本申請屬于金屬腐蝕抑制,特別是涉及一種中和緩蝕劑及其制備方法。
背景技術:
1、在石油煉制與化工生產過程中,原油中的硫化物、氯化物、有機酸等組分在高溫、高壓及水相環境下會發生分解與轉化,生成氯化氫、硫化氫、二氧化碳等腐蝕性介質,對煉油裝置的換熱設備、反應釜等金屬構件造成嚴重的腐蝕,大幅縮短設備使用壽命。中和緩蝕劑作為煉油加工鏈中關鍵的防腐助劑,通過在金屬表面形成致密、連續的吸附保護膜,同時中和體系中的酸性介質,實現對金屬基材的高效防護,在原油蒸餾、催化裂化、加氫精制等關鍵工藝中得到廣泛應用。
2、當前工業用中和緩蝕劑多以咪唑啉類、酰胺類、有機胺類等成膜型緩蝕劑為核心,通過復配增效、結構改性等方式優化性能,但在實際應用中仍存在諸多瓶頸。一方面,現有中和緩蝕劑的吸附性能有待提升,在復雜多相流、高溫高壓及高流速的工況下,緩蝕劑分子與金屬表面的結合力不足,易被流體沖刷脫附,難以在金屬表面形成穩定的吸附層;另一方面,緩蝕劑成膜后的膜層穩定性存在缺陷,在長期服役過程中,受腐蝕性介質滲透、溫度波動、機械沖刷等因素影響,膜層易出現破損、脫落,無法持續發揮隔離防護作用。
3、上述吸附性不足與膜層穩定性差的問題,直接導致中和緩蝕劑的緩蝕性能無法滿足嚴苛工況的防護需求。因此,開發一種具備高效緩蝕作用的中和緩蝕劑,成為石油化工防腐領域的迫切需求,對推動石油化工行業的高效發展具有重要意義。
技術實現思路
1、針對上述問題,為了進一步提升中和緩蝕劑的緩蝕性能,本申請提供一種中和緩蝕劑及其制備方法。
2、本申請首先提供一種中和緩蝕劑,包括如下重量份的組分:去離子水50-60份,緩蝕主體18-20份,三乙醇胺10-14份,苯并三氮唑3-5份,乙二醇6-8份;
3、所述緩蝕主體采用包括聚琥珀酰亞胺、三氨基嘧啶、色氨酸衍生物的原料制成。
4、進一步的,所述緩蝕主體的制備方法包括以下步驟:將聚琥珀酰亞胺與溶劑混合后,加入三氨基嘧啶,升溫反應,之后調節溫度,使用氫氧化鈉溶液調節ph,再依次加入脂肪族二縮水甘油醚、色氨酸衍生物進行酯化反應,所得粗產物經后處理,得到緩蝕主體。
5、進一步的,所述聚琥珀酰亞胺是由馬來酸和尿素進行縮聚反應后制得。
6、更進一步的,所述聚琥珀酰亞胺的制備方法包括如下步驟:將馬來酸和去離子水混合后,加熱攪拌,隨后加入尿素反應,最后加入混合酸催化劑攪拌2-3h,洗滌,干燥,制得聚琥珀酰亞胺。
7、進一步的,所述色氨酸衍生物的制備包括如下步驟:取l-色氨酸和甲醇混合,調節溫度后加入濃硫酸,回流反應,冷卻,濃縮即可。
8、進一步的,所述聚琥珀酰亞胺、三氨基嘧啶與脂肪族二縮水甘油醚的質量比為1:(0.2-0.26):(0.32-0.4)。
9、更進一步的,所述脂肪族二縮水甘油醚為乙二醇二縮水甘油醚。
10、進一步的,所述酯化反應的溫度為50-60℃。
11、進一步的,所述氫氧化鈉溶液調節ph至8.5-10。
12、進一步的,所述馬來酸與尿素的質量比為(1.6-1.7):1。
13、進一步的,所述l-色氨酸與甲醇的質量比為1:(8-10)。
14、本申請還提供一種中和緩蝕劑的制備方法,包括如下步驟:將如上所述的組分混合均勻,得到中和緩蝕劑。
15、與現有技術相比,本申請具有以下有益效果:
16、1、以聚天冬氨酸為主鏈,在其側鏈上連接三氨基嘧啶和色氨酸衍生物,利用伯胺、雜環胺中氮原子與金屬基體形成配位鍵,增強聚合物與金屬基體的結合力;同時缺電子氨基嘧啶的嘧啶環與富電子色氨酸的吲哚環之間可形成強烈的π-π堆積,增加分子內及分子間的作用力,進而提升膜層的穩定性。
17、2、乙二醇二縮水甘油醚提供的柔性鏈使兩個芳香環能夠調整最佳堆積取向,進一步增強了非共價相互作用。這種強非共價交聯在聚合物鏈之間形成了物理網絡,進一步提升聚合物的穩定性,進而使膜層具備更高的致密性和抗沖擊性。
18、3、色氨酸衍生物中對羧基進行甲酯化,提高其疏水性,減少膜層表面與水的接觸,降低鹽垢腐蝕風險。
1.一種中和緩蝕劑,其特征在于:包括如下重量份的組分:去離子水50-60份,緩蝕主體18-20份,三乙醇胺10-14份,苯并三氮唑3-5份,乙二醇6-8份;
2.根據權利要求1所述的一種中和緩蝕劑,其特征在于:所述緩蝕主體的制備方法包括以下步驟:將聚琥珀酰亞胺與溶劑混合后,加入三氨基嘧啶,升溫反應,之后調節溫度,使用氫氧化鈉溶液調節ph,再依次加入脂肪族二縮水甘油醚、色氨酸衍生物進行酯化反應,所得粗產物經后處理,得到緩蝕主體。
3.根據權利要求1或2所述的一種中和緩蝕劑,其特征在于:所述聚琥珀酰亞胺是由馬來酸和尿素進行縮聚反應后制得。
4.根據權利要求1或2所述的一種中和緩蝕劑,其特征在于:所述色氨酸衍生物的制備包括如下步驟:取l-色氨酸和甲醇混合,調節溫度后加入濃硫酸,回流反應,冷卻,濃縮即可。
5.根據權利要求2所述的一種中和緩蝕劑,其特征在于:所述聚琥珀酰亞胺、三氨基嘧啶與脂肪族二縮水甘油醚的質量比為1:(0.2-0.26):(0.32-0.4)。
6.根據權利要求2所述的一種中和緩蝕劑,其特征在于:所述酯化反應的溫度為50-60℃。
7.根據權利要求2所述的一種中和緩蝕劑,其特征在于:所述氫氧化鈉溶液調節ph至8.5-10。
8.根據權利要求3所述的一種中和緩蝕劑,其特征在于:所述馬來酸與尿素的質量比為(1.6-1.7):1。
9.根據權利要求4所述的一種中和緩蝕劑,其特征在于:所述l-色氨酸與甲醇的質量比為1:(8-10)。
10.一種如權利要求1所述的中和緩蝕劑的制備方法,其特征在于:包括如下步驟:將如權利要求1所述的組分混合均勻,得到中和緩蝕劑。