一種用精制地溝油制備得到的苯并咪唑啉緩蝕劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及金屬腐蝕抑制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用精制地溝油制備得到 的苯并咪唑啉緩蝕劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 油氣井開采和工業(yè)熱力設(shè)備酸洗過程中，為了防止酸液對油管、套管、鍋爐等設(shè)備 的腐蝕，在酸液中添加緩蝕劑是必不可少的防腐措施，如今咪唑啉類緩蝕劑在油田管道防 腐中應(yīng)用尤為廣泛；目前，苯并咪唑啉的合成主要是以有機(jī)羧酸與取代鄰苯二胺為原料，采 用階梯升溫技術(shù)，通過酰胺化、環(huán)化脫水制備的。而利用精制地溝油為原料制備苯并咪唑啉 類緩蝕劑的研究少有報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，提供一種用精制 地溝油制備得到的苯并咪唑啉緩蝕劑。
[0004] 本發(fā)明的第二個目的是提供上述緩蝕劑的制備方法。
[0005] 本發(fā)明的第三個目的是提供上述緩蝕劑在防止金屬腐蝕方面的應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)： 一種用精制地溝油制備得到的苯并咪唑啉緩蝕劑，其化學(xué)式如下：
其中，R=C16~ 2。飽和烷基或不飽和烷基；Ri=H、CH3、C6H5。
[0007] 基于苯并咪唑啉類化合物在酸性介質(zhì)中對金屬具有良好的緩蝕性能，提出了將脂 肪基和苯并咪唑啉的分子片段銜接在一個分子中，帶有長鏈?zhǔn)杷奈侥じ苡行У刈?止腐蝕介質(zhì)向金屬表面的靠近，從而提高對金屬的保護(hù)能力。
[0008] 本發(fā)明還提供上述緩蝕劑的制備方法，是以精制地溝油和鄰苯二胺或者取代鄰苯 二胺為反應(yīng)原料，經(jīng)酰胺化、環(huán)化脫水反應(yīng)而制得，所述精制地溝油（35. 3%動物油、64. 7% 植物油）的來源是餐飲行業(yè)的泔水油。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)中有利用地溝油制備緩蝕劑的，可實(shí)際情況中，一般的地溝油雜質(zhì)很多， 不能直接用作原料，其制備得到的緩蝕劑的緩釋能力很差。
[0010] 當(dāng)原料為鄰苯二胺時，上述制備方法包括以下步驟： SI.精制地溝油與鄰苯二胺按I:1. 1~1. 5的質(zhì)量比在惰性氣體保護(hù)下，在反應(yīng)介質(zhì) 中，于138~145°C反應(yīng)3~6h; S2?再于180~200mmHg減壓下，于170~180°C加熱回流2~3h，再在20~25mmHg減壓下加熱回流，直到?jīng)]有液體流出為止； S3.冷卻，向混合物中添加NaCl水溶液，混勻后加熱至60~80°C并保溫lh，冷卻、靜 置、分離油狀物、真空干燥，即得苯并咪唑啉緩蝕劑。
[0011] 當(dāng)原料為取代鄰苯二胺時，包括以下步驟： SI.精制地溝油與取代鄰苯二胺按I:1. 3~1. 9的質(zhì)量比在惰性氣體保護(hù)下，在反應(yīng) 介質(zhì)中，于138~145°C反應(yīng)3~6h; S2?再于180~200mmHg減壓下，于170~180°C加熱回流2~3h，再在20~25mmHg減壓下加熱回流，直到?jīng)]有液體水流出為止； S3.冷卻，向混合物中添加NaCl水溶液，混勻后加熱至60~70°C并保溫lh，冷卻、靜 置、分離油狀物、真空干燥，即得取代苯并咪唑啉緩蝕劑。
[0012] 本發(fā)明所涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式為：
式中：C16~ 2。飽和烷基或不飽和烷基；RI=H、CH3、C6H5。
[0013] 更優(yōu)選地，當(dāng)原料為取代鄰苯二胺時，上述制備方法的具體步驟為：將精制地溝油 置于反應(yīng)器中，按質(zhì)量比I: 1. 3~1. 9加入取代鄰苯二胺，氮?dú)獗Ｗo(hù)下，于二甲苯介質(zhì)中，于 138~145°C加熱回流4~6. 5h后，再于180~200mmHg減壓下，于170~180°C，加熱回流 2~3小時，再在20~25mmHg減壓下，加熱回流lh，直到?jīng)]有液體水流出為止，冷卻，向混 合物中加入一定比例的10%NaCl水溶液并攪拌均勻，加熱混合物至60~80°C并保溫lh， 冷卻、靜置2~3h以上使之分層，用分液漏斗分離出下層黃色清液，將上層油狀物，用水洗 滌2次，分離出水層，油相真空干燥，得到油溶性脂肪基苯并咪唑啉緩蝕劑。
