一种新型咪唑啉复配缓蚀剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于金属腐蚀抑制领域，设及一种新型咪挫嘟复配缓蚀剂及其制备方法， 该缓蚀剂能有效抑制金属在多种使用环境中存在的腐蚀，对金属设备进行保护。 技术背景
[0002] 在各种金属腐蚀防护方法中，使用缓蚀剂是一种工艺简便、成本低廉、适用性强的 方法，已广泛应用于石油和天然气的开采炼制、机械、化工、能源等领域。生产实践表明，金 属在酸性介质中的腐蚀速率远超过在其他介质中的腐蚀速率，因此，研究金属在酸性介质 中腐蚀的缓蚀剂是一项重要课题。其中金属酸洗工艺及石油油（气）井酸化工艺的操作条 件苛刻，对缓蚀剂的需求量大，质量要求高，一直W来是研究的热点。
[0003] 目前，根据缓蚀剂生成保护膜的类型分为Ξ类：氧化膜型缓蚀剂、沉淀膜型缓蚀 剂和吸附膜型缓蚀剂。氧化膜型缓蚀剂多为无机强氧化剂，如铭酸盐、鹤酸盐、饥酸盐、亚硝 酸盐、棚酸盐等。此类缓蚀剂所需的加剂量大，一旦剂量不足，金属表面将发生点蚀。沉淀 膜型缓蚀剂主要包括锋的碳酸盐、憐酸盐和氨氧化物，巧的碳酸盐、憐酸盐。此类缓蚀剂的 缓蚀效果较差，尤其是在酸性介质中。吸附膜型缓蚀剂多为有机缓蚀剂，如一些含氮、含硫 或含径基的具有表面活性的有机化合物。此类缓蚀剂可吸附在金属表面上，形成一层单分 子膜，从而阻止或减缓相应的电化学反应。但此类缓蚀剂单独使用效果较差，通常只适用于 某几种特定介质，一般需复配使用。
[0004] 从环保角度来说，由于氧化膜型缓蚀剂和沉淀膜型缓蚀剂大多含有重金属或憐元 素，毒性大，会对环境造成严重污染，而吸附膜型缓蚀剂主要由碳、氨、氧、氮、硫元素组成， 相对比较绿色安全，因此是越来越为人们所关注。因此开发一种新型咪挫嘟复配缓蚀剂是 当前缓蚀剂研究和生产领域的当务之急。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服上有技术的缺陷，提供一种用量少、效率高、毒性小、稳定 性好、成本低的复配咪挫嘟季锭盐缓蚀剂及其制备方法，该缓蚀剂能有效抑制金属在多种 使用环境中的腐蚀，普适性强。
[0006] 为实现运一目的，本发明提供一种新型咪挫嘟复配缓蚀剂及其制备方法，该缓蚀 剂有效成分按质量份计，由10~30%的硫脈衍生物、5~30%的碱金属面化物、30~80% 的咪挫嘟季锭盐衍生物、0~15%的乌洛托品复配而成。
[0007] 所述的硫脈衍生物为硫脈、二乙基硫脈、苯基硫脈、双硫脈等的一种或几种的混合 物。
[0008] 所述的碱金属面化物为氯化钢、氯化钟、漠化钢、漠化钟、舰化钢、舰化钟等的一种 或几种的混合物。
[0009] 所述的咪挫嘟季锭盐衍生物的结构通式如式1所示：
[0010]
[0011] 其中Ri为芳香控基、碳链长度为C15~C21的控基中的一种或几种的混合物；
[0012]尺2= CH2化或CHzCOONa ;X = C1或化；η = 0~3。
[0013] 所述的新型咪挫嘟复配缓蚀剂的制备方法，包括如下制备步骤：
[0014]Α.咪挫嘟季锭盐的制备：在装有回流、揽拌、分水装置的反应器内加入有机簇酸、 多乙締多胺、Α?2〇3及携水剂甲苯或二甲苯，揽拌升溫至120~180°C，保溫2~地；继续升 溫至200~230°C，保溫，直至反应体系中无水生成；再降溫至90~120°C，加入季锭化试 剂（氯化节或氯乙酸钢），反应2~地，最后减压蒸馈除低沸物得到咪挫嘟季锭盐或其衍 生物.其中有机簇酸：多乙締多胺：Al2〇3:季锭化试剂=1:1. 1~1.3:0~0.02:0. 9~ 1. 1 (摩尔比），携水剂：其他反应试剂=1:0. 5~5 (体积比），所述的其他反应试剂是指有 机簇酸，多乙締多胺和季锭化试剂的总和； 阳01引 B.复配：将硫脈或其衍生物、碱金属面化物、咪挫晰季锭盐或其衍生物和乌洛托 品按前述比例混合均匀即得一种新型咪挫嘟复配缓蚀剂。
