用于汽液两相运送的管道腐蚀抑制剂及制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及C23F11/08领域，尤其涉及一种用于汽液两相运送的管道腐蚀抑制剂及其制备方法和应用，制备原料包括：卤代烷基吡啶、助剂、水。本发明专利技术所制备的管道腐蚀抑制剂能够广泛应用于气液相管道，可以是蒸汽管道也可以是油品类管道，在气液相分配中效果更好，能够提高缓蚀抑制剂在管道、管壁和蒸汽中的分散效果，弥补了氨水做缓蚀抑制剂在管壁的疏水水相小液滴中分布不足造成的管道腐蚀，具有十分广阔的应用前景。阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
用于汽液两相运送的管道腐蚀抑制剂及制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及C23F11/08领域，尤其涉及一种用于汽液两相运送的管道腐蚀抑制剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]缓蚀抑制剂是一种添加到溶液中减少对金属管壁腐蚀的化学助剂，主要可以分为吡啶类、酰胺类和咪唑啉类，通过溶解在液体中接触到管壁后在金属表面成膜而抑制腐蚀。然而在实际应用中，有很多金属管道在运送蒸汽时，会有疏水产生，由此呈现出蒸汽、液体混合的状态，如锅炉管道，在此情况下，缓蚀抑制剂在液体和蒸汽中的分散性不同，因此在管壁的成膜性不均匀，造成管道的局部腐蚀。
[0003]CN111364044A公开了一种应用于烷基化装置金属缓蚀抑制剂及其制备方法，采用咪唑啉类缓蚀抑制剂和表面活性剂等物质复配，在蒸汽中也有良好的分散度，然而在油品类管道中，该缓蚀抑制剂难以在油相和水相的界面达到良好的分散效果。
[0004]现有技术中针对特殊管道和液
‑
汽混合的运输管道的缓蚀抑制剂细分并不充分，仍然缺乏一款针对油品、蒸汽类管道专用的缓蚀抑制剂。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个方面提供了一种用于汽液两相运送的管道腐蚀抑制剂，其中制备原料包括或其中配制原料包括或其中所述抑制剂包括：卤代烷基吡啶、表面活性助剂和水。一般，卤代烷基吡啶和助剂的重量之和与水的重量之比是 0.1
‑
0.25；1，优选0.12
‑
0.22；1，更优选0.14
‑
0.2；1，进一步优选0.15
‑
0.18；1，最优选0.16
‑
0.17；1。
[0006]作为一种优选的实施方式，所述卤代烷基吡啶中的烷基的碳原子数为12
‑
16 个，即C12
‑
C16卤代烷基吡啶。
[0007]作为一种优选的实施方式，所述卤代烷基吡啶包括溴代十四烷基吡啶、溴代十六烷基吡啶、氯代十二烷基吡啶中的至少一种，例如一种或两种或三种。
[0008]为了提高防腐效果，优选的，所述卤代烷基吡啶为溴代十四烷基吡啶。
[0009]作为一种优选的实施方式，所述卤代烷基吡啶、助剂的重量比为(5
‑
8)：1，优选为(5.5
‑
7.5):1，更优选为(6
‑
7):1。
[0010]为了平衡缓蚀抑制剂在水、油、蒸汽三相的浓度，优选卤代烷基吡啶、助剂的重量比为(6
‑
7)：1，例如6:1或7:1。作为一种优选的实施方式，所述表面活性助剂为醇聚氧乙烯醚(或称作“改性的醇聚氧乙烯醚”，即，月桂醇聚氧乙烯醚丙酸盐，如钠盐或钾盐)和烷基苯磺酸盐的混合物。
[0011]优选的，所述醇聚氧乙烯醚和烷基苯磺酸盐的重量比为(1
‑
3)：(2
‑
4)，优选(1.4
‑
2.6):(2.4
‑
3.6)，更优选(1.6
‑
2.4):(2.6
‑
3.4)，更优选(1.8
‑
2.2):(2.8
‑
3.2)。
[0012]进一步优选的，所述醇聚氧乙烯醚和烷基苯磺酸盐的重量比为2：3。
[0013]优选的，所述烷基苯磺酸盐包括十二烷基苯磺酸钠、对十二烷基苯磺酸铵、单/二
‑
烷基苯磺酸镁、十一烷基苯磺酸钠中的至少一种，例如一种或两种或三种或四种。
[0014]优选的，所述烷基苯磺酸盐为十二烷基苯磺酸钠。
[0015]在本申请中，助剂也可以称作表面活性助剂。
[0016]优选的，按重量份计，所述醇聚氧乙烯醚的制备原料包括：丙烯酸乙酯、月桂醇聚氧乙烯醚(EO聚合度n＝12
‑
