CN117362499A - 一种聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺 - Google Patents

一种聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN117362499A
CN117362499A CN202311649147.9A CN202311649147A CN117362499A CN 117362499 A CN117362499 A CN 117362499A CN 202311649147 A CN202311649147 A CN 202311649147A CN 117362499 A CN117362499 A CN 117362499A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polymer
corrosion inhibitor
scale
based scale
corrosion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202311649147.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117362499B (zh
Inventor
李兆军
付海明
黄仁耿
叶显孟
桂红峰
陈广福
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Yueshou New Technology Co ltd
Original Assignee
Guangdong Yueshou New Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Yueshou New Technology Co ltd filed Critical Guangdong Yueshou New Technology Co ltd
Priority to CN202311649147.9A priority Critical patent/CN117362499B/zh
Publication of CN117362499A publication Critical patent/CN117362499A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117362499B publication Critical patent/CN117362499B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F120/00Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F120/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F120/10Esters
    • C08F120/38Esters containing sulfur
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
    • C02F5/12Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing nitrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C303/00Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides
    • C07C303/02Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof
    • C07C303/22Preparation of esters or amides of sulfuric acids; Preparation of sulfonic acids or of their esters, halides, anhydrides or amides of sulfonic acids or halides thereof from sulfonic acids, by reactions not involving the formation of sulfo or halosulfonyl groups; from sulfonic halides by reactions not involving the formation of halosulfonyl groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C319/00Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides
    • C07C319/02Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of thiols
    • C07C319/12Preparation of thiols, sulfides, hydropolysulfides or polysulfides of thiols by reactions not involving the formation of mercapto groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/28Preparation of carboxylic acid esters by modifying the hydroxylic moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
