一種新型咪唑啉復配緩蝕劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于金屬腐蝕抑制領域，設及一種新型咪挫嘟復配緩蝕劑及其制備方法， 該緩蝕劑能有效抑制金屬在多種使用環(huán)境中存在的腐蝕，對金屬設備進行保護。 技術背景
[0002] 在各種金屬腐蝕防護方法中，使用緩蝕劑是一種工藝簡便、成本低廉、適用性強的 方法，已廣泛應用于石油和天然氣的開采煉制、機械、化工、能源等領域。生產實踐表明，金 屬在酸性介質中的腐蝕速率遠超過在其他介質中的腐蝕速率，因此，研究金屬在酸性介質 中腐蝕的緩蝕劑是一項重要課題。其中金屬酸洗工藝及石油油（氣）井酸化工藝的操作條 件苛刻，對緩蝕劑的需求量大，質量要求高，一直W來是研究的熱點。
[0003] 目前，根據緩蝕劑生成保護膜的類型分為Ξ類：氧化膜型緩蝕劑、沉淀膜型緩蝕 劑和吸附膜型緩蝕劑。氧化膜型緩蝕劑多為無機強氧化劑，如銘酸鹽、鶴酸鹽、饑酸鹽、亞硝 酸鹽、棚酸鹽等。此類緩蝕劑所需的加劑量大，一旦劑量不足，金屬表面將發(fā)生點蝕。沉淀 膜型緩蝕劑主要包括鋒的碳酸鹽、憐酸鹽和氨氧化物，巧的碳酸鹽、憐酸鹽。此類緩蝕劑的 緩蝕效果較差，尤其是在酸性介質中。吸附膜型緩蝕劑多為有機緩蝕劑，如一些含氮、含硫 或含徑基的具有表面活性的有機化合物。此類緩蝕劑可吸附在金屬表面上，形成一層單分 子膜，從而阻止或減緩相應的電化學反應。但此類緩蝕劑單獨使用效果較差，通常只適用于 某幾種特定介質，一般需復配使用。
[0004] 從環(huán)保角度來說，由于氧化膜型緩蝕劑和沉淀膜型緩蝕劑大多含有重金屬或憐元 素，毒性大，會對環(huán)境造成嚴重污染，而吸附膜型緩蝕劑主要由碳、氨、氧、氮、硫元素組成， 相對比較綠色安全，因此是越來越為人們所關注。因此開發(fā)一種新型咪挫嘟復配緩蝕劑是 當前緩蝕劑研究和生產領域的當務之急。

【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于克服上有技術的缺陷，提供一種用量少、效率高、毒性小、穩(wěn)定 性好、成本低的復配咪挫嘟季錠鹽緩蝕劑及其制備方法，該緩蝕劑能有效抑制金屬在多種 使用環(huán)境中的腐蝕，普適性強。
[0006] 為實現運一目的，本發(fā)明提供一種新型咪挫嘟復配緩蝕劑及其制備方法，該緩蝕 劑有效成分按質量份計，由10~30%的硫脈衍生物、5~30%的堿金屬面化物、30~80% 的咪挫嘟季錠鹽衍生物、0~15%的烏洛托品復配而成。
[0007] 所述的硫脈衍生物為硫脈、二乙基硫脈、苯基硫脈、雙硫脈等的一種或幾種的混合 物。
[0008] 所述的堿金屬面化物為氯化鋼、氯化鐘、漠化鋼、漠化鐘、艦化鋼、艦化鐘等的一種 或幾種的混合物。
[0009] 所述的咪挫嘟季錠鹽衍生物的結構通式如式1所示：
[0010]
[0011] 其中Ri為芳香控基、碳鏈長度為C15~C21的控基中的一種或幾種的混合物；
[0012]尺2= CH2化或CHzCOONa ;X = C1或化；η = 0~3。
[0013] 所述的新型咪挫嘟復配緩蝕劑的制備方法，包括如下制備步驟：
[0014]Α.咪挫嘟季錠鹽的制備：在裝有回流、攬拌、分水裝置的反應器內加入有機簇酸、 多乙締多胺、Α?2〇3及攜水劑甲苯或二甲苯，攬拌升溫至120~180°C，保溫2~地；繼續(xù)升 溫至200~230°C，保溫，直至反應體系中無水生成；再降溫至90~120°C，加入季錠化試 劑（氯化節(jié)或氯乙酸鋼），反應2~地，最后減壓蒸饋除低沸物得到咪挫嘟季錠鹽或其衍 生物.其中有機簇酸：多乙締多胺：Al2〇3:季錠化試劑=1:1. 1~1.3:0~0.02:0. 9~ 1. 1 (摩爾比），攜水劑：其他反應試劑=1:0. 5~5 (體積比），所述的其他反應試劑是指有 機簇酸，多乙締多胺和季錠化試劑的總和； 陽01引 B.復配：將硫脈或其衍生物、堿金屬面化物、咪挫晰季錠鹽或其衍生物和烏洛托 品按前述比例混合均勻即得一種新型咪挫嘟復配緩蝕劑。
