[发明专利]一种亚烷基双（硫脲基咪唑啉吡啶基季铵盐）的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属腐蚀抑制技术领域，更具体地，涉及一种亚烷基双（硫脲基咪唑啉吡啶基季铵盐）的制备方法。

背景技术

油气井开采和工业热力设备酸洗过程中，为了防止酸液对油管、套管、锅炉等设备的腐蚀，在酸液中添加缓蚀剂是必不可少的防腐措施，如今咪唑啉类缓蚀剂在油田管道防腐中应用尤为广泛，硫脲、吡啶均为工业酸洗缓蚀助剂。

现有技术中也公开了一些金属缓蚀剂，申请号为200810049937.2的中国专利公开了一种水溶性缓蚀剂，该缓蚀剂是通过咪唑啉衍生物、吡啶衍生物、缓蚀助剂和溶剂通过复配获得，该缓蚀剂能够适应较宽的pH值变化；申请号为200710180019.9的中国专利公开了一种油气田开采用复合缓蚀剂及其制备方法，该复合缓蚀剂同样是由咪唑啉磷酸酯、硫脲、氯化十六烷基吡啶等化合物组成，这些化合物之间相互协同提高缓蚀能力；综上可以看出，现有的缓蚀剂都是通过将各种具有缓蚀作用的化合物进行复配获得，化合物复配不仅操作复杂，且不同化合物组合后可能还会对金属性能起到不良作用，另外，现有的金属缓蚀剂对金属的缓蚀效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种具有强缓蚀能力的亚烷基双（硫脲基咪唑啉吡啶基季铵盐）的制备方法。

本发明的第二个目的是提供上述方法制备获得的缓蚀剂亚烷基双（硫脲基咪唑啉吡啶基季铵盐）。

本发明的第三个目的是提供含有上述亚烷基双（硫脲基咪唑啉吡啶基季铵盐）的缓蚀剂。

本发明的第四个目的是提供亚烷基双（硫脲基咪唑啉吡啶基季铵盐）在防治金属腐蚀方面的应用。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的：

一种亚烷基双（硫脲基咪唑啉吡啶基季铵盐）的制备方法，包括以下步骤：

S1. 中间体亚烷基双（硫脲基咪唑啉）的制备：亚烷基双咪唑啉（A）和硫脲按摩尔比1：2～2.5混合后，在环己酮介质中，于105～110℃搅拌反应2.0～3.5小时减压蒸出溶剂，得粗产物，将粗产物经第一次萃取、蒸发后得到中间体亚烷基双（硫脲基咪唑啉）（B）；

S2. 将亚烷基双（硫脲基咪唑啉）（B）和4-氯甲基吡啶盐酸盐按摩尔比1：1.8～2.0混合后，加入反应溶剂，调节pH至中性，缓慢升温至70～75℃，搅拌反应4～5小时后，冷却、蒸出溶剂、第二次萃取、蒸发后得到亚烷基双（硫脲基咪唑啉吡啶基季铵盐）（P）；所述亚烷基双咪唑啉为亚丁基双咪唑啉、亚己基双咪唑啉、亚辛基双咪唑啉、亚葵基双咪唑啉或者亚十二烷基双咪唑啉。

上述制备方法所涉及的化学反应方程式为：

优选地，S2所述反应溶剂为无水乙醇。

优选地，S1所述第一次萃取是将粗产物溶于有机相中，用无机相萃取，其中，有机相和无机相的体积比为2：1～2；具体地，所述有机相可以是二氯甲烷或者三氯甲烷，无机相是水。

优选地，S2所述第二次萃取是将蒸出溶剂后的产物溶于除盐水中，用有机相萃取，其中，除盐水和有机相的体积比为2：1.2～2；具体地，所述有机相可以是二氯甲烷或者三氯甲烷。

具体地，上述制备方法包括以下步骤：

S1. 亚烷基双咪唑啉（A）和硫脲，按摩尔比1：2～2.5混合后，在环己酮介质中，于105～110℃搅拌反应2.0～3.5小时后，减压蒸出溶剂，得到棕色粘稠亚烷基双（硫脲基咪唑啉）（B）液态粗产物，将粗产物分散于二氯甲烷中，用水进行萃取（二氯甲烷：水=2：1），将二氯甲烷有机相进行旋转蒸发，得到棕色粘稠状的亚烷基双（硫脲基咪唑啉）（B）产品。

S2. 将S1所得产物和4-氯甲基吡啶盐酸盐，按摩尔比1：1.8～2.0混合后，加入无水乙醇，用NaOH溶液调节pH至中性，不断搅拌下缓慢升温至70～75℃，搅拌反应4小时后，微冷却，蒸出溶剂，将粗产物分散于除盐水中，用二氯甲烷萃取（V/V 1：1）2次，分离出水层，将水层进行旋转蒸发，得到亚烷基双（硫脲基咪唑啉吡啶基季铵盐）（P）产品。

需要说明的是，实验中，申请人还用了无水乙醇和N,N-二甲基甲酰胺作为亚烷基双咪唑啉（A）和硫脲的混合介质，但无论是利用无水乙醇，还是N,N-二甲基甲酰胺，其最终得到的产物的缓蚀率都没有环己酮做溶剂的高，故选环己酮作为介质。

另外，S1所得产物和4-氯甲基吡啶盐酸盐混合后，还用了异丙醇和N，N-二甲基甲酰胺作溶剂，但利用异丙醇和N，N-二甲基甲酰胺作溶剂时，起最终得到的产物的缓蚀率都没有用无水乙醇的高，故选无水乙醇。