本發(fā)明涉及一種緩蝕劑及其制備方法,具體涉及一種抑制石油酸腐蝕設(shè)備的耐高溫緩蝕劑及其制備方法,屬于油田防腐技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
石油中的酸性物質(zhì)統(tǒng)稱(chēng)為石油酸。石油酸主要包含環(huán)烷酸、脂肪酸、芳香酸和一些其他無(wú)機(jī)酸,占原油的1%-2%。
石油酸、有機(jī)硫、無(wú)機(jī)鹽和一些具有腐蝕性的助劑是原油開(kāi)采和加工過(guò)程中造成設(shè)備腐蝕的主要因素。而石油酸對(duì)煉油裝置具有很強(qiáng)的腐蝕性,尤其是高溫部位的腐蝕最為嚴(yán)重。
目前,通過(guò)加入高溫緩蝕劑是抑制石油酸腐蝕設(shè)備的最有效措施之一。然而,由于石油煉制需在300℃左右的高溫下進(jìn)行,這就對(duì)緩蝕劑的耐溫性能提出了很高的要求。
近年來(lái),世界上許多科研人員致力于高溫緩蝕劑的研發(fā)工作,也研制出許多具有較好的緩蝕性能和耐溫性能的緩蝕劑。但大多數(shù)高溫緩蝕劑要么具有毒性或者難以降解,對(duì)人類(lèi)及環(huán)境造成了一定的危害,要么在高溫下的緩蝕效果不理想。
因此,開(kāi)發(fā)環(huán)境友好的高溫緩蝕劑更符合當(dāng)今社會(huì)的環(huán)保需求。然而,高溫緩蝕劑目前種類(lèi)和應(yīng)用較少,而且一般采用幾種試劑復(fù)配得到,在實(shí)際應(yīng)用中的緩蝕效果也不理想,故開(kāi)發(fā)一類(lèi)能滿(mǎn)足煉廠(chǎng)需求的無(wú)磷高溫緩蝕劑具有廣闊的應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)境友好、能同時(shí)滿(mǎn)足煉廠(chǎng)耐高溫和高效緩蝕要求的緩蝕劑,以及該緩蝕劑的制備方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo),本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種耐高溫緩蝕劑的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:
step1:將氨基苯酚溶解于二甲基甲酰胺中,加熱至60℃,邊攪拌邊滴加長(zhǎng)鏈脂肪酸,長(zhǎng)鏈脂肪酸與氨基苯酚的摩爾比為1:1.2,滴加完成后升溫至80℃,繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h,然后升溫至160℃-180℃,通過(guò)回流從分水器中分出生成的水,無(wú)水餾出后降溫至90℃-95℃,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓脫除產(chǎn)物中的溶劑二甲基甲酰胺,得到黃色粘稠狀液體;
step2:向上述黃色粘稠狀液體中加入濃硫酸,黃色粘稠狀液體與濃硫酸的摩爾比為1:1.25,控制反應(yīng)溫度70℃-75℃反應(yīng)2h-3h,反應(yīng)完成后加入氫氧化鉀固體進(jìn)行復(fù)配,得到耐高溫緩蝕劑,氫氧化鉀與濃硫酸的摩爾比為1:2。
前述的耐高溫緩蝕劑的制備方法,其特征在于,在step1中,前述氨基苯酚為對(duì)氨基苯酚、鄰氨基苯酚或間氨基苯酚,優(yōu)選對(duì)氨基苯酚。
前述的耐高溫緩蝕劑的制備方法,其特征在于,在step1中,前述氨基苯酚與二甲基甲酰胺的質(zhì)量比為1:6-8。
前述的耐高溫緩蝕劑的制備方法,其特征在于,在step1中,前述長(zhǎng)鏈脂肪酸為
本發(fā)明的有益之處在于:采用本發(fā)明的方法制備得到的緩蝕劑熱穩(wěn)定性好、在高溫下緩蝕效率高,在300℃下,環(huán)烷酸值為10mgkoh/g,緩蝕劑加量大于10mg/l時(shí),其在白油介質(zhì)中對(duì)a3鋼片的緩蝕率能達(dá)到90%,腐蝕速率小于0.080mm/a。
附圖說(shuō)明
圖1是實(shí)施例1所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的紅外光譜圖;
圖2是實(shí)施例1所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的熱重?zé)岱€(wěn)定性分析結(jié)果圖;
圖3是實(shí)施例2所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的紅外光譜圖;
圖4是實(shí)施例2所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的熱重?zé)岱€(wěn)定性分析結(jié)果圖;
圖5是實(shí)施例3所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的紅外光譜圖;
圖6是實(shí)施例3所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的熱重?zé)岱€(wěn)定性分析結(jié)果圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作具體的介紹。
實(shí)施例1