[0016] 所述的新型咪挫嘟復配緩蝕劑在使用前應稀釋成質量比為10-30%的水溶液。
[0017] 由該工藝制備的新型咪挫嘟復配緩蝕劑原料或組分簡單易得，均為無毒或低毒物 質，并且各組分分子的性質和分子半徑相差較大，互補性強，復配后各組分能吸附在金屬表 面形成一層致密的單分子膜，具有普適性好、用量少、效率高、毒性小、穩(wěn)定性好、制備工藝 簡單、成本低等優(yōu)點，能有效抑制金屬材料在酸性、中性介質中的腐蝕，是一種性能優(yōu)異的 緩蝕劑。
【具體實施方式】
[0018] 如下的實施例將更詳細地描述本發(fā)明，但本發(fā)明不僅僅局限于運些具體的實施例 中。
[0019] 實施例1(咪挫嘟季錠鹽的制備）
[0020] a)在裝有回流、攬拌、分水裝置的反應器內加入油酸（O.lmol)、二乙締Ξ胺 (0. 12mol)及二甲苯（40ml)，在攬拌下升溫至150°C，保溫化，繼續(xù)升溫至220°C，保溫化， 直至反應體系中無水生成，隨后降溫至l〇〇°C，加入氯化節(jié)（0.Imol)，反應化，最后減壓蒸 饋除低沸物得咪挫嘟季錠鹽a。 W21]b)在裝有回流、攬拌、分水裝置的反應器內加入油酸（O.lmoU、乙二胺 (0. 12mol)、甲苯（40ml)及Ξ氧化二侶化2g)，在攬拌下升溫至150°C，保溫化，繼續(xù)升溫至 220°C，保溫比，直至反應體系中無水生成，隨后降溫至100°C，加入氯化節(jié)化llmol)，反應 3h，最后減壓蒸饋除低沸物得咪挫嘟季錠鹽b。
[0022]C)在裝有回流、攬拌、分水裝置的反應器內加入苯甲酸（O.lmol)、二乙締Ξ胺 (0.llmol)及二甲苯（30ml)，在攬拌下升溫至120°C，保溫地，繼續(xù)升溫至230°C，保溫比， 直至反應體系中無水生成，隨后降溫至90°C，加入氯化節(jié)（0.Imol)，反應地，最后減壓蒸饋 除低沸物得咪挫嘟季錠鹽C。
[002引d)在裝有回流、攬拌、分水裝置的反應器內加入棟桐油酸（0. 111101)、；乙締四胺 (0. 13mol)及甲苯化0ml)，在攬拌下升溫至180°C，保溫化，繼續(xù)升溫至200°C，保溫地，直 至反應體系中無水生成，隨后降溫至120°C，加入氯乙酸鋼化09mol)，反應化，最后減壓蒸 饋除低沸物得咪挫嘟季錠鹽d。
[0024]e)在裝有回流、攬拌、分水裝置的反應器內加入苯乙酸（O.lmol)、四乙締五胺(0. 12mol)、二甲苯巧0ml)及Ξ氧化二侶化2g)，在攬拌下升溫至120°C，保溫化，繼續(xù)升溫 至200°C，保溫比，直至反應體系中無水生成，隨后降溫至105°C，加入氯化節(jié)（0.Imol)，反 應化，最后減壓蒸饋除低沸物得咪挫嘟季錠鹽e。
[00對實施例2(復配） 陽0%] 根據實施例1中制備的咪挫嘟季錠鹽a、b、C、te與硫脈或其衍生物、堿金屬面化 物和烏洛托品進行復配，制得不同類型緩蝕劑，其有效成分及其質量比如表1所示。 |；00別表1 [0028]
[0029] 實施例3 (評價）
[0030] 將上述復配得到的緩蝕劑稀釋成質量比為20%的水溶液，再用用不同種類的酸 溶液作為腐蝕介質，采用靜態(tài)評定方法進行緩蝕效果評價（加劑量W緩蝕劑稀釋前的質量 計），實驗結果見表2-4。
[0031] 表2各復配緩蝕劑及市售酸洗緩蝕劑RX- 302在5%硫酸中的緩蝕效果對比
[0032]
W34] 注：試驗條件：常壓、溫度90°C、時間化；實驗材質：A3鋼；
[0035] 表3各復配緩蝕劑及市售酸洗緩蝕劑RX- 302在6%冰醋酸中的緩蝕效果對比
[0036]
陽037] 注:試驗條件：常壓、溫度90°C、時間化；實驗材質：A3鋼;
[0038] 表4各復配緩蝕劑及市售緩蝕劑RX- 203在±酸中的緩蝕效果對比
[0039]
陽0川注：1)±酸組分配比為鹽酸：氨氣酸：水=12:3:85陽0創(chuàng)。實驗條件：常壓、溫度60°C、時間地；實驗材質：N80鋼；
[0043] 此外，該咪挫嘟復配緩蝕劑對金屬在甲酸、硫化氨、碳酸、硝酸、環(huán)燒酸等酸性介質 及高礦化度的中性介質中也具有優(yōu)良的腐蝕抑制作用，具有良好的普適性，因而是一種性 能優(yōu)異的緩蝕劑。
【主權項】
1. 一種新型咪唑啉復配緩蝕劑，其特征在于，所述的緩蝕劑包含下列組分：1〇~30% 的硫脲或其衍生物、5~30%的堿金屬鹵化物、30~80%的咪唑啉季銨鹽或其衍生物、0~ 15 %的烏洛托品。2. 根據權利要求書1所述的緩蝕劑，其特征在于，所述的緩蝕劑包含下列組分：由 10~15%的硫脲或其衍生物、5~15%的堿金屬鹵化物、60~80%的咪唑啉季銨鹽或其衍 生物、0~10%的烏洛托品。3. 根據權利要求書1或2所述的緩蝕劑，其特征在于，所述的硫脲或其衍生物為硫脲、 二乙基硫脲、苯基硫脲、雙硫脲的一種或幾種的混合物。4. 根據權利要求書1或2所述的緩蝕劑，其特征在于，所述的堿金屬鹵化物為氯化鈉、 氯化鉀、溴化鈉、溴化鉀、碘化鈉、碘化鉀的一種或幾種的混合物。5. 根據權利要求書1或2所述的緩蝕劑，其特征在于，所述的咪唑啉季銨鹽或其衍生物 的結構通式如下·其中&為芳香烴基，碳鏈長度為C15~C21的烴基中的一種或幾種的混合體；R2 =CH2Ph或CH2C00Na;X=Cl或Br;n= 0 ~3〇6. 根據權利要求書5所述的緩蝕劑，其特征在于，所述的Ri為十五碳烯基、十七碳烯 基、苯基、芐基中的一種或幾種的混合物；R2=CH2Ph;X=Cl;n= 1。7. 根據權利要求書1或2所述的緩蝕劑，其特征在于，所述的咪唑啉季銨鹽或其衍生物 的制備方法如下： 在裝有回流、攪拌、分水裝置的反應器內加入有機羧酸、多乙烯多胺、A1203及攜水劑甲 苯或二甲苯，攪拌升溫至120~180°C，保溫2~4h;繼續(xù)升溫至200~230°C，保溫，直至 反應體系中無水生成；再降溫至90~120°C，加入季銨化試劑，反應2~4h，最后減壓蒸餾 除低沸物得咪唑啉季銨鹽或其衍生物；反應物料比為有機羧酸：多乙烯多胺：A1203:季銨 化試劑的摩爾比為1:1. 1~1. 3:0~0. 02:0. 9~1. 1，攜水劑：其他反應試劑的體積比為 1:0· 5 ~5〇8. 根據權利要求書7所述的季銨鹽或其衍生物的制備方法，其特征在于，所述的季銨 化試劑為氯化芐或氯乙酸鈉。9. 根據權利要求書1-2所述的緩蝕劑，其特征在于，其使用前應稀釋成質量比為 10-30 %的水溶液。
【專利摘要】一種新型咪唑啉復配緩蝕劑,本發(fā)明屬于金屬腐蝕抑制領域,為解決氧化膜型緩蝕劑和沉淀膜型緩蝕劑大多含有重金屬或磷元素，毒性大，會對環(huán)境造成嚴重污染的問題，本發(fā)明提供一種緩蝕劑，緩蝕劑有效成分按質量份計，由10～30％的硫脲衍生物、5～30％的堿金屬鹵化物、30～80％的咪唑啉季銨鹽衍生物、0～15％的烏洛托品復配而成,由該工藝制備的新型咪唑啉復配緩蝕劑原料或組分簡單易得，均為無毒或低毒物質，并且各組分分子的性質和分子半徑相差較大，互補性強，復配后各組分能吸附在金屬表面形成一層致密的單分子膜，具有普適性好、用量少、效率高、毒性小、穩(wěn)定性好、制備工藝簡單、成本低等優(yōu)點。
【IPC分類】C23F11/14
【公開號】CN105256318
【申請?zhí)枴緾N201510685630
【發(fā)明人】熊靚, 嚴斌, 劉影
【申請人】深圳市廣昌達石油添加劑有限公司
【公開日】2016年1月20日
【申請日】2015年10月21日