    • C07C67/29Preparation of carboxylic acid esters by modifying the hydroxylic moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by introduction of oxygen-containing functional groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/14Homopolymers or copolymers of esters of esters containing halogen, nitrogen, sulfur or oxygen atoms in addition to the carboxy oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/08Anti-corrosive paints
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/02Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in air or gases by adding vapour phase inhibitors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23FNON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F11/00Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
    • C23F11/08Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/173Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00Specific treatment goals
    • C02F2303/08Corrosion inhibition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

Abstract

本发明涉及阻垢缓蚀技术领域,且公开了一种聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺,本发明的技术效果:本发明的聚合物基阻垢缓蚀剂含有丰富的羧基、亚氨基和磺酸等基团,对Ca2+有很强螯合能力,可以抑制硫酸钙或碳酸钙晶体的生长,并且在20‑25mg/L的低浓度时,对硫酸钙和碳酸钙也具有很好的阻垢性能。同时聚合物基阻垢缓蚀剂的羧基、巯基、磺酸基团,可以与钢表面的铁原子发生配合螯合作用,使聚合物基阻垢缓蚀剂在钢表面形成牢固的高分子膜,抑制腐蚀介质与钢表面进行接触,避免钢等金属发生腐蚀,表现出优异的缓蚀性能,在石油化工等领域中的冷却循环水设备、加氢塔顶装置、裂化装置有很好的应用前景。

Description

一种聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺
技术领域
本发明涉及阻垢缓蚀技术领域,具体为一种聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺。
背景技术
石油化工领域中的冷却循环水设备、加氢塔顶装置、加氢裂化装置在实际生产过程中,普遍存在结垢、腐蚀生锈的现象,会导致机械设备损坏,使用寿命降低,生产水平下降,甚至会引起安全事故。目前可以采用阻垢剂和缓蚀剂对这些设备进行阻垢和缓蚀防腐。
开发新型阻垢剂和缓蚀剂应用于石油化工领域具有重要的意义。专利CN103289745B公开了一种用于加氢装置的阻垢缓蚀剂,由咪唑啉季铵盐、疏基三唑衍生物、中和性胺类物质等复配得到,可以有效解决加氢精制、加氢裂化装置设备腐蚀的问题;但是该阻垢缓蚀剂没有表现出很好的阻垢性能。
专利CN104258735B公开了一种反渗透膜阻垢剂及其制备方法,以丙烯酰胺、磺酸盐、丙烯酸酯、马来酸酐四元共聚物为主要成分,对不同污堵物质都有很好的阻垢分散作用,但是该阻垢剂没有表现出很好的金属缓蚀防腐性能。
发明内容
本发明解决的技术问题:制备了一种高阻垢性能和缓蚀性能的聚合物基阻垢缓蚀剂。
本发明的技术方案:一种聚合物基阻垢缓蚀剂,包括如下重量份数的原料,400-700份水、200-300份乙醇或异丙醇助溶剂、100份磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体、0.45-0.6份偶氮二异丁腈;磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体的化学结构式如下:
聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺如下:向水中加入助溶剂、磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体,搅拌溶解,氮气气氛下滴加偶氮二异丁腈,进行反应,将溶液倒入进丙酮中析出沉淀,过滤,丙酮洗涤沉淀并干燥,得到聚合物基阻垢缓蚀剂。
进一步的,反应控制温度为60-75℃,控制时间为3-5h。
进一步的,磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体的制备工艺如下所示:
(1)向丙酮中加入摩尔比为1:(1-1.3)的3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、丁二酸酐,55-65℃的温度下回流10-20h,浓缩溶剂,中间体产物加入到氯化亚砜中,70-80℃的温度下回流2-4h,浓缩溶剂,石油醚洗涤,得到中间体1。