[0016] 所述的新型咪挫嘟复配缓蚀剂在使用前应稀释成质量比为10-30%的水溶液。
[0017] 由该工艺制备的新型咪挫嘟复配缓蚀剂原料或组分简单易得，均为无毒或低毒物 质，并且各组分分子的性质和分子半径相差较大，互补性强，复配后各组分能吸附在金属表 面形成一层致密的单分子膜，具有普适性好、用量少、效率高、毒性小、稳定性好、制备工艺 简单、成本低等优点，能有效抑制金属材料在酸性、中性介质中的腐蚀，是一种性能优异的 缓蚀剂。
【具体实施方式】
[0018] 如下的实施例将更详细地描述本发明，但本发明不仅仅局限于运些具体的实施例 中。
[0019] 实施例1(咪挫嘟季锭盐的制备）
[0020] a)在装有回流、揽拌、分水装置的反应器内加入油酸（O.lmol)、二乙締Ξ胺 (0. 12mol)及二甲苯（40ml)，在揽拌下升溫至150°C，保溫化，继续升溫至220°C，保溫化， 直至反应体系中无水生成，随后降溫至l〇〇°C，加入氯化节（0.Imol)，反应化，最后减压蒸 馈除低沸物得咪挫嘟季锭盐a。 W21]b)在装有回流、揽拌、分水装置的反应器内加入油酸（O.lmoU、乙二胺 (0. 12mol)、甲苯（40ml)及Ξ氧化二侣化2g)，在揽拌下升溫至150°C，保溫化，继续升溫至 220°C，保溫比，直至反应体系中无水生成，随后降溫至100°C，加入氯化节化llmol)，反应 3h，最后减压蒸馈除低沸物得咪挫嘟季锭盐b。
[0022]C)在装有回流、揽拌、分水装置的反应器内加入苯甲酸（O.lmol)、二乙締Ξ胺 (0.llmol)及二甲苯（30ml)，在揽拌下升溫至120°C，保溫地，继续升溫至230°C，保溫比， 直至反应体系中无水生成，随后降溫至90°C，加入氯化节（0.Imol)，反应地，最后减压蒸馈 除低沸物得咪挫嘟季锭盐C。
[002引d)在装有回流、揽拌、分水装置的反应器内加入栋桐油酸（0. 111101)、；乙締四胺 (0. 13mol)及甲苯化0ml)，在揽拌下升溫至180°C，保溫化，继续升溫至200°C，保溫地，直 至反应体系中无水生成，随后降溫至120°C，加入氯乙酸钢化09mol)，反应化，最后减压蒸 馈除低沸物得咪挫嘟季锭盐d。
[0024]e)在装有回流、揽拌、分水装置的反应器内加入苯乙酸（O.lmol)、四乙締五胺(0. 12mol)、二甲苯巧0ml)及Ξ氧化二侣化2g)，在揽拌下升溫至120°C，保溫化，继续升溫 至200°C，保溫比，直至反应体系中无水生成，随后降溫至105°C，加入氯化节（0.Imol)，反 应化，最后减压蒸馈除低沸物得咪挫嘟季锭盐e。
[00对实施例2(复配） 阳0%] 根据实施例1中制备的咪挫嘟季锭盐a、b、C、te与硫脈或其衍生物、碱金属面化 物和乌洛托品进行复配，制得不同类型缓蚀剂，其有效成分及其质量比如表1所示。 |；00別表1 [0028]
[0029] 实施例3 (评价）
[0030] 将上述复配得到的缓蚀剂稀释成质量比为20%的水溶液，再用用不同种类的酸 溶液作为腐蚀介质，采用静态评定方法进行缓蚀效果评价（加剂量W缓蚀剂稀释前的质量 计），实验结果见表2-4。
[0031] 表2各复配缓蚀剂及市售酸洗缓蚀剂RX- 302在5%硫酸中的缓蚀效果对比
[0032]
W34] 注：试验条件：常压、溫度90°C、时间化；实验材质：A3钢；
[0035] 表3各复配缓蚀剂及市售酸洗缓蚀剂RX- 302在6%冰醋酸中的缓蚀效果对比
[0036]
阳037] 注:试验条件：常压、溫度90°C、时间化；实验材质：A3钢;
