一种混合脂肪基双(苯并咪唑啉季铵盐)及其制备方法与应用
【专利摘要】本发明属于精细有机化工领域，尤其涉及一种混合脂肪基双(苯并咪唑啉季铵盐)及其制备方法与应用。本发明提供了一种混合脂肪基双(苯并咪唑啉季铵盐)的结构，本发明还提供了上述混合脂肪基双(苯并咪唑啉季铵盐)的制备方法及应用。在苯并咪唑啉分子中引入了混合脂肪基和季铵基之后，既增加了保护膜的疏水性，减小了金属腐蚀速率，又增加了缓蚀剂的水溶性。经实验测定可得，本发明提供的技术方案中所涉及的缓蚀剂，缓蚀效果明显优于现有缓蚀剂。解决了现有技术中，缓蚀剂存在着缓蚀效果差以及水溶性差的技术缺陷。而且，本发明所使用的原料为地沟油，在降低生产成本的同时，还具有保护环境的优点。
【专利说明】
-种混合脂肪基双(苯并咪性嘟季读盐)及其制备方法与应用
技术领域
[0001] 本发明属于精细有机化工领域，尤其设及一种混合脂肪基双(苯并咪挫嘟季锭盐） 及其制备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 在油气井开采和工业热力设备酸洗过程中，为了防止酸液对油管、套管W及锅炉 等设备的腐蚀，在酸液中添加缓蚀剂是必不可少的防腐措施，近年来，咪挫嘟类缓蚀剂在油 田管路防腐和酸洗工业中应用尤为广泛。
[0003] 目前，苯并咪挫嘟的合成主要是W有机簇酸与邻苯二胺或取代邻苯二胺为原料， 采用阶梯升溫技术，通过酷胺化和环化脱水制备而得。现有技术的具体制备方法为：WC7~ C20的脂肪酸、邻苯二胺或取代邻苯二胺为原料，加入携水剂和催化剂进行酷化、环化反应 合成了一种脂肪基苯并咪挫嘟或脂肪基取代苯并咪挫嘟，然而，此类制备方法得到的缓蚀 剂，依然存在着缓蚀效果差的技术缺陷。
[0004] 因此，研发出及一种混合脂肪基双（苯并咪挫嘟季锭盐)及其制备方法与应用，用 于解决现有技术中，缓蚀剂存在着缓蚀效果差技术缺陷，成为了本领域技术人员亟待解决 的问题。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本发明提供了一种混合脂肪基双(苯并咪挫嘟季锭盐)及其制备方法与 应用，用于解决现有技术中，缓蚀剂存在着缓蚀效果差技术缺陷。
[0006] 本发明提供了一种混合脂肪基双(苯并咪挫嘟季锭盐），所述双(苯并咪挫嘟季锭 盐)的化学结构式为：
[0007] 其中，Rn为混合脂肪基，R为C出或C6也，Z为-CH=CH-或-
[000引本发明还提供了一种混合脂肪基双（苯并咪挫嘟季锭盐）的制备方法，其特征在 于，所述制备方法为:步骤一、将地沟油水解，得混合脂肪酸，所得混合脂肪酸为第一产物； 步骤二、第一产物与N-取代邻苯二胺发生酷胺化-环化脱水反应，生成第二产物;步骤Ξ、所 述第二产物冷却后，加入二漠代控，发生季锭化反应，得产品。
[0009] 优选地，所述第一产物与N-取代邻苯二胺的质量比为1:(0.61~0.70)。
[0010] 优选地，所述酷胺化-环化脱水反应在氮气保护下进行。
[0011] 优选地，所述酷胺化-环化脱水反应分Ξ阶段进行:阶段一、所述第一产物与N-取 代邻苯二胺发生酷胺化反应，W二甲苯为溶剂，反应过程中即时蒸出酷胺化反应产生的水； 阶段二、所述阶段一结束后，升溫蒸出所述溶剂；阶段Ξ、所述阶段二结束后，发生环化反 应，减压蒸馈至没有液体产生，得第二产物。
[0012] 优选地，所述酷胺化反应的时间为4~化，所述酷胺化反应的溫度为130~140°C。
[0013] 优选地，所述阶段二的反应溫度170~180°C，所述阶段二的反应时间为4~化。
[0014] 优选地，所述环化反应的时间为化，所述环化反应的溫度为210~220°C;阶段Ξ所 述的减压蒸馈的条件为20~25mmHg。
[0015] 优选地所述冷却的溫度为60°C。所述第一产物与所述二漠代控的质量比为1: (0.39~0.46)，所述季锭化反应的反应时间为1~1.化，所述季锭话反应的反应溫度为60~ 70 °C。
[0016] 本发明还提供了一种上述混合脂肪基双（苯并咪挫嘟季锭盐)或上述制备方法得 到的产品在缓蚀剂中的应用。
[0017] 综上所述，本发明提供了一种混合脂肪基双(苯并咪挫嘟季锭盐）的结构，本发明 还提供了上述混合脂肪基双(苯并咪挫嘟季锭盐)的制备方法及应用。在咪挫嘟分子中引入 了混合脂肪基和季锭基之后，既增加了保护膜的疏水性，减小了金属腐蚀速率，又增加了缓 蚀剂的水溶性。经实验测定可得，本发明提供的技术方案中所设及的缓蚀剂，缓蚀效果明显 优于现有缓蚀剂。解决了现有技术中，缓蚀剂存在着缓蚀效果差W及水溶性差的技术缺陷。 而且，本发明所使用的原料为地沟油，在降低生产成本的同时，还具有保护环境的优点。