(2)向二氯甲烷中加入3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠和三乙胺,0-5℃下加入中间体1,搅拌均匀后加热至25-35℃,反应6-12h,浓缩溶剂,石油醚洗涤,产物在乙醇中重结晶纯化,得到中间体2。
(3)向四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙酸乙酯任一种反应溶剂中加入半胱氨酸、中间体2和三乙胺,进行反应,滴加盐酸溶液控制溶液的pH至6,浓缩溶剂,石油醚洗涤,产物在乙醇中重结晶纯化,得到磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体。
进一步的,步骤(2)中3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠、三乙胺、中间体1的摩尔比为(0.9-1.3):(1.1-1.3):1。
进一步的,步骤(3)中半胱氨酸、中间体2、三乙胺的摩尔比例为(1.8-2.4):1:(2.2-2.6)。
进一步的,步骤(3)中反应控制温度为70-100℃,时间控制为12-24h。
本发明的技术效果:本发明以廉价易得的3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、丁二酸酐、氯化亚砜、3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠、半胱氨酸等作为反应物,经过简单的酸酐开环、酯化、取代等反应,制备了一种含有巯基、羧基和磺酸基团的磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体,在醇-水溶剂体系中聚合反应得到新型的聚合物基阻垢缓蚀剂。
本发明的聚合物基阻垢缓蚀剂含有丰富的羧基、亚氨基和磺酸等基团,对Ca2+有很强螯合能力,可以抑制硫酸钙或碳酸钙晶体的生长,并且在20-25mg/L的低浓度时,对硫酸钙和碳酸钙也具有很好的阻垢性能。
本发明的聚合物基阻垢缓蚀剂中含有丰富的羧基、巯基、磺酸基团,可以与钢表面的铁原子发生配合螯合作用,使聚合物基阻垢缓蚀剂在钢表面形成牢固的高分子膜,抑制腐蚀介质与钢表面进行接触,避免钢等金属发生腐蚀,表现出优异的缓蚀性能。聚合物基阻垢缓蚀剂在石油化工等领域中的冷却循环水设备、加氢塔顶装置、裂化装置有很好的应用前景。
附图说明
图1是聚合物基阻垢缓蚀剂的红外光谱。
具体实施方式
实施例1
(1)向80mL 丙酮中加入摩尔比为50mmol 3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、58mmol丁二酸酐,65℃的温度下回流10h,浓缩溶剂,中间体产物加入到60mL氯化亚砜中,80℃的温度下回流2h,浓缩溶剂,石油醚洗涤,得到中间体1。
(2)向150mL二氯甲烷中加入65 mmol 3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠和65mmol三乙胺,0℃下加入50mmol中间体1,搅拌均匀后加热至30℃,反应12h,浓缩溶剂,石油醚洗涤,产物在乙醇中重结晶纯化,得到中间体2。
(3)向100mL乙酸乙酯溶剂中加入72 mmol半胱氨酸、30mmol中间体2和78mmol三乙胺,加热至80℃反应24h,滴加盐酸溶液控制溶液的pH至6,浓缩溶剂,石油醚洗涤,产物在乙醇中重结晶纯化,得到磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体。反应路线如下:
(4)向100g水中加入50g乙醇助溶剂、20g磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体,搅拌溶解,氮气气氛下滴加0.1g偶氮二异丁腈,加热至60℃反应5h,将溶液倒入进丙酮中析出沉淀,过滤,丙酮洗涤沉淀并干燥,得到聚合物基阻垢缓蚀剂。
说明书图1的红外光谱显示,磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体的巯基-SH吸收峰出现在2496cm-1,酯基中C=O的吸收峰出现在1740cm-1,烯基中C=C的吸收峰出现在1669cm-1,磺酸基团中S=O的吸收峰出现在1164cm-1
聚合物基阻垢缓蚀剂中巯基-SH吸收峰出现在2503cm-1,酯基中C=O的吸收峰出现在1735cm-1,磺酸基团中S=O的吸收峰出现在1166cm-1,1669cm-1处的烯基C=C的吸收峰消失,说明磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体发生聚合反应,生成了聚合物基阻垢缓蚀剂。
实施例2
(1)向100mL 丙酮中加入摩尔比为50mmol 3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、65mmol丁二酸酐,60℃的温度下回流12h,浓缩溶剂,中间体产物加入到80mL氯化亚砜中,80℃的温度下回流2h,浓缩溶剂,石油醚洗涤,得到中间体1。
(2)向150mL二氯甲烷中加入65 mmol 3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠和65mmol三乙胺,5℃下加入50mmol中间体1,搅拌均匀后加热至25℃,反应12h,浓缩溶剂,石油醚洗涤,产物在乙醇中重结晶纯化,得到中间体2。
(3)向80mL 1,4-二氧六环溶剂中加入54 mmol半胱氨酸、30mmol中间体2和66mmol三乙胺,加热至100℃反应12h,滴加盐酸溶液控制溶液的pH至6,浓缩溶剂,石油醚洗涤,产物在乙醇中重结晶纯化,得到磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体。
