一種咪唑啉類緩蝕劑、合成方法及其應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種咪唑啉類緩蝕劑、合成方法及其應用，適用于天然氣處理廠鍋爐的防腐工作，其主劑為松香，助劑為二乙烯三胺和N，N一二甲基乙酰胺，另外，在合成咪唑啉類緩蝕劑的基礎上，引入帶有在CO2／N2作用下具有“開一關(guān)”性能的脒基，一方面提高咪唑啉類緩蝕劑對CO2的緩蝕性能；另一方面使得緩蝕劑能夠循環(huán)再次利用。最后，在模擬現(xiàn)場條件下，發(fā)現(xiàn)緩蝕劑加量400 mg/L時，緩蝕率達80%，腐蝕速率緩蝕效率良好；該緩蝕劑以抑制陰極析氫還原反應為主，也有陽極金屬溶解作用，屬于陰極抑制型為主的混合控制型緩蝕劑。本發(fā)明所涉及的緩蝕劑成本低廉，使用方式簡單、高效、低毒、無刺激氣味并且減少了對于水體與環(huán)境的污染。
【專利說明】一種咪唑啉類緩蝕劑、合成方法及其應用
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明具體涉及一種咪唑啉類緩蝕劑、合成方法及其應用。
【背景技術(shù)】
[0002] 緩蝕劑是一種在很低的濃度下，能抑制金屬在腐蝕介質(zhì)中的破壞過程的物質(zhì)。在 石油及天然氣的開采過程中，現(xiàn)階段常使用酸化壓裂技術(shù)來提高采收率。酸化壓裂技術(shù)是 一項非常有效的增產(chǎn)措施，其原理是采用機械方法將鹽酸、土酸或其它酸溶液注入地層，從 而溶蝕滲流通道中的堵塞物質(zhì)、地層裂縫內(nèi)的堵塞物質(zhì)和地層巖石中的某些組分，從而擴 大油氣通道，減小油流阻力，達到增產(chǎn)的目的。在酸化壓裂技術(shù)應用過程中，強酸的注入同 時會造成油氣井管材及開采設備的腐蝕，有時還可能導致突發(fā)性破裂事故，造成嚴重經(jīng)濟 損失，在酸液中添加酸化緩蝕劑是必不可少的防腐措施。
[0003] 天然氣處理廠蒸汽鍋爐系統(tǒng)，產(chǎn)出蒸汽一路通過換熱機組為暖氣系統(tǒng)供熱；一路 為甲醇回收生產(chǎn)單元供熱。蒸汽鍋爐系統(tǒng)在運行過程中，全系統(tǒng)出現(xiàn)腐蝕、結(jié)垢等故障是普 遍存在的現(xiàn)象，特別是蒸汽-凝結(jié)水系統(tǒng)存在嚴重的腐蝕現(xiàn)象。這些故障的發(fā)生，對鍋爐系 統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行留下隱患。
[0004] 在研究中發(fā)現(xiàn)鍋爐主要為鐵的氧化物腐蝕，且存在一定的點蝕，給鍋爐的安全運 行也帶來極大隱患，因此需要研制一種用于天然氣處理廠鍋爐系統(tǒng)的緩蝕劑。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的目的是研制一種用于天然氣處理廠鍋爐系統(tǒng)的緩蝕劑，有效降低蒸汽鍋 爐系統(tǒng)的腐蝕。
[0006] 為此，本發(fā)明提供了一種咪唑啉類緩蝕劑，該咪唑啉類緩蝕劑是由松香與二乙烯 三胺反應得到咪唑啉中間體，然后再與N，N-二甲基乙酰胺反應得到松香-咪唑啉-N，N-二 甲基乙脒，最后再與二氧化碳反應所得到。
[0007] -種咪唑啉類緩蝕劑的合成方法，包括如下步驟： 步驟一：將松香與二乙烯三胺反應得到咪唑啉中間體，化學反應式如下，
【權(quán)利要求】
1. 一種咪唑啉類緩蝕劑，其特征在于：該咪唑啉類緩蝕劑是由松香與二乙烯三胺反應 得到咪唑啉中間體，然后再與N，N-二甲基乙酰胺反應得到松香-咪唑啉-N，N-二甲基乙 脒，最后再與二氧化碳反應所得到。
2. -種如權(quán)利要求1所述的咪唑啉類緩蝕劑的合成方法，包括如下步驟： 步驟一：將松香與二乙烯三胺反應得到咪唑啉中間體，化學反應式如下，