[0038] 表4各复配缓蚀剂及市售缓蚀剂RX- 203在±酸中的缓蚀效果对比
[0039]
阳0川注：1)±酸组分配比为盐酸：氨氣酸：水=12:3:85阳0创。实验条件：常压、溫度60°C、时间地；实验材质：N80钢；
[0043] 此外，该咪挫嘟复配缓蚀剂对金属在甲酸、硫化氨、碳酸、硝酸、环烧酸等酸性介质 及高矿化度的中性介质中也具有优良的腐蚀抑制作用，具有良好的普适性，因而是一种性 能优异的缓蚀剂。
【主权项】
1. 一种新型咪唑啉复配缓蚀剂，其特征在于，所述的缓蚀剂包含下列组分：1〇~30% 的硫脲或其衍生物、5~30%的碱金属卤化物、30~80%的咪唑啉季铵盐或其衍生物、0~ 15 %的乌洛托品。2. 根据权利要求书1所述的缓蚀剂，其特征在于，所述的缓蚀剂包含下列组分：由 10~15%的硫脲或其衍生物、5~15%的碱金属卤化物、60~80%的咪唑啉季铵盐或其衍 生物、0~10%的乌洛托品。3. 根据权利要求书1或2所述的缓蚀剂，其特征在于，所述的硫脲或其衍生物为硫脲、 二乙基硫脲、苯基硫脲、双硫脲的一种或几种的混合物。4. 根据权利要求书1或2所述的缓蚀剂，其特征在于，所述的碱金属卤化物为氯化钠、 氯化钾、溴化钠、溴化钾、碘化钠、碘化钾的一种或几种的混合物。5. 根据权利要求书1或2所述的缓蚀剂，其特征在于，所述的咪唑啉季铵盐或其衍生物 的结构通式如下·其中&为芳香烃基，碳链长度为C15~C21的烃基中的一种或几种的混合体；R2 =CH2Ph或CH2C00Na;X=Cl或Br;n= 0 ~3〇6. 根据权利要求书5所述的缓蚀剂，其特征在于，所述的Ri为十五碳烯基、十七碳烯 基、苯基、苄基中的一种或几种的混合物；R2=CH2Ph;X=Cl;n= 1。7. 根据权利要求书1或2所述的缓蚀剂，其特征在于，所述的咪唑啉季铵盐或其衍生物 的制备方法如下： 在装有回流、搅拌、分水装置的反应器内加入有机羧酸、多乙烯多胺、A1203及携水剂甲 苯或二甲苯，搅拌升温至120~180°C，保温2~4h;继续升温至200~230°C，保温，直至 反应体系中无水生成；再降温至90~120°C，加入季铵化试剂，反应2~4h，最后减压蒸馏 除低沸物得咪唑啉季铵盐或其衍生物；反应物料比为有机羧酸：多乙烯多胺：A1203:季铵 化试剂的摩尔比为1:1. 1~1. 3:0~0. 02:0. 9~1. 1，携水剂：其他反应试剂的体积比为 1:0· 5 ~5〇8. 根据权利要求书7所述的季铵盐或其衍生物的制备方法，其特征在于，所述的季铵 化试剂为氯化苄或氯乙酸钠。9. 根据权利要求书1-2所述的缓蚀剂，其特征在于，其使用前应稀释成质量比为 10-30 %的水溶液。
【专利摘要】一种新型咪唑啉复配缓蚀剂,本发明属于金属腐蚀抑制领域,为解决氧化膜型缓蚀剂和沉淀膜型缓蚀剂大多含有重金属或磷元素，毒性大，会对环境造成严重污染的问题，本发明提供一种缓蚀剂，缓蚀剂有效成分按质量份计，由10～30％的硫脲衍生物、5～30％的碱金属卤化物、30～80％的咪唑啉季铵盐衍生物、0～15％的乌洛托品复配而成,由该工艺制备的新型咪唑啉复配缓蚀剂原料或组分简单易得，均为无毒或低毒物质，并且各组分分子的性质和分子半径相差较大，互补性强，复配后各组分能吸附在金属表面形成一层致密的单分子膜，具有普适性好、用量少、效率高、毒性小、稳定性好、制备工艺简单、成本低等优点。
【IPC分类】C23F11/14
【公开号】CN105256318
【申请号】CN201510685630
【发明人】熊靓, 严斌, 刘影
【申请人】深圳市广昌达石油添加剂有限公司
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月21日