(4)向80g水中加入40g异丙醇助溶剂、20g磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体,搅拌溶解,氮气气氛下滴加0.09g偶氮二异丁腈,加热至75℃反应3h,将溶液倒入进丙酮中析出沉淀,过滤,丙酮洗涤沉淀并干燥,得到聚合物基阻垢缓蚀剂。
实施例3
(1)向60mL 丙酮中加入摩尔比为50mmol 3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、50mmol丁二酸酐,55℃的温度下回流20h,浓缩溶剂,中间体产物加入到60mL氯化亚砜中,70℃的温度下回流4h,浓缩溶剂,石油醚洗涤,得到中间体1。
(2)向80mL二氯甲烷中加入45 mmol 3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠和55mmol三乙胺,0℃下加入50mmol中间体1,搅拌均匀后加热至35℃,反应6h,浓缩溶剂,石油醚洗涤,产物在乙醇中重结晶纯化,得到中间体2。
(3)向装有冷凝回流管的反应瓶中加入100mL四氢呋喃溶剂、60 mmol半胱氨酸、30mmol中间体2和78mmol三乙胺,置于水浴锅中,水浴锅加热至70℃,回流反应24h,滴加盐酸溶液控制溶液的pH至6,浓缩溶剂,石油醚洗涤,产物在乙醇中重结晶纯化,得到磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体。
(4)向140g水中加入60g乙醇助溶剂、20g磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体,搅拌溶解,氮气气氛下滴加0.12g偶氮二异丁腈,加热至70℃反应4h,将溶液倒入进丙酮中析出沉淀,过滤,丙酮洗涤沉淀并干燥,得到聚合物基阻垢缓蚀剂。
对比例1
向100g水中加入50g乙醇助溶剂、20g 3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯(结构式为),搅拌溶解,氮气气氛下滴加0.1g偶氮二异丁腈,加热至60℃反应5h,将溶液倒入进丙酮中析出沉淀,过滤,丙酮洗涤沉淀并干燥,得到阻垢缓蚀剂。
对比例2
向100g水中加入50g乙醇助溶剂、20g中间体1(结构式为),搅拌溶解,氮气气氛下滴加0.1g偶氮二异丁腈,加热至60℃反应5h,将溶液倒入进丙酮中析出沉淀,过滤,丙酮洗涤沉淀并干燥,得到阻垢缓蚀剂。
对比例3
向100g水中加入50g乙醇助溶剂、20g中间体2(结构式为),搅拌溶解,氮气气氛下滴加0.1g偶氮二异丁腈,加热至60℃反应5h,将溶液倒入进丙酮中析出沉淀,过滤,丙酮洗涤沉淀并干燥,得到阻垢缓蚀剂。
阻垢性能测试:将40mmol氯化钙溶解在500mL水中,配置成氯化钙溶液;将40mmol硫酸钠或碳酸氢钠溶解在500mL水中,配置成硫酸钠或碳酸氢钠溶液;分别移取500mL氯化钙溶液和500mL硫酸钠或碳酸氢钠溶液混匀,然后加入一定量的阻垢缓蚀剂并调控溶液中阻垢缓蚀剂的浓度,25℃或加热至70℃保温12h,然后通过等离子发射光谱法测定溶液中Ca2+的浓度。计算阻垢率。阻垢率=(C2-C1)/(C0-C1)×100%。
C2是加入阻垢剂,同时70℃保温12h后溶液中Ca2+离子浓度。
C1是没有加入阻垢剂,70℃保温12h后溶液中Ca2+离子浓度。
C0是没有加入阻垢剂,25℃保温12h后溶液中Ca2+离子浓度。
表1硫酸钙阻垢性能测试。
表2碳酸钙阻垢性能测试表。
各实施例以磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体进行聚合反应,得到聚合物基阻垢缓蚀剂,当阻垢剂的浓度为20-25mg/L时,对硫酸钙和碳酸钙的阻垢性能最好,最高达到97.3%、98.4%,这是因为聚合物基阻垢缓蚀剂中含有丰富的羧基、亚氨基和磺酸基团,对Ca2+有很强螯合能力,可以抑制硫酸钙或碳酸钙晶体的生长,起到非常好的阻垢效果。
对比例1、2制备的阻垢缓蚀剂不含有羧基、亚氨基和磺酸基团,对Ca2+螯合能力的很差,无法抑制硫酸钙或碳酸钙晶体的生长,因此阻垢效果不好。
对比例3制备的阻垢缓蚀剂不含有羧基、亚氨基,只含有磺酸基团,对Ca2+螯合能力的不佳,因此阻垢效果较差。
缓蚀性能测试:向0.5mol/L的硫酸溶液中加入阻垢缓蚀剂,并控制溶液阻垢缓蚀剂的浓度,作为测试介质溶液;以N80钢作为工作电极,并浸泡在测试介质溶液中30min,然后以铂电极作对电极,饱和甘汞电极作参比电极,采用电化学工作站测试极化曲线测试。扫描范围为-0.8V至-0.2V,扫描速率为0.01V/s。计算缓蚀率n,n=(J1-J2)/J1×100%。J1是测试介质溶液中未加入阻垢缓蚀剂的腐蚀电流。J2是测试介质溶液中加入阻垢缓蚀剂的腐蚀电流。
表3阻垢缓蚀剂的缓蚀性能测试表
经过缓蚀性能测试后,各实施例以磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体进行聚合反应,得到聚合物基阻垢缓蚀剂,当测试介质溶液中阻垢剂的浓度为50-60mg/L时,缓蚀率最高,达到94.3%,这是因为聚合物基阻垢缓蚀剂中含有丰富的羧基、巯基、磺酸基团,可以与钢表面的铁原子发生配合螯合作用,使阻垢缓蚀剂在钢表面形成牢固的高分子膜,抑制腐蚀介质与钢表面进行接触,避免钢等金属发生腐蚀,表现出优异的缓蚀性能。

Claims (8)

1.一种聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺,其特征在于,聚合物基阻垢缓蚀剂包括如下重量份数的原料,400-700份水、200-300份助溶剂、100份磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体、0.45-0.6份偶氮二异丁腈;所述磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体的化学结构式如式(Ⅰ)所示:
(Ⅰ)
