[发明专利]一种耐高温双咪唑啉酰胺缓蚀剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种耐高温双咪唑啉酰胺缓蚀剂，由30‑60％双咪唑啉酰胺、5‑10％脂肪酸酰胺、5‑10％烯基丁二酰亚胺和30‑55％芳烃类溶剂组成；制备方法为：将脂肪酸加入二甲苯中，再加入多乙烯多胺，加热至120～160℃反应1～2h，再升温至220～270℃反应1～2h，再降温至90～130℃，加入催化剂、二甲苯和烯基丁二酸，加热至150～180℃反应2～4h，再将催化剂滤除，得到双咪唑啉酰胺溶液；最后将双咪唑啉酰胺溶液加入到芳烃类溶剂中，再依次加入脂肪酸酰胺和烯基丁二酸亚胺，得到双咪唑啉酰胺缓蚀剂。本发明高温缓蚀剂在300℃的高温下缓蚀率达到70％以上，性能稳定，原料价廉易得，成本较低。

技术领域

本发明属于金属材料高温防腐用化学添加剂领域，涉及耐高温双咪唑啉酰胺缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

近年来，快速发展的炼油工业促进了含酸及含硫原油的开采与炼制，使炼油装置高温部位腐蚀凸显为炼厂腐蚀的重要问题之一。炼油设备在随着流体升温的过程中而腐蚀加剧，高温腐蚀是发生在250℃以上的高温部分，以化学腐蚀为主，因为原油以及油品中含有一些硫化物和环烷酸等腐蚀性物质。原油中腐蚀性最强的环烷酸占原油有机酸总量的90％以上，是典型的一元羧酸。原油中硫分为可与金属直接反应的活性硫化物和不能直接反应的非活性硫化物，主要以硫醇、硫醚、硫化氢、多硫化物、单质硫等形式存在。炼油厂常减压进料塔壁、常减压炉出口，常减压转油线及测线换热器等设备装置都是腐蚀的重点部位。

通常认为炼油厂常减压装置高温腐蚀的温度区间为250～400℃，高温腐蚀有两个明显的阶段，分别是270～280℃和350～400℃，第一阶段是发生部分环烷酸腐蚀，环烷酸与金属铁发生化学反应，形成不易成膜的环烷酸铁，随着流体冲刷，暴漏出新的金属表面，对设备造成严重的腐蚀。第二阶段原油中的非活性硫化物分解成元素硫，元素硫与金属铁发生化学反应，在金属表面生成硫化亚铁膜，硫化亚铁薄膜空隙大，比较松散，环烷酸的化学作用和流体冲刷的物理作用均会破坏硫化亚铁膜，曝露出金属表面，产生腐蚀作用。

环烷酸腐蚀和硫腐蚀在原油中的作用不尽相同，正是这两种物质的相互制约、促进，使腐蚀问题变得错综复杂。控制环烷酸腐蚀和硫腐蚀的途径主要有原油调和与脱酸、设备金属材料升级和表面处理、加注缓蚀剂及加强在线腐蚀与检测。其中加注缓蚀剂因其方便灵活，投资小，加注设备简单，可根据腐蚀情况调整加注部位和用量，这种方法被广泛使用。

目前，国内外企业普遍使用的高温缓蚀剂分为两类：磷系缓蚀剂和非磷系缓蚀剂。磷系缓蚀剂添加量少，缓蚀性能很好，但含磷的缓蚀剂已被证明可能使催化剂中毒和堵塞管道方面存在问题。非磷系缓蚀剂由于缓蚀性能不佳而发展比较缓慢。咪唑啉类衍生物是一种环境友好型的缓蚀剂，在低温环境下表现出很好的缓蚀性能，但是在高温条件下咪唑啉使用效果不佳，250℃以上咪唑啉就会分解。国内CN 1869287A、CN 102650061A、CN102559263A专利采用硫代磷酸酯、磷酸酯和噻吩类化合物对咪唑啉进行改性，有效提高了咪唑啉类产品的高温条件下的稳定性和缓蚀性能，但是产品引入磷、硫化合物，对后续装置催化剂中毒及高温部位设备管线腐蚀等问题尚无法彻底解决。

发明内容

为了避免现有技术中的不足，本发明提出一种耐高温双咪唑啉酰胺缓蚀剂及其制备方法，原材料中不含磷、硫元素，产品分解温度高、高温性能稳定，合成工艺简单，无毒环保适合于工业化生产。

本发明采用的技术方案为：

一种耐高温双咪唑啉酰胺缓蚀剂，其构成组份及重量百分比范围分别为：

这四种原料的重量百分比之和为100％。

所述双咪唑啉酰胺具体结构式为：

其中R₁为直链或环状脂肪酸，其中R₂为烯基丁二酸；