30，优选n＝16
‑
25，更优选n＝18
‑
20)、氢氧化钠水溶液。
[0017]优选，所述醇聚氧乙烯醚(或“改性的醇聚氧乙烯醚”，即月桂醇聚氧乙烯醚丙酸盐，例如钠盐或钾盐)是由丙烯酸C1
‑
C6烷基酯(如丙烯酸乙酯)和月桂醇聚氧乙烯醚(EO聚合度n＝12
‑
30，优选n＝16
‑
25，更优选n＝18
‑
20)进行反应，以便获得月桂醇聚氧乙烯醚丙酸C1
‑
C6烷基酯(如乙基酯)，然后通过添加碱(例如氢氧化钠水溶液，如，质量浓度为15
‑
25％的氢氧化钠水溶液)调节反应混合物的pH值至7.5
‑
9(优选7.7
‑
8.5，更优选7.8
‑
8.2，例如pH 8)进行水解反应，以便获得粗的月桂醇聚氧乙烯醚丙酸盐(例如钠盐或钾盐)，然后进行分离和提纯而获得的(即获得纯的月桂醇聚氧乙烯醚丙酸盐(例如钠盐或钾盐))。所述分离和提纯包括以下过程：抽滤和烘干，和烘干产物用有机溶剂(如丙酮)通过加热溶解，然后冷却析出产物，过滤和重结晶，得到改性的醇聚氧乙烯醚。优选，所述丙烯酸 C1
‑
C6烷基酯(如乙酯)与月桂醇聚氧乙烯醚的重量比为1:(2
‑
3.5)，优选1:(2.2
ꢀ‑
3.3)，优选1:(2.5
‑
3.2)，优选1:(2.7
‑
3.0)。
[0018]更具体地说，所述醇聚氧乙烯醚(或“改性的醇聚氧乙烯醚”)的制备方法包括：在带有回流冷凝管、温度计、搅拌器与滴液漏斗的四口烧瓶中缓慢滴加丙烯酸乙酯与月桂醇聚氧乙烯醚(EO聚合度n＝12
‑
30，优选n＝16
‑
25，更优选n＝18
‑
20) 并加热至60
‑
80℃，静置反应12
‑
15h，蒸出过量的丙烯酸乙酯，剩余物质烘干收集中间产物。测定中间产物的皂化值，按照皂化值计算出滴加质量浓度为15
‑
25％的氢氧化钠水溶液并调节pH值至8，升温至90
‑
120℃，抽滤烘干。烘干产物用丙酮加热溶解，室温冷却后有固体析出，过滤，重结晶2
‑
3次后得到醇聚氧乙烯醚。
[0019]优选的，所述丙烯酸乙酯与月桂醇聚氧乙烯醚的重量比为1：(2
‑
3.5)，优选 1:(2.2
‑
3.3)，优选1:(2.5
‑
3.2)，优选1:(2.7
‑
3.0)。
[0020]在金属管道的液体输送中，经常会有水油混合的液体，当运输温度较高时，会出现水、油、蒸汽三相混合充斥于管道内的状态，现有技术中的缓蚀抑制剂往往会因自身在水、蒸汽中分散效果不均一，而出现金属内壁局部腐蚀的情况。申请人发现，当采用醇聚氧乙烯醚和苯磺酸盐以(1
‑
3)：(2
‑
4)复配后，可以使得腐蚀抑制成本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于汽液两相运送的管道腐蚀抑制剂，其特征在于，所述抑制剂的制备原料包括：卤代烷基吡啶，表面活性助剂，和水。2.根据权利要求1所述的管道腐蚀抑制剂，其特征在于：所述卤代烷基吡啶中的烷基的碳原子数为12
‑
16个；优选，所述卤代烷基吡啶包括溴代十四烷基吡啶、溴代十六烷基吡啶、氯代十二烷基吡啶中的至少一种；和/或所述卤代烷基吡啶与表面活性助剂的重量比为(5
‑
8)：1，优选为(5.5
‑
7.5):1，更优选为(6
‑
7):1；和/或所述卤代烷基吡啶和表面活性助剂的重量之和与水的重量之比是0.1
‑
0.25；1，优选0.12
‑
0.22；1，更优选0.14
‑
0.2；1，进一步优选0.15
‑
0.18；1，最优选0.16
‑
0.17；1；和/或所述表面活性助剂是由改性的醇聚氧乙烯醚与烷基苯磺酸盐按照(1
‑
3)：(2
‑
4)，优选(1.4
‑
2.6):(2.4
‑
3.6)，更优选(1.6
‑
2.4):(2.6
‑
3.4)，更优选(1.8
‑
2.2):(2.8
‑
3.2)，更优选2:3的重量比所组成的；优选，所述烷基苯磺酸盐包括十二烷基苯磺酸钠、对十二烷基苯磺酸铵、单/二
‑
烷基苯磺酸镁、十一烷基苯磺酸钠中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的管道腐蚀抑制剂，其特征在于：所述抑制剂的制备原料还包括：C5
‑
C20脂肪胺、弱碱性水溶液、水溶性无机盐，并且所述脂肪胺、弱碱性水溶液、水溶性无机盐的重量比为(6
‑
10)：(8
‑
12)：(1
‑
5)，优选(6.2
‑
9.5)：(7.5