所述聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺如下所示:向水中加入助溶剂、磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体,搅拌溶解,氮气气氛下滴加偶氮二异丁腈,进行反应,将溶液倒入进丙酮中析出沉淀,过滤,丙酮洗涤沉淀并干燥,得到聚合物基阻垢缓蚀剂。
2.根据权利要求1所述的聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺,其特征在于,所述助溶剂包括乙醇或异丙醇。
3.根据权利要求1所述的聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺,其特征在于,所述反应控制温度为60-75℃,控制时间为3-5h。
4.根据权利要求1所述的聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺,其特征在于,所述磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体的制备工艺如下所示:
(1)向丙酮中加入摩尔比为1:(1-1.3)的3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸酯、丁二酸酐,55-65℃的温度下回流10-20h,浓缩溶剂,中间体产物加入到氯化亚砜中,70-80℃的温度下回流2-4h,浓缩溶剂,石油醚洗涤,得到中间体1;
(2)向二氯甲烷中加入3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠和三乙胺,0-5℃下加入中间体1,搅拌均匀后加热至25-35℃,反应6-12h,浓缩溶剂,石油醚洗涤,产物在乙醇中重结晶纯化,得到中间体2;
(3)向反应溶剂中加入半胱氨酸、中间体2和三乙胺,进行反应,滴加盐酸溶液控制溶液的pH至6,浓缩溶剂,石油醚洗涤,产物在乙醇中重结晶纯化,得到磺酸半胱氨酸丙烯酸酯单体。
5.根据权利要求4所述的聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺,其特征在于,所述步骤(2)中3-氯-2-羟基丙烷磺酸钠、三乙胺、中间体1的摩尔比为(0.9-1.3):(1.1-1.3):1。
6.根据权利要求4所述的聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺,其特征在于,所述步骤(3)中反应溶剂包括四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙酸乙酯。
7.根据权利要求4所述的聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺,其特征在于,所述步骤(3)中半胱氨酸、中间体2、三乙胺的摩尔比例为(1.8-2.4):1:(2.2-2.6)。
8.根据权利要求4所述的聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺,其特征在于,所述步骤(3)中反应控制温度为70-100℃,时间控制为12-24h。
CN202311649147.9A 2023-12-05 2023-12-05 一种聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺 Active CN117362499B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311649147.9A CN117362499B (zh) 2023-12-05 2023-12-05 一种聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311649147.9A CN117362499B (zh) 2023-12-05 2023-12-05 一种聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117362499A true CN117362499A (zh) 2024-01-09
CN117362499B CN117362499B (zh) 2024-02-09

Family

ID=89406147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311649147.9A Active CN117362499B (zh) 2023-12-05 2023-12-05 一种聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117362499B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5776875A (en) * 1996-07-16 1998-07-07 Nalco Chemical Company Use of biodegradable polymers in preventing scale build-up
US20070125987A1 (en) * 2003-06-25 2007-06-07 Emma Hills Tagged scale inhibiting polymers, compositions comprised thereof and preventing or controlling scale formation therewith
CN101260176A (zh) * 2006-07-21 2008-09-10 国家淀粉及化学投资控股公司 磺化接枝共聚物
CN101358352A (zh) * 2008-09-11 2009-02-04 河北理工大学 新型氨基酸衍生物酸洗缓蚀剂及其应用方法