[0014] 本發(fā)明還提供了上述苯并咪唑啉緩蝕劑在防止金屬腐蝕方面的應(yīng)用；優(yōu)選地，所 述金屬腐蝕由酸性水介質(zhì)引起。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果： 本發(fā)明提供了一種用精制地溝油制備得到的苯并咪唑啉緩蝕劑，是在苯并咪唑分子中 引入了不同鏈長的飽和烷基及不飽和烷基或苯基之后，在增加分子中可與金屬配位的JT 電子云密度的同時，還增加保護(hù)膜的疏水性，從而大大減小了金屬腐蝕速率，增加了金屬抗 腐蝕能力，該緩蝕劑為油溶性產(chǎn)物，可用作油田管路防腐和工業(yè)酸洗中的緩蝕劑，可在金屬 表面上形成緊密而牢固的吸附膜，減小了金屬腐蝕速率，達(dá)到金屬防腐的目的。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的內(nèi)容，但不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。 在不背離本發(fā)明精神和實(shí)質(zhì)的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的簡單修改或替換， 均屬于本發(fā)明的范圍；若未特別指明，實(shí)施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知 的常規(guī)手段。
[0017] 實(shí)施例1 在配有分水器、溫度計、冷凝管和攪拌裝置的三口燒瓶中，加入20g精制地溝油、25.Og鄰苯二胺和60ml二甲苯，通入氮?dú)?，緩慢加熱?40°C，反應(yīng)3. 5~4. 0h，逐漸升溫至150~ 160°C，蒸出二甲苯溶劑后，拆除分水器，改為減壓蒸餾裝置，壓力控制在200mmHg下，于 175~180°C下攪拌反應(yīng)2~2. 5h，不斷有水和過剩的反應(yīng)劑被蒸出，然后體系壓力再逐漸 降至20mmHg下，再繼續(xù)恒溫反應(yīng)I.O~I. 5h，直到反應(yīng)過程中沒有低沸點(diǎn)液體蒸出為止，產(chǎn) 物冷卻后，向混合產(chǎn)物中加入80ml的10%NaCl水溶液并攪拌均勻，加熱混合物至80°C并保 溫lh，冷卻、靜置2. 5h，用分液漏斗分離出上層油狀物，用水洗滌2次，分離出水層，油相真 空干燥得淺黃色脂肪基苯并咪唑啉膏狀固體，產(chǎn)物重40.8g。紅外光譜（KBr) :1634、1547、 1453cm1 (苯環(huán)骨架伸縮振動）；1572、1456、1410cm1(咪唑啉環(huán)骨架伸縮振動);3435、3114 cm1 (咪唑啉環(huán)N-H伸縮振動）；724cm1 [- (CH2) n-伸縮振動]。
[0018] 實(shí)施例2 在配有分水器、溫度計、冷凝管和攪拌裝置的三口燒瓶中，加入30g精制地溝油、39g N-甲基鄰苯二胺和70ml二甲苯，通入氮?dú)猓徛訜?40°C回流反應(yīng)6. 5h后，在190~ 200mmHg下，減壓蒸餾2. 5~3h，再在20~25mmHg下，減壓蒸餾1~2h，直到?jīng)]有液體流出 為止，冷卻后，向混合物中加入IlOml的10%NaCl水溶液并攪拌均勻，加熱混合物至80°C并 保溫lh，冷卻、靜置2. 0h，用分液漏斗分離出上層油狀物，用水洗滌2次，分出水層，油相真 空干燥，得到膏狀油溶性脂肪基N-甲基苯并咪唑啉的緩蝕劑，重48. 3g。紅外光譜（KBr): 1636、1550、1450cm1 (苯環(huán)骨架伸縮振動）；1575、1455、1410cm1 (咪唑啉環(huán)骨架伸縮振 動）；2868、2890cm1 (CH3,CH2伸縮振動。720cm1E-(CH2)n-伸縮振動]。
[0019] 實(shí)施例3 在配有分水器、溫度計、冷凝管和攪拌裝置的三口燒瓶中，加入30g精制地溝油、43. 5g N-苯基鄰苯二胺和80ml二甲苯，通入氮?dú)?，緩慢加?40°C回流反應(yīng)6. 5h后，在190~ 200mmHg下，減壓蒸餾2. 5~3h，再在20~25mmHg下，減壓蒸餾1~2h，直到?jīng)]有液體流 出為止，冷卻后，向混合物中加入120ml的10%NaCl水溶液并攪拌均勻，加熱混合物至80°C 并保溫lh，冷卻、靜置I. 5h，用分液漏斗分離出上層油狀物，用水洗滌2次，分離出水層，油 相真空干燥，得到油溶性脂肪基N-苯基苯并咪唑啉膏狀固體緩蝕劑，重49. 8g。紅外光譜 (KBr) :1635、1545、1451cm1 (苯環(huán)骨架伸縮振動）；1568、1445、1410cm1。2875、2891cm1 (CH3, 012伸縮振動）；722cm1L-(CH2)n-伸縮振動]。