‑
11.5)：(1.5
‑
4.8)，优选(6.4
‑
9)：(8
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11)：(2
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4.7)，优选(6.5
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8.5)：(8
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11.2)：(2.2
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4.5)，优选(6.7
‑
8)：(8.5
‑
11)：(2.5
‑
4.3)，优选(6.8
‑
7.5)：(9
‑
10.5)：(3
‑
4.2)，优选C6
‑
C18脂肪胺；和/或改性的醇聚氧乙烯醚是由丙烯酸C1
‑
C6烷基酯和月桂醇聚氧乙烯醚按照丙烯酸C1
‑
C6烷基酯与月桂醇聚氧乙烯醚的重量比为1:(2
‑
3.5)，优选1:(2.2
‑
3.3)，优选1:(2.5
‑
3.2)，优选1:(2.7
‑
3.0)进行反应，以便获得月桂醇聚氧乙烯醚丙酸C1
‑
C6烷基酯，然后通过添加碱调节反应混合物的pH值至7.5
‑
9进行水解反应，以便获得粗的月桂醇聚氧乙烯醚丙酸盐，然后进行分离和提纯而最终获得的，即获得了纯的月桂醇聚氧乙烯醚丙酸盐；所述丙烯酸C1
‑
C6烷基酯例如丙烯酸乙酯；所述月桂醇聚氧乙烯醚的聚合度n＝12
‑
30，优选n＝16
‑
25，更优选n＝18
‑
20；所述月桂醇聚氧乙烯醚丙酸例如乙基酯；所述碱例如氢氧化钠水溶液，优选质量浓度为15
‑
25％的氢氧化钠水溶液；所述pH值优选7.7
‑
8.5，更优选7.8
‑
8.2，例如pH 8；所述月桂醇聚氧乙烯醚丙酸盐例如钠盐或钾盐。4.根据权利要求3所述的管道腐蚀抑制剂，其特征在于：所述C5
‑
C20脂肪胺包括1.4
‑
环己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、辛胺、十二胺、十八胺中的至少一种；和/或所述水溶性无机盐包括水溶性镁盐、水溶性钠盐、水溶性钙盐中的至少一种，优选，所述水溶性无机盐包括硫酸镁、氯化镁、硫酸钠、氯化钠、硫酸钙、氯化钙中的至少一种；和/或弱碱性水溶液为氨水，优选为10
‑
35wt％浓度的氨水，更优选为饱和氨水。5.根据权利要求4所述的管道腐蚀抑制剂，其中所述抑制剂的制备原料还包括水溶性过渡金属盐；优选，所述水溶性过渡金属盐包括硝酸锌、硝酸钇、硫酸铜中的至少一种；更优选，水溶性无机盐为硫酸镁，所述水溶性过渡金属盐为硝酸钇，和硫酸镁和硝酸钇的重量比为2：(0.2
‑
0.5)，优选2：(0.3
‑
0.4)。6.根据权利要求4或5所述的管道腐蚀抑制剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括在水中加入表面活性助剂并加热至35
‑
45℃，在搅拌下加入卤代烷基吡啶、脂肪胺、弱碱性水溶液、水溶性无机盐和任选的水溶性过渡金属盐。
7.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的管道腐蚀抑制剂在金属管道内的含有气液相的溶液中的应用。8.一种用于汽液两相运送的管道腐蚀抑制剂，它包括或由以下组分组成或主要由以下组分组成：A)C12
‑
C16卤代烷基吡啶，3
‑
11重量份，优选3.5
‑
10.5，优选4
‑
10，优选4.5
‑
9.5，优选5
‑
9，优选5.5
‑
8.5，优选6
‑
8，6.5
‑
7.5重量份；B)由改性的醇聚氧乙烯醚与烷基苯磺酸盐组成的助剂，0.3
‑
2重量份，优选0.4
‑
1.8，优选0.5
‑
1.7，优选0.55
‑
1.6，优选0.6
‑
1.5，优选0.7

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，
申请(专利权)人：青岛华节鼎孚节能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：