【具体实施方式】
[0018] 本发明提供了一种混合脂肪基双(苯并咪挫嘟季锭盐)及其制备方法与应用，用于 解决现有技术中，缓蚀剂存在着缓蚀效果差技术缺陷。
[0019] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。
[0020] 为了更详细说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的，进行具体地描述。
[0021] 实施例1
[0022] 本实施例为制备1,4-二(2-混合脂肪基-1-苯并咪挫嘟苯基季锭基)-2-下締缓蚀 剂的具体实施例。
[0023] 本实施例的反应原理的化学反应式为：
[0024]
[0025] 将地沟油水解得混合脂肪酸，备用。
[00%]在配有分水器、溫度计、冷凝管和揽拌装置的Ξ口烧瓶中，加入27.?混合脂肪酸、 16.6gN-苯基邻苯二胺和60ml二甲苯，通入氮气保护，反应中不断用分水器从体系中分离出 副产物水，缓慢加热至140°C，反应3.5~4.化。当收集水量接近理论产水量时，再升溫至170 ~180°C蒸出溶剂，加热回流4~5小时。继续在210~220°C环化反应化后，在20~25mmHg减 压下蒸馈，直到没有液体流出为止。
[0027] 将反应体系冷却至60°C，向混合物中加入9.7gl ,4-二漠 -2-下締，混合物升溫至60 ~70°C，揽拌反应1.化后，减压蒸馈，得到水溶性1，4-二(2-混合脂肪基-1-苯并咪挫晰季锭 基)-2-下締缓蚀剂，即为产品1。收得产品1共计36.6g。
[0028] 实施例2
[0029] 本实施例为制备1,4-二(2-混合脂肪基-1-苯并咪挫嘟甲基亚甲基季锭基)苯缓蚀 剂的具体实施例。
[0030] 本实施例的反应原理的化学反应式为：
[0031]
[0032] 将地沟油水解得混合脂肪酸，备用。
[0033] 在配有分水器、溫度计、冷凝管和揽拌装置的Ξ口烧瓶中，加入27.?混合脂肪酸、 17.5gN-甲基邻苯二胺和80ml二甲苯，通入氮气保护，反应中不断用分水器从体系中分离出 副产物水，缓慢加热至140°C，反应3.5~4.化。当收集水量接近理论产水量时，再升溫至170 ~180°C蒸出溶剂，加热回流4~5小时。继续在210~220°C环化反应化后，在20~25mmHg减 压下蒸馈，直到没有液体流出为止。
[0034] 将反应体系冷却至60°C，向混合物中加入11.9gl，4-二(漠甲基)苯，混合物升溫至 60~70°C，揽拌反应化后，减压蒸馈，得到水溶性1,4-二(2-混合脂肪基-1-苯并咪挫嘟甲基 季锭基亚甲基)苯缓蚀剂，即为产品2。收得产品2共计36.6g。
[0035] 实施例3
[0036] 本实施例为制备1,4-二(2-混合脂肪基-1-苯并咪挫嘟基甲基季锭基)-2-下締缓 蚀剂的具体实施例。
[0037] 本实施例的反应原理的化学反应式为：
[00；3 引
[0039] 将地沟油水解得混合脂肪酸，备用。
[0040] 在配有分水器、溫度计、冷凝管和揽拌装置的Ξ口烧瓶中，加入27.?混合脂肪酸、 18.5gN-甲基邻苯二胺和40ml二甲苯，通入氮气保护，反应中不断用分水器从体系中分离出 副产物水，缓慢加热至140°C，反应3.5~4.化。当收集水量接近理论产水量时，再升溫至170 ~180°C蒸出溶剂，加热回流4~5小时。继续在210~220°C环化反应化后，在20~25mmHg减 压下蒸馈，直到没有液体流出为止。
[0041 ] 将反应体系冷却至60°C，向混合物中加入9.7gl ,4-二漠-2-下締，混合物升溫至60 ~70°C，揽拌反应比后，减压蒸馈，得到水溶性1,4-二(2'-混合脂肪基-Γ-苯并咪挫嘟甲基 季锭基)-2-下締缓蚀剂，即为产品3。收得产品3共计36.3g。
[0042] 实施例4
[0043] 本实施例为制备1,4-二(2-混合脂肪基-1-苯并咪挫嘟苯基亚甲基季锭基)苯缓蚀 剂的具体实施例。
[0044] 本实施例的反应原理的化学反应式为：
[0045]
[0046] 按实施2例的试验方法，用N-苯基邻苯二胺替代N-甲基邻苯二胺，得到水溶性1,4- 二(2-混合脂肪基-1-苯并咪挫嘟苯基季锭基亚甲基)苯缓蚀剂，即为产品4。收得产品4共计 32.2邑。
[0047] 实施例5
[004引本实施例为测定产品1~4的缓蚀效果的具体实验。
