[發明專利]一種利用大豆油制備咪唑啉季銨鹽緩蝕劑的方法及其復配金屬緩蝕劑

在審

• 申請號: 201610996177.0
• 申請日: 2016-11-13
• 公開（公告）號: CN106986828A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 張紅紅;張巖;楊仲年
• 申請（專利權）人: 濱州學院
• 主分類號: C07D233/16
• 分類號: C07D233/16;C23F11/14
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司11421
• 代理人: 王洪臣

技術領域

本發明涉及一種利用大豆油制備咪唑啉季銨鹽緩蝕劑SOI的方法及其復配金屬緩蝕劑，屬于金屬緩蝕劑領域。

背景技術

近年來含酸原油的增多，設備或管道腐蝕問題日益嚴重，因此，針對這方面所產生的問題，引起了人們越來越多的重視。為解決酸化腐蝕，通常在酸化體系中加入緩蝕劑。咪唑啉類緩蝕劑及其衍生物，因其具有獨特的分子結構并且緩蝕性能優良，因此越來越多地引起了人們的持續關注和深入研究，是一種可持續發展的綠色緩蝕劑。咪唑啉類緩蝕劑制備方法簡單，反應原料易得，高效、低毒使其被廣泛的研究開發與應用。

咪唑啉又稱二氫咪唑，它的五元雜環中含有2個互為間位的氮原子和1個雙鍵。在鹽酸介質中咪唑啉類緩蝕劑對碳鋼等金屬的緩蝕性能優良，這類緩蝕劑無特殊的刺激性氣味，毒性低，有較好熱穩定性。咪唑啉緩蝕劑的突出優點是：當金屬與酸性介質接觸時，可以在金屬表面形成單分子吸脫附，以改變氫離子的氧化還原電位，還可以絡合溶液中的某些氧化物質，降低其電位以達到緩蝕的目的。環保型的咪唑啉緩蝕劑合成工藝將成為緩蝕劑合成的一個發展方向。

王秀梅等合成了兩類咪唑啉類化合物，通過極化曲線、交流阻抗（EIS）、掃描電子顯微鏡（SEM）等分析其在鹽酸酸洗液中對Q235碳鋼的緩蝕行為，實驗結果表明，該兩類緩蝕劑具有優良的緩蝕性能，在質量濃度為80 mg L^-1緩蝕效率達到95.3%以上。雷良才等利用環烷酸和二乙稀三胺為主要原料來合成咪唑啉緩蝕劑，利用失重法和特殊的局部腐蝕模擬探頭對合成咪唑啉緩蝕劑進行性能進行表征，結果表明該類物質在鹽酸介質中對Q235碳鋼具有優良的緩蝕性能。張貴才等在咪唑啉合成反應中發現，烷基酰胺的生成與環化是同時進行的，并且反應的時間越長，烷基酰胺的環化程度就越高，產物緩蝕性能就越好。朱馴等以環烷酸、二乙稀三胺、氯化卞為反應的原料，合成了環烷基咪唑啉衍生物。

發明內容

咪唑啉類化合物具有一定的金屬緩蝕作用，但現有技術中制備得到的咪唑啉季銨鹽制備成本較高，為此，本發明提供一種利用大豆油制備咪唑啉季銨鹽緩蝕劑的方法，該制備方法制備成本較低，且得到的咪唑啉季銨鹽緩蝕劑通過多種手段測試發現其能顯著延緩金屬在酸性環境下的腐蝕速度，具有很好的推廣應用價值。

本發明通過下述技術方案實現上述技術目的：

一種利用大豆油制備咪唑啉季銨鹽緩蝕劑的方法，其具體包括下述步驟：

1）大豆油的分子量的確定：測定大豆油的皂化值和酸值，根據皂化值和酸值計算大豆油的分子量；

2）在裝有溫度計、攪拌器、回流裝置的三口反應裝置中加入大豆油和三乙烯四胺，向其中加入攜水劑和催化劑，在160 ℃下攪拌回流反應2h后，程序升溫至210℃，回流并分水至分水器中水量保持穩定，得到咪唑啉中間體；

3）咪唑啉中間體中緩慢加入氯化卞，控制反應溫度為100℃攪拌回流反應4 h，得到深黃棕色咪唑啉氯化卞季銨鹽。

上述利用大豆油制備咪唑啉季銨鹽緩蝕劑的方法中，所述大豆油與三乙烯四胺的摩爾比為1：1.24。所述的攜水劑為二甲苯，其與大豆油的質量比為0.5-0.6：1，優選為0.54：1。所述的催化劑為硼酸，其與大豆油的質量比為0.08-0.10:1，優選為0.088:1。

上述利用大豆油制備咪唑啉季銨鹽緩蝕劑的方法中，所述的大豆油的分子量的確定包括如下步驟：

1）大豆油皂化值測定：向裝有大豆油試樣的錐形瓶中加入氫氧化鉀–乙醇溶液，并加入少量沸石，連接回流冷凝管與錐形瓶后將錐形瓶放在加熱裝置上緩慢煮沸，不時搖動，油脂維持沸騰1 h，得皂化液；向皂化液中加入酚酞指示劑使用標準鹽酸溶液滴定至溶液顏色由粉色轉為無色；根據公式

計算大豆油的皂化值，其中SV：油脂以KOH計的皂化值，mg g^-1；C：HCl標準溶液的濃度，mol L^-1；V₁：樣品消耗HCl標準溶液的實際體積，mL；V₀：空白試驗消耗HCl標準溶液的實際體積，mL；m：大豆油樣品的質量，g；56.1：KOH物質的量，g mol^-1；