[0020] 本發(fā)明所得的脂肪基苯并咪唑啉緩蝕劑可在金屬表面形成良好的吸附膜，有利于 金屬的腐蝕防護(hù)。下面只是考慮油田管道防腐進(jìn)行的緩蝕試驗。由于油田管道主要是N80 鋼材，故采用N80金屬材料來模擬實(shí)驗，檢驗緩蝕劑的性能。此發(fā)明的實(shí)例只為實(shí)驗中的一 項，不代表所有試驗，僅供參考。
[0021] 用實(shí)施例1制得的脂肪基苯并咪唑啉和實(shí)施例3制得的脂肪基N-苯基苯并咪唑 啉緩蝕劑分別配成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為35%乙醇溶液備用。
[0022] 往1000 ml配制好的含 400mg/LH2S和 10%NaCl溶液(介質(zhì) 1)和1000 ppm HCl+100ppmH2S(介質(zhì)2)中分別加入實(shí)施例1制得的脂肪基苯并咪唑啉和實(shí)施例3制得的 脂肪基N-苯基苯并咪唑啉緩蝕劑0.6ml，將N80鋼片懸掛在溶液中，恒溫水浴60°C，放置 72h后，測量鋼片質(zhì)量，實(shí)驗結(jié)果如表1。
[0023]
對比例I 實(shí)驗方法同實(shí)施例3,唯一不同的是選用的不是精制地溝油，而是一般地溝油，所制備 得到的緩蝕劑應(yīng)用實(shí)施例3相同的方法進(jìn)行油田管道緩蝕試驗，結(jié)果表明：將N80鋼片懸掛 在溶液中，恒溫水浴60°C，放置72h后，其緩蝕率為82. 5%。
【主權(quán)項】
1. 一種用精制地溝油制備得到的苯并咪唑啉緩蝕劑，其特征在于，化學(xué)式如下：其中，R=C16 2。飽和烷基或不飽和烷基；R1=H、CH3、C6H5。2. 權(quán)利要求1所述苯并咪唑啉緩蝕劑的制備方法，其特征在于，以精制地溝油和鄰苯 二胺或取代鄰苯二胺為反應(yīng)原料，經(jīng)酰胺化、環(huán)化脫水反應(yīng)而制得。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，當(dāng)原料為鄰苯二胺時，包括以下步 驟： S1.精制地溝油與鄰苯二胺按1 :1. 1~1. 5的質(zhì)量比在惰性氣體保護(hù)下，在反應(yīng)介質(zhì) 中，于138~145°C反應(yīng)3~6h; S2?再于180~200mmHg減壓下，于170~180°C加熱回流2~3h，再在20~25mmHg減壓下加熱回流，直到?jīng)]有液體水流出為止，即得苯并咪唑啉緩蝕劑； 或者當(dāng)原料為取代鄰苯二胺時，包括以下步驟： S1.精制地溝油與取代鄰苯二胺按1 :1. 3~1. 9的質(zhì)量比在惰性氣體保護(hù)下，在反應(yīng) 介質(zhì)中，于138~145°C反應(yīng)3~6h; S2?再于180~200mmHg減壓下，于170~180°C加熱回流2~3h，再在20~25mmHg減壓下加熱回流，直到?jīng)]有液體水流出為止； S3.冷卻，向混合物中添加NaCl水溶液，混勻后加熱至60~70°C并保溫lh，冷卻、靜 置、分離油狀物、真空干燥，即得取代苯并咪唑啉緩蝕劑。4. 權(quán)利要求1所述苯并咪唑啉緩蝕劑在防止金屬腐蝕方面的應(yīng)用。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的應(yīng)用，其特征在于，所述金屬腐蝕由酸性水介質(zhì)引起。
【專利摘要】本發(fā)明涉及金屬腐蝕抑制技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種用精制地溝油制備得到的苯并咪唑啉緩蝕劑，其化學(xué)式如下：其中，R=C16-20飽和烷基或不飽和烷基；R1=H、CH3、C6H5。該緩蝕劑是在苯并咪唑分子中引入了不同鏈長的飽和烷基及不飽和烷基或苯基，在增加分子中可與金屬配位的π電子云密度的同時，還增加保護(hù)膜的疏水性，從而大大減小了金屬腐蝕速率，增加了金屬抗腐蝕能力，該緩蝕劑為油溶性產(chǎn)物，可用作油田管路防腐和工業(yè)酸洗中的緩蝕劑，可在金屬表面上形成緊密而牢固的吸附膜，減小了金屬腐蝕速率，達(dá)到金屬防腐的目的。
【IPC分類】C23G1/06, C23F11/14
【公開號】CN105088252
【申請?zhí)枴緾N201510509872
【發(fā)明人】袁斌, 胡微, 呂松
【申請人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月19日