步驟二：將步驟一所得到的咪唑啉中間體與N，N-二甲基乙酰胺反應得到松香-咪唑 啉-N，N-二甲基乙脒沒化學反應式如下，
7 步驟三：將步驟二得到的松香-咪唑啉-N，N-二甲基乙脒與二氧化碳反應得到松 香-咪唑啉-乙脒碳酸氫鹽，化學反應式如下，
3. 如權(quán)利要求2所述的咪唑啉類緩蝕劑的合成方法，其特征在于：所述的步驟一包括 如下步驟， (1) 將松香與二甲苯以質(zhì)量比1:9的比例混合，加入到裝有分水器、回流冷凝器、溫度 計的三口燒瓶中； (2) 加熱到KKTC，完全使松香溶解到二甲苯中，開始滴加二乙烯三胺，使得松香和二 乙烯三胺的摩爾質(zhì)量比為I :1. 4 ; (3) 繼續(xù)升溫，松香和二乙烯三胺在144°C脫水生成酰胺，反應到4h時，抽出二甲苯， 再升溫到210 °C，反應到5h時，酰胺環(huán)化得到棕黑色黏狀的松香咪唑啉中間體和水。
4. 如權(quán)利要求2所述的咪唑啉類緩蝕劑的合成方法，其特征在于：所述的步驟二包括 如下步驟， (1) 在反應瓶中加入松香咪唑啉中間體和氯仿溶劑，份量比例為每65g松香咪唑啉中 間體配備150mL氯仿溶劑，在60°C下反應Ih ; (2) 將反應溫度升至70°C后，開始滴加 N，N-二甲基乙酰胺，使得松香咪唑啉中間體和 N，N-二甲基乙酰胺的摩爾質(zhì)量比為3:1，然后回流反應12h ; (3) 反應體系的溫度降到40°C，滴加三氯化磷，三氯化磷份量為步驟（2)中N，N-二甲 基乙酰胺質(zhì)量的1/5,再回流反應12h ; (4) 反應結(jié)束后，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)溶劑，并按化學反應式中充分反應的比例加 入環(huán)己烷重結(jié)晶使其完全反應得到黃色的松香-咪唑啉-N，N-二甲基乙脒。
5. 如權(quán)利要求2所述的咪唑啉類緩蝕劑的合成方法，其特征在于：所述的步驟三包括 如下步驟， 將步驟二中得到的松香-咪唑啉-N，N-二甲基乙脒加入到反應瓶中，然后加入水使其 完全溶解，攪拌并按反應式中充分反應的比例通入高純二氧化碳，一個小時后，過濾并干燥 得到松香-咪唑啉-乙脒碳酸氫鹽即為所得緩蝕劑。
6. -種如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的咪唑啉類緩蝕劑的應用，其特征在于：該 咪唑啉類緩蝕劑在使用中濃度范圍為200?400mg/L。
7. -種如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的咪唑啉類緩蝕劑的應用，其特征在于：該 咪唑啉類緩蝕劑在使用中每經(jīng)過25小時后需要重新置換新的咪唑啉類緩蝕劑。
8. -種如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的咪唑啉類緩蝕劑的應用，其特征在于：該 咪唑啉類緩蝕劑適用于礦化度含量在0%?8%的水溶液中。
9. 一種如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的咪唑啉類緩蝕劑的應用，其特征在于：該 咪唑啉類緩蝕劑適用于當鹽酸質(zhì)量分數(shù)小于4%的腐蝕介質(zhì)中。
10. -種如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的咪唑啉類緩蝕劑的應用，其特征在于：該 咪唑啉類緩蝕劑在含醇污水中的使用濃度為300mg/L。
【文檔編號】C23F11/02GK104513991SQ201410774016
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】劉幫華, 解永剛, 田喜軍, 韓東興, 樊志強, 王軒, 王蕾, 王霞, 胡均志, 黃雪萍, 常霞, 馬鵬飛, 劉建生 申請人:中國石油天然氣股份有限公司