稱(chēng)取10g對(duì)氨基苯酚溶解于80g二甲基甲酰胺(dmf)中,加熱至60℃,邊攪拌邊滴加25g妥爾油脂肪酸(妥爾油脂肪酸與對(duì)氨基苯酚的摩爾比為1:1.2),滴加完畢后升溫至80℃,繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h,然后升溫至170℃,通過(guò)回流從分水器中分出生成的水,無(wú)水餾出后降溫至95℃,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓脫除產(chǎn)物中的溶劑dmf,得到黃色粘稠狀液體烷基酰胺基酚。
向上述烷基酰胺基酚中加入13g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸(烷基酰胺基酚與濃硫酸的摩爾比為1:1.25),控制反應(yīng)溫度70℃反應(yīng)3h,反應(yīng)完成后加入14g氫氧化鉀固體(氫氧化鉀與濃硫酸的摩爾比為1:2)進(jìn)行復(fù)配,得到磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑。
所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的紅外光譜圖見(jiàn)圖1。
紅外結(jié)構(gòu)分析:3287cm-1處強(qiáng)而寬的吸收為分子間多聚締合的酚的-oh伸縮振動(dòng),3080cm-1為仲酰胺的n-h伸縮振動(dòng),強(qiáng)的1690cm-1吸收為仲酰胺的c=o峰,1337cm-1是磺酸基的o=s=o伸縮吸收峰,669cm-1是磺酸基的c-s伸縮振動(dòng)吸收峰,903cm-1、1907cm-1、1989cm-1處的吸收峰為1,2,4取代苯環(huán)的c-h面外彎曲振動(dòng)吸收峰。
我們通過(guò)熱重分析法對(duì)緩蝕劑熱穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),從而考察緩蝕劑的適用溫度,所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的熱重?zé)岱€(wěn)定性分析結(jié)果圖見(jiàn)圖2。
由圖2可知:所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的分解溫度在340℃左右,說(shuō)明該緩蝕劑的熱穩(wěn)定性良好。
實(shí)施例2
稱(chēng)取10g間氨基苯酚溶解于80g二甲基甲酰胺(dmf)中,加熱至60℃,邊攪拌邊滴加25g妥爾油脂肪酸(妥爾油脂肪酸與間氨基苯酚的摩爾比為1:1.2),滴加完畢后升溫至80℃,繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h,然后升溫至180℃,通過(guò)回流從分水器中分出生成的水,無(wú)水餾出后降溫至90℃,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓脫除產(chǎn)物中的溶劑dmf,得到黃色粘稠狀液體烷基酰胺基酚。
向上述烷基酰胺基酚中加入13g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸(烷基酰胺基酚與濃硫酸的摩爾比為1:1.25),控制反應(yīng)溫度70℃反應(yīng)3h,反應(yīng)完成后加入14g氫氧化鉀固體(氫氧化鉀與濃硫酸的摩爾比為1:2)進(jìn)行復(fù)配,得到磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑。
所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的紅外光譜圖見(jiàn)圖3。
紅外結(jié)構(gòu)分析:3287cm-1處強(qiáng)而寬的吸收為分子間多聚締合的酚的-oh伸縮振動(dòng),3080cm-1為仲酰胺的n-h伸縮振動(dòng),強(qiáng)的1690cm-1吸收為仲酰胺的c=o峰,1337cm-1是磺酸基的o=s=o伸縮吸收峰,669cm-1是磺酸基的c-s伸縮振動(dòng)吸收峰,903cm-1、1907cm-1、1989cm-1處的吸收峰為1,2,4取代苯環(huán)的c-h面外彎曲振動(dòng)吸收峰。
我們通過(guò)熱重分析法對(duì)緩蝕劑熱穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),從而考察緩蝕劑的適用溫度,所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的熱重?zé)岱€(wěn)定性分析結(jié)果圖見(jiàn)圖4。
由圖4可知:所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的分解溫度在340℃左右,說(shuō)明該緩蝕劑的熱穩(wěn)定性良好。
實(shí)施例3
稱(chēng)取10g鄰氨基苯酚溶解于80g二甲基甲酰胺(dmf)中,加熱至60℃,邊攪拌邊滴加25g妥爾油脂肪酸(妥爾油脂肪酸與鄰氨基苯酚的摩爾比為1:1.2),滴加完畢后升溫至80℃,繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h,然后升溫至180℃,通過(guò)回流從分水器中分出生成的水,無(wú)水餾出后降溫至90℃,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓脫除產(chǎn)物中的溶劑dmf,得到黃色粘稠狀液體烷基酰胺基酚。
向上述烷基酰胺基酚中加入13g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸(烷基酰胺基酚與濃硫酸的摩爾比為1:1.25),控制反應(yīng)溫度70℃反應(yīng)3h,反應(yīng)完成后加入14g氫氧化鉀固體(氫氧化鉀與濃硫酸的摩爾比為1:2)進(jìn)行復(fù)配,得到磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑。
所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的紅外光譜圖見(jiàn)圖5。
紅外結(jié)構(gòu)分析:3287cm-1處強(qiáng)而寬的吸收為分子間多聚締合的酚的-oh伸縮振動(dòng),3080cm-1為仲酰胺的n-h伸縮振動(dòng),強(qiáng)的1690cm-1吸收為仲酰胺的c=o峰,1337cm-1是磺酸基的o=s=o伸縮吸收峰,669cm-1是磺酸基的c-s伸縮振動(dòng)吸收峰,903cm-1、1907cm-1、1989cm-1處的吸收峰為1,2,4取代苯環(huán)的c-h面外彎曲振動(dòng)吸收峰。
我們通過(guò)熱重分析法對(duì)緩蝕劑熱穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià),從而考察緩蝕劑的適用溫度,所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的熱重?zé)岱€(wěn)定性分析結(jié)果圖見(jiàn)圖6。
由圖6可知:所合成的磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑的分解溫度在380℃左右,說(shuō)明該緩蝕劑的熱穩(wěn)定性良好。
實(shí)施例4
稱(chēng)取10g對(duì)氨基苯酚溶解于80g二甲基甲酰胺(dmf)中,加熱至60℃,邊攪拌邊滴加22g硬脂酸(硬脂酸與對(duì)氨基苯酚的摩爾比為1:1.2),滴加完畢后升溫至80℃,繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h,然后升溫至180℃,通過(guò)回流從分水器中分出生成的水,無(wú)水餾出后降溫至90℃,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓脫除產(chǎn)物中的溶劑dmf,得到黃色粘稠狀液體烷基酰胺基酚。
向上述烷基酰胺基酚中加入13g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸(烷基酰胺基酚與濃硫酸的摩爾比為1:1.25),控制反應(yīng)溫度75℃反應(yīng)2h,反應(yīng)完成后加入14g氫氧化鉀固體(氫氧化鉀與濃硫酸的摩爾比為1:2)進(jìn)行復(fù)配,得到磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑。
實(shí)施例5
稱(chēng)取10g對(duì)氨基苯酚溶解于80g二甲基甲酰胺(dmf)中,加熱至60℃,邊攪拌邊滴加20g棕櫚酸(棕櫚酸與對(duì)氨基苯酚的摩爾比為1:1.2),滴加完畢后升溫至80℃,繼續(xù)攪拌反應(yīng)3h,然后升溫至180℃,通過(guò)回流從分水器中分出生成的水,無(wú)水餾出后降溫至90℃,用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀減壓脫除產(chǎn)物中的溶劑dmf,得到黃色粘稠狀液體烷基酰胺基酚。
向上述烷基酰胺基酚中加入13g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的濃硫酸(烷基酰胺基酚與濃硫酸的摩爾比為1:1.25),控制反應(yīng)溫度75℃反應(yīng)2h,反應(yīng)完成后加入14g氫氧化鉀固體(氫氧化鉀與濃硫酸的摩爾比為1:2)進(jìn)行復(fù)配,得到磺化脂肪酰胺基酚緩蝕劑。
高溫緩蝕劑的性能評(píng)價(jià)
實(shí)驗(yàn)原料:環(huán)烷酸/白油介質(zhì)(酸值為10mgkoh/g)。
實(shí)驗(yàn)裝置:緩蝕劑實(shí)驗(yàn)室評(píng)價(jià)裝置。
實(shí)驗(yàn)溫度:260~340℃。
測(cè)評(píng)方式:密閉循環(huán)。
實(shí)驗(yàn)時(shí)間:12h。
實(shí)驗(yàn)用緩蝕劑:實(shí)施例1-5所制備得到的高溫緩蝕劑。
緩蝕劑加量:10mg/l。
方法參照國(guó)標(biāo)gb/t18175-2000水處理劑緩蝕性能的測(cè)定旋轉(zhuǎn)掛片法,測(cè)定高溫?zé)o磷緩蝕劑的緩蝕率,測(cè)評(píng)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1緩蝕劑性能評(píng)價(jià)
由表1的測(cè)試結(jié)果可知:采用本發(fā)明的方法制備得到的緩蝕劑熱穩(wěn)定性好、在高溫下緩蝕效率高,在300℃下,環(huán)烷酸值為10mgkoh/g,緩蝕劑加量大于10mg/l時(shí),其在白油介質(zhì)中對(duì)a3鋼片的緩蝕率能達(dá)到90%,腐蝕速率小于0.080mm/a。
由此可見(jiàn),將采用本發(fā)明的方法制備得到的緩蝕劑使用在煉油設(shè)備上,可以有效抑制環(huán)烷酸腐蝕煉油設(shè)備。
需要說(shuō)明的是,上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明,凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。