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CN112176348A - 一种水溶性缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

一种水溶性缓蚀剂及其制备方法 Download PDF

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CN112176348A CN202011032572.XA CN202011032572A CN112176348A CN 112176348 A CN112176348 A CN 112176348A CN 202011032572 A CN202011032572 A CN 202011032572A CN 112176348 A CN112176348 A CN 112176348A
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庄锁良
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Beijing Lewen Technology Development Co ltd
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Beijing Lewen Technology Development Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种水溶性缓蚀剂及其制备方法。所述水溶性缓蚀剂由如下重量百分比的原料组成：有机缓蚀剂35～55％、中和剂5～15％、助剂5～10％和余量溶剂。所述制备方法为将溶剂进行加热至第一设定温度，再依次加入有机缓蚀剂、中和剂和助剂，得原料混合物；将原料混合物加热至第二设定温度，在该温度下进行搅拌，完毕后冷却至室温，即得水溶性缓蚀剂。所述缓蚀剂具有不易挥发、稳定性好、适用性强、缓蚀效果好、高效环保等优点，且原材料易得，适用范围广；所述制备方法工艺简单易控，有利于规模化产出。

Description

一种水溶性缓蚀剂及其制备方法
技术领域
本发明属于石油化工领域，具体涉及一种水溶性缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
随着原油的日益开发生产，原油质量越来越差，劣质原油所占比例逐渐增大，导致石油化工行业设备的腐蚀问题日益严重。常见的腐蚀主要是 H2S-HCN-NH3-H2O、H2S-CO2-H2O、H2S-NH3-H2O、HCl-H2S-H2O、CO2-H2S-H2O 等系统腐蚀。目前国内外针对设备的腐蚀主要通过材料升级和工艺防腐两种途径解决。
其中针对工艺防腐措施解决设备的腐蚀问题，加注缓蚀剂是一种最简单有效和经济的方法。目前应用于石油化工行业设备的缓蚀剂还存在一定的不足：有的缓蚀剂用量稍大易引起油品乳化、发泡等现象；有的缓蚀剂pH使用范围窄，随腐蚀体系pH质的变化而失去保护作用；有的缓蚀剂溶解性能差，成膜性能好但水溶性差；有的缓蚀剂应用范围窄，只适用于某一腐蚀体系。
故，基于此提出本发明的技术方案。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种水溶性缓蚀剂及其制备方法。所述缓蚀剂具有不易挥发、稳定性好、适用性强、缓蚀效果好、高效环保等优点，且原材料易得，适用范围广；所述制备方法工艺简单易控，有利于规模化产出。
本发明的方案是，提供一种水溶性缓蚀剂，由如下重量百分比的原料组成：有机缓蚀剂35～55％、中和剂5～15％、助剂5～10％和余量溶剂。
优选地，所述水溶性缓蚀剂，由如下重量百分比的原料组成：有机缓蚀剂 45％、中和剂10％、助剂7.5％和余量溶剂。
优选地，所述有机缓蚀剂为羟基乙叉二磷酸、水溶性环烷酸咪唑啉或苯骈三氮唑中的一种，再或为两种以上的组合。
优选地，所述中和剂为氢氧化钠、碳酸氢钠或多乙烯多胺中的一种，再或为两种以上的组合。
优选地，所述助剂为甲醇、乙醇或丙炔醇中的一种，再或为两种以上的组合。
优选地，所述溶剂为水。
本发明的再一方案是，提供一种述水溶性缓蚀剂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将溶剂进行加热至第一设定温度，再依次加入有机缓蚀剂、中和剂和助剂，得原料混合物；
(2)将原料混合物加热至第二设定温度，在该温度下进行搅拌，完毕后冷却至室温，即得水溶性缓蚀剂。
优选地，步骤(1)中，所述第一设定温度为50～60℃。
优选地，步骤(2)中，所述第二设定温度为70～80℃。
优选地，步骤(2)中，所述搅拌的转速为80～100r/min，搅拌的时间为1～2h。
本发明的有益效果为：
1、本发明所述缓蚀剂为水溶性液态产品，具有不易挥发、稳定性好、适用性强、缓蚀效果好、高效环保等优点，且原材料易得，适用范围广。
2、本发明所述缓蚀剂的制备方法，工艺简单易控，有利于规模化产出。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1～7的原料成分及配比如表1所示。
表1原料成分及配比(用量单位为kg)
实施例 1 2 3 4 5 6 7
羟基乙叉二磷酸 35 / / 15 / 10 10
水溶性环烷酸咪唑啉 / 55 / 30 20 / 15
苯骈三氮唑 / / 45 / 25 35 20
氢氧化钠 5 / / 5 / 4 3
碳酸氢钠 / 15 / 5 2 / 3
多乙烯多胺 / / 10 / 8 6 4
甲醇 5 / / 2.5 / 4 2
乙醇 / 10 / 5 3 / 2
丙炔醇 / / 7.5 / 4.5 3.5 3.5
水 55 20 37.5 37.5 37.5 37.5 37.5
其中实施例1～3的制备方法包括如下步骤：