CN102417593A (zh) * 2011-09-26 2012-04-18 河南清水源科技股份有限公司 一种生物可降解的水处理剂天冬酰胺基聚环氧琥珀酸及其制备方法
CN106279572A (zh) * 2016-07-26 2017-01-04 上海台界化工有限公司 一种含聚天冬氨酸的建筑用缓凝剂及其制备方法
CN108056107A (zh) * 2017-12-11 2018-05-22 常州中翔科技有限公司 一种复合型缓蚀阻垢杀菌剂及其制备方法
CN111961146A (zh) * 2020-09-09 2020-11-20 中国石油天然气集团有限公司 高效溶蚀、低腐蚀、抑垢及环保的酸液体系及制备方法
CN112499780A (zh) * 2020-11-25 2021-03-16 山东天庆科技发展有限公司 一种耐高温阻垢分散剂及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5776875A (en) * 1996-07-16 1998-07-07 Nalco Chemical Company Use of biodegradable polymers in preventing scale build-up
US20070125987A1 (en) * 2003-06-25 2007-06-07 Emma Hills Tagged scale inhibiting polymers, compositions comprised thereof and preventing or controlling scale formation therewith
CN101260176A (zh) * 2006-07-21 2008-09-10 国家淀粉及化学投资控股公司 磺化接枝共聚物
CN101358352A (zh) * 2008-09-11 2009-02-04 河北理工大学 新型氨基酸衍生物酸洗缓蚀剂及其应用方法
CN102417593A (zh) * 2011-09-26 2012-04-18 河南清水源科技股份有限公司 一种生物可降解的水处理剂天冬酰胺基聚环氧琥珀酸及其制备方法
CN106279572A (zh) * 2016-07-26 2017-01-04 上海台界化工有限公司 一种含聚天冬氨酸的建筑用缓凝剂及其制备方法
CN108056107A (zh) * 2017-12-11 2018-05-22 常州中翔科技有限公司 一种复合型缓蚀阻垢杀菌剂及其制备方法
CN111961146A (zh) * 2020-09-09 2020-11-20 中国石油天然气集团有限公司 高效溶蚀、低腐蚀、抑垢及环保的酸液体系及制备方法
CN112499780A (zh) * 2020-11-25 2021-03-16 山东天庆科技发展有限公司 一种耐高温阻垢分散剂及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙耀冉等: "丁二酸单酯酰氯的合成工艺研究", 石家庄学院学报, vol. 12, no. 06, pages 21 - 24 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN117362499B (zh) 2024-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109126474B (zh) 复合无磷反渗透阻垢剂
CN101921233A (zh) 一种树状咪唑啉季铵盐缓蚀剂及其制备方法
AU2015217240B2 (en) Primary amine-containing polymers useful as scale inhibitors
CN105600953A (zh) 用于循环冷却水系统的无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法和应用
CN107010740A (zh) 一种污水处理用阻垢剂及其制备方法
JPS6133640B2 (zh)
CN117362499B (zh) 一种聚合物基阻垢缓蚀剂的制备工艺
CN116874095B (zh) 用于锅炉停炉保护和日常运行加药处理的无磷混合物
CN109264876A (zh) 无磷反渗透阻垢剂eda-pamam及其制备方法
CN101602852A (zh) 一种水处理用聚环氧琥珀酸钠的制备方法
CN110921856A (zh) 一种电厂反渗透阻垢剂
CN102732897A (zh) 冷却水系统的金属防腐蚀处理方法
CN111003823A (zh) 一种新型高效无磷阻垢缓蚀剂及其制备方法
CN111100282A (zh) 一种聚环氧琥珀酸复配物的合成方法
CN105001366A (zh) 一种环保型缓蚀剂及其制备方法
CN105001365A (zh) 一种阴离子型聚丙烯酰胺缓蚀剂及其制备方法
CN108658264A (zh) 多支化聚环氧琥珀酸衍生物阻垢缓蚀剂的制备及其应用方法
CN108658262B (zh) 一种环保型水质稳定剂rg-10的制备
CN111826658B (zh) 一种加氢缓蚀剂组合物的制备方法
CN113428992A (zh) 一种适用于高温地热用环保低腐蚀型阻垢剂及其制备方法
CN108641046B (zh) 一种环保高效型水质稳定剂rg-15的制备
CN108516622B (zh) 一种端羧基超支化聚合物阻垢剂及其制备方法和应用
CN108559023B (zh) 一种新型环保高效型水质稳定剂rg-9的制备
CN104743688A (zh) 聚环氧丁二酸类水处理剂
LU501613B1 (fr) Phosphorus-free reverse osmosis scale inhibitor per-pamam and preparation methods thereof

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant