一种复配型无磷水溶性缓蚀剂及其制备方法
【专利摘要】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。
【专利说明】一种复配型无磷水溶性缓蚀剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006]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】
[0007] 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。
[0008] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0009] -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：
[0010] 咪唑啉衍生物 10-40% ;
[0011] 吡啶类衍生物5-35% ;
[0012] 有机胺 5-20% ;
[0013] 醇类 1-10% ;
[0014] 醛类 1-10% ;
[0015] 溶剂 5_3〇% ;
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 所述的醛类为甲醛、乙醛中的至少一种。
[0020] 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
[0021] 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：
[0022] S1、取适量乙酸与二乙烯三胺反应得到咪唑啉中间体；
[0023] S2、取适量2-氨基吡啶咪唑啉及步骤Sl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；
[0024] 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。
[0025] 其中，所述步骤Sl中乙酸和二乙烯三胺的摩尔比为1 : 1.0-1. 5。
[0026] 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。
[0027] 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。
[0028] 其中，所述步骤Sl中乙酸与二乙烯三胺的摩尔比为I : I. 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。
[0029] 本发明具有以下有益效果：
[0030] 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】
[0031] 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。
[0032] 实施例1
[0033] 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。
[0034] 实施例2
[0035] 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。
[0036] 实施例3
[0037] 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。
[0038] 性能测试
[0039] 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。
[0040] 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。
[0041] 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°C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 :
[0042] 表1实施例缓蚀剂产品性能测试对比结果
[0043]
【权利要求】
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. -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： 51、 取适量乙酸与二乙烯三胺反应得到咪唑啉中间体； 52、 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； 53、 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。
【文档编号】C23F11/14GK104404531SQ201410659438
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月7日 优先权日:2014年11月7日
【发明者】李文超, 邵艳兵, 郭君君, 江川 申请人:陕西禾合化工科技有限公司