(1)将相应重量的溶剂水加热至50℃，再依次加入对应重量的羟基乙叉二磷酸(或水溶性环烷酸咪唑啉，或苯骈三氮唑)、氢氧化钠(或碳酸氢钠，或多乙烯多胺)、甲醇(或乙醇，或丙炔醇)，得原料混合物；
(2)将步骤(1)所得原料混合物加热至70℃，并在80r/min条件下搅拌 1h，完毕后冷却至室温，即得水溶性缓蚀剂。
其中实施例4～6的制备方法包括如下步骤：
(a)将相应重量的溶剂水加热至60℃，再依次加入对应重量的羟基乙叉二磷酸和水溶性环烷酸咪唑啉(或水溶性环烷酸咪唑啉和苯骈三氮唑，或羟基乙叉二磷酸和苯骈三氮唑)、氢氧化钠和碳酸氢钠(或碳酸氢钠和多乙烯多胺，或氢氧化钠和多乙烯多胺)、甲醇和乙醇(或乙醇和丙炔醇，或甲醇和丙炔醇)，得原料混合物；
(b)将步骤(a)所得原料混合物加热至80℃，并在100r/min条件下搅拌 2h，完毕后冷却至室温，即得水溶性缓蚀剂。
其中实施例7的制备方法包括如下步骤：
(i)将相应重量的溶剂水加热至55℃，再依次加入对应重量的羟基乙叉二磷酸、水溶性环烷酸咪唑啉和苯骈三氮唑，氢氧化钠、碳酸氢钠和多乙烯多胺，甲醇、乙醇和丙炔醇，得原料混合物；
(ii)将步骤(i)所得原料混合物加热至75℃，并在90r/min条件下搅拌 1.5h，完毕后冷却至室温，即得水溶性缓蚀剂。
为了检验所述缓蚀剂的性能，参考GB/T 35509-2017《油气田缓蚀剂的应用和评价》，选取市售同类产品(对比例)进行对比。
评价标准如表2所示。
表2缓蚀剂的理化性能指标
Figure BDA0002704175520000041
Figure BDA0002704175520000051
为便于理解，对相关项目内容作进一步解释。
倾点：在规定条件下冷却时能够流动的最低温度。
缓蚀率：不加缓蚀剂时的腐蚀速度减去加缓蚀剂后的腐蚀速度所得的差值与不加缓蚀剂时的腐蚀速度的比值的百分数。
在进行缓蚀剂取样时，应遵从如下规则：
(1)对送检的缓蚀剂样品进行随机取样，10桶以下取2桶，50桶以下取 4桶，50桶～100桶取6桶，100桶以上取8桶；对选取的样品进行混合使其均匀后分成两份，每份不少于500mL；一份送检，一份备查。保留期为三个月。
(2)样品要用清洁的塑料瓶包装，进行密封，加贴标签且按要求标注有关信息。
检测结果如表3、表4所示。
表3检测结果
Figure BDA0002704175520000061
表4检测结果
Figure BDA0002704175520000062
Figure BDA0002704175520000071
结果与讨论：
由表3、表4可知，实施例1～7所得缓蚀剂在倾点、乳化倾向、配伍性、浸泡法均匀缓蚀率(静；动)、电化学法缓蚀率(静；动)等项目方面明显高于标准并优于对比例。
经过检测和理论分析，所述缓蚀剂具有如下优点：
(1)具有抗高硫化氢腐蚀的作用，对于H2S-HCN-NH3-H2O、 H2S-CO2-H2O、H2S-NH3-H2O、HCl-H2S-H2O、CO2-H2S-H2O等系统引起的腐蚀具有良好的防腐效果；
(2)所述缓蚀剂具有挥发性低、缓蚀效果好的明显优势，可有效在金属表面形成牢固稳定膜，具有良好缓蚀作用，从而防止设备及管线露点腐蚀；
(3)可减少沉积物下的腐蚀，不含金属及其他对下游产品及装置有害的物质，不使油品乳化；
(4)同时能对不同种类的腐蚀介质产生作用，对油品质量无不良影响；
(5)所述缓蚀剂在介质中有足够的化学稳定性和热稳定性，不受温度变化的影响，且在一定冲刷流速下亦可在金属表面形成动态吸附保护膜；
(6)所述缓蚀剂对后续装置、污水处理等装置无不良影响；
(7)所述缓蚀剂的缓蚀率高、成膜快、吸附牢、使用方便。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种水溶性缓蚀剂，其特征在于，由如下重量百分比的原料组成：有机缓蚀剂35～55％、中和剂5～15％、助剂5～10％和余量溶剂。
2.根据权利要求1所述水溶性缓蚀剂，其特征在于，由如下重量百分比的原料组成：有机缓蚀剂45％、中和剂10％、助剂7.5％和余量溶剂。
3.根据权利要求1或2所述水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述有机缓蚀剂为羟基乙叉二磷酸、水溶性环烷酸咪唑啉或苯骈三氮唑中的一种，再或为两种以上的组合。
4.根据权利要求1或2所述水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述中和剂为氢氧化钠、碳酸氢钠或多乙烯多胺中的一种，再或为两种以上的组合。
5.根据权利要求1或2所述水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述助剂为甲醇、乙醇或丙炔醇中的一种，再或为两种以上的组合。
6.根据权利要求1或2所述水溶性缓蚀剂，其特征在于，所述溶剂为水。
7.权利要求1～6任一所述水溶性缓蚀剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将溶剂进行加热至第一设定温度，再依次加入有机缓蚀剂、中和剂和助剂，得原料混合物；
(2)将原料混合物加热至第二设定温度，在该温度下进行搅拌，完毕后冷却至室温，即得水溶性缓蚀剂。
8.根据权利要求7所述水溶性缓蚀剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述第一设定温度为50～60℃。
9.根据权利要求7所述水溶性缓蚀剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第二设定温度为70～80℃。
10.根据权利要求7所述水溶性缓蚀剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述搅拌的转速为80～100r/min，搅拌的时间为1～2h。
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