[0049] 本实施例通过测定模拟油田管道防腐缓蚀实验来说明产品1~6的缓蚀效果。由于 油田管道主要是Q235钢材，故本实施例采用Q235金属材料来模拟实验，检验缓蚀剂的性能。 本实施例中，所使用的对照品为水溶性油酸咪挫嘟。
[0050] 向1000ml的5%HC1溶液中加入产品1，将Q235钢片悬挂在溶液中，恒溫水浴60°C， 放置化后，采用失重法测量钢片的腐蚀量。本实施例中，产品1的质量百分浓度为0.25%。
[0051] 产品2~产品4W及对照品的缓蚀效果测定实验同上，在此不再寶述。实验测定后 计算所得的缓蚀率结果请参阅表1。
[0052] 表1:缓蚀率实验结果 [0化3]
[0054] 从表1中可得，产品1~4的缓蚀率要明显高于对照'，说明，本发明提供的技术方案' 所对应的产品，具有缓蚀效果好的优点。
[0055] 综上所述，本发明提供了一种混合脂肪基双(苯并咪挫嘟季锭盐）的结构，本发明 还提供了上述混合脂肪基双(苯并咪挫嘟季锭盐)的制备方法及应用。在咪挫嘟分子中引入 了混合脂肪基和季锭基之后，既增加了保护膜的疏水性，减小了金属腐蚀速率，又增加了缓 蚀剂的水溶性。经实验测定可得，本发明提供的技术方案中所设及的缓蚀剂，缓蚀效果明显 优于现有缓蚀剂。解决了现有技术中，缓蚀剂存在着缓蚀效果差W及水溶性差的技术缺陷。 而且，本发明所使用的原料为地沟油，在降低生产成本的同时，还具有保护环境的优点。
[0056] W上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人 员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可W做出若干改进和润饰，运些改进和润饰也应 视为本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种混合脂肪基双（苯并咪挫嘟季锭盐），其特征在于，所述双（咪挫嘟季锭盐）的化 学结构式为：其中，Rn为混合脂肪基，R为C也或C6也，Z为-CH=CH-或S2. -种混合脂肪基双(苯并咪挫嘟季锭盐)的制备方法，其特征在于，所述制备方法为： 步骤一、将地沟油水解，得混合脂肪酸，所得混合脂肪酸为第一产物； 步骤二、第一产物与N-取代邻苯二胺发生酷胺化-环化脱水反应，生成第二产物； 步骤Ξ、所述第二产物冷却后，加入二漠代控，发生季锭化反应，得产品。3. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一产物与N-取代邻苯二胺的质 量比为 1:(0.61 ~0.70)。4. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述酷胺化-环化脱水反应在氮气保 护下进行。5. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述酷胺化-环化脱水反应分Ξ阶段 进行： 阶段一、所述第一产物与N-取代邻苯二胺发生酷胺化反应，W二甲苯为溶剂，反应过程 中即时蒸出酷胺化反应产生的水； 阶段二、所述阶段一结束后，升溫蒸出所述溶剂； 阶段Ξ、所述阶段二结束后，发生环化反应，减压蒸馈至没有液体产生，得第二产物。6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述酷胺化反应的时间为4~化，所述 酷胺化反应的溫度为130~140°C。7. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述阶段二的反应溫度170~180°C， 所述阶段二的反应时间为4~化。8. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述环化反应的时间为3h，所述环化 反应的溫度为210~220°C;阶段Ξ所述的减压蒸馈的条件为20~25mmHg。9. 根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述冷却的溫度为60°C。所述第一产 物与所述二漠代控的质量比为1: (0.39~0.46)，所述季锭化反应的反应时间为1~1.化，所 述季锭化反应的反应溫度为60~70°C。10. -种包括权利要求1所述的混合脂肪基双(苯并咪挫嘟季锭盐)或权利要求2至9任 意一项所述的制备方法得到的产品在缓蚀剂中的应用。
【文档编号】C23G1/26GK106083727SQ201610398838
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】袁斌, 胡薇, 吕松
【申请人】广东工业大学