法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2018-02-27
未缴年费专利权终止 IPC(主分类):C23F11/14 授权公告日:20151230 终止日期:20170108 申请日:20140108
专利权的终止
2015-12-30
授权
授权
2014-04-30
实质审查的生效 IPC(主分类):C23F11/14 申请日:20140108
实质审查的生效
2014-04-02
公开
公开
技术领域
本发明涉及油气田输油管道防腐用缓蚀剂,特别是氨基酸衍生物缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
在金属防护领域,较为常见的防腐方法有:无机涂层和有机涂层防腐,以及电镀、热浸 镀保护层的防腐,还有进一步发展的扩散镀、金属喷镀等防腐方法,这些方法都有较好的防 护作用。但是随着电化学保护和缓蚀剂保护的技术进步,应用缓蚀剂已经成为一种重要有效 的方法。缓蚀剂是材料发生或有可能发生腐蚀时,适量添加到相关体系中,可以抑制或减缓 介质对钢材的腐蚀。
现阶段使用的大多数缓蚀剂虽然具有较好的缓蚀性能,但是都具有不同的缺点,例如, 油田上常用的一些shiff碱缓蚀剂,对环境污染大,对人体有害,达不到绿色环保缓蚀剂的要 求;一些高分子缓蚀剂虽然合成简单,但是不稳定,容易水解,达不到长期保护钢材的作用; 无机缓蚀剂虽然稳定,但是缓蚀率低,缓蚀剂用量大。因此合成一种绿色环保,制备工艺简 单的缓蚀剂就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于提供油气田输油管道用氨基酸衍生物缓蚀剂,该缓蚀剂原料便宜,制 备简单,对输油管道既具有良好的缓蚀性能,又能够实现绿色环保。
本发明的另一目的还在于提供上述氨基酸衍生物缓蚀剂的制备方法,该方法原理可靠, 操作简便,具有广阔的市场前景。
为达到以上技术目的,本发明提供以下技术方案。
油气田输油管道用氨基酸衍生物缓蚀剂,为腺嘌呤氨基酸衍生物、鸟嘌呤氨基酸衍生物 或胞嘧啶氨基酸衍生物,所述腺嘌呤氨基酸衍生物的结构如下:
所述鸟嘌呤氨基酸衍生物的结构如下:
所述胞嘧啶氨基酸衍生物的结构如下:
所述油气田输油管道用氨基酸衍生物缓蚀剂的制备方法,依次包括以下步骤:
(1)将BOC-L-丙氨酸溶解到四氢呋喃中,配成质量比为2%的溶液,在搅拌条件下加 入腺嘌呤(鸟嘌呤或胞嘧啶)、二环己基二亚胺、4-二甲氨基吡啶,BOC-L-丙氨酸、腺嘌呤 (鸟嘌呤或胞嘧啶)、二环己基二亚胺的摩尔比为0.8~1.2:1~1.5:1~1.5,4-二甲氨基吡啶的 加量为BOC-L-丙氨酸质量的0.1%,将反应体系置于冰浴中(0℃)搅拌30min后,升温到50~60 ℃,反应4~6小时后,过滤得到BOC-L丙氨酸衍生物溶液;
(2)在BOC-L丙氨酸衍生物溶液中加入三氟乙酸,BOC-L-丙氨酸与三氟乙酸的摩尔比 为1:5~10,在25℃下反应4小时取出,冷却后加入碳酸氢钠饱和溶液,调节pH至8-10,用 乙酸乙酯进行萃取,蒸干,得到氨基酸衍生物缓蚀剂。
该方案的技术路线是:第一步为BOC-L-丙氨酸衍生物的合成:以BOC-L-丙氨酸,腺嘌 呤、鸟嘌呤或胞嘧啶为反应物,以4-二甲氨基吡啶(DMAP)为催化剂,发生脱水缩合反应, 同时添加脱水剂二环己基二亚胺(DCC),除去反应过程中产生的水。第二步是BOC-L丙氨 酸衍生物的脱BOC反应。
本发明是利用氨基酸衍生物缓蚀剂中N原子上的孤对电子和钢中的Fe原子形成配位键, 牢固的吸附在钢铁表面,形成一层有机保护层,阻止盐酸中的H+与Fe接触,最终减缓钢铁的 腐蚀。由于本发明合成产物的分子结构中含有多个拥有孤对电子的N原子,因此,其缓蚀性 能良好;同时本发明采用DNA或RNA的组成单体为原料,对环境和人体无害,产物水解后得 到的L-丙氨酸也是组成人体蛋白质的21种氨基酸之一,对环境和人体也无害,所以本发明 缓蚀剂为绿色友好的高效缓蚀剂。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)原料廉价,制备方法简单,绿色、环保、无毒;
(2)缓蚀剂的合成产率高,副产物少,容易分离提纯;
(3)缓蚀剂稳定,缓蚀剂用量小,缓蚀效率高。
具体实施方式
实例1腺嘌呤氨基酸衍生物缓蚀剂的合成与性能测试
腺嘌呤氨基酸衍生物缓蚀剂的合成:
(1)将BOC-L-丙氨酸溶解到四氢呋喃中,配成2%的溶液,在搅拌条件下加入腺嘌呤、 二环己基二亚胺、4-二甲氨基吡啶;BOC-L-丙氨酸、腺嘌呤、二环己基二亚胺的摩尔比为 1mol:1mol:1.2mol,4-二甲氨基吡啶的加量为BOC-L-丙氨酸质量的0.1%,将反应体系置于 冰浴中(0℃)搅拌30min后,升温到50℃,反应5小时后,过滤得到BOC-L丙氨酸衍生物 溶液;
(2)在BOC-L丙氨酸衍生物溶液中加入三氟乙酸,BOC-L-丙氨酸与三氟乙酸的摩尔比 为1mol:5mol,在25℃下反应4小时取出,冷却后加入碳酸氢钠饱和溶液,调节pH至9,用 乙酸乙酯进行萃取,蒸干,得到氨基酸衍生物缓蚀剂。
腺嘌呤氨基酸衍生物缓蚀剂的缓蚀性能测试:
溶液的配置:首先用电子天平分别称量0.02mol、0.04mol、0.06mol、0.08mol的氨基酸 衍生物,分别溶解到200ml、0.1mol/L的盐酸中。
X80管线钢的预处理;将长3厘米、宽3厘米、厚度0.2厘米的X80管线钢表面用120#-180# 的不同型号的砂纸进行打磨,然后用乙醇和丙酮清洗和除油,最后放入干燥器皿中干燥待用。
利用挂片失重法测试氨基酸衍生物在0.1mol/L的盐酸溶液中对X80管线钢的缓蚀性 能,挂片时间为16个小时,温度30℃。结果如表1。
表130℃下,X80管线钢在氨基酸衍生物缓蚀剂溶液中的腐蚀速度和缓蚀率
Cinh代表缓蚀剂的加量,CR代表X80管线钢的腐蚀速度,ηWL代表缓蚀率。
实例2鸟嘌呤氨基酸衍生物缓蚀剂的合成和缓蚀性能测试
鸟嘌呤氨基酸衍生物缓蚀剂的合成:
(1)将BOC-L-丙氨酸溶解到四氢呋喃中,配成2%的溶液,在搅拌条件下加入鸟嘌呤、 二环己基二亚胺、4-二甲氨基吡啶,BOC-L-丙氨