂1份、氯化苄3份、催化剂1份，无机阴离子2份；
S2：通过恒压滴液漏斗、温度计、分水器和四口烧瓶组成一个回流装置，并保证将回流装置进行密封处理，将S1中选取的有机酸放入四口烧瓶内，再在恒压滴液漏斗处按照有机酸和有机胺的质量比为：有机酸：有机胺＝1:1.8的比例缓慢加入有机胺，并向回流装置内通入循环水和浓度大于99.9％的氮气，加入有机胺的同时对四口烧瓶进行电加热处理，使温度达到135-165℃，加入有机胺后加入催化剂，然后搅拌反应5-8h，制备出咪唑啉的中间体；
S3：将S2中制备出的咪唑啉中间体冷却至110℃再与脱水剂放入真空干燥箱内进行混合，控制温度65℃，并对真空干燥箱进行抽真空处理，抽至真空度为0.1Mpa，脱水反应55min后，制备出脱水后的咪唑啉中间体；
S4：将S3中制备出的脱水后的咪唑啉中间体放入三口烧杯中，向氯化苄中滴入醇化物和水的混合溶剂，且醇化物和水的混合溶剂的质量比为1：5，加热至80℃，再氯化苄滴入三口烧杯内，进行季铵反应，加热反应2h，加热温度控制在165℃，减压蒸馏除杂后，加入无机阴离子，控制温度不变，继续反应4h，冷却至90℃以下，制备出咪唑啉季铵盐。
2.根据权利要求1所述的一种石化生产中和剂的制备工艺，其特征在于，S2中的催化剂采用氧化铝和Zn粒的混合物，其中氧化铝和Zn粒的质量比值为2：1，Zn粒的半径为0.08mm。
3.根据权利要求1所述的一种石化生产中和剂的制备工艺，其特征在于，S4中的醇化物为：聚氧乙烯二烷基丙炔醇。
4.根据权利要求1所述的一种石化生产中和剂的制备工艺，其特征在于，在S4的反应中，对三口烧杯进行抽真空处理，抽至真空度为：0.1Mpa，并通入保护气：氮气。
5.根据权利要求1所述的一种石化生产中和剂的制备工艺，其特征在于，有机酸是由油酸、亚油酸和松香酸组合成的复合物，其质量比为：2:1:0.6。
6.根据权利要求6所述的一种石化生产中和剂的制备工艺，其特征在于，无机阴离子为Br-和I-其中的一种。
7.根据权利要求1所述的一种石化生产中和剂的制备工艺，其特征在于，所述有机胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺和多乙烯多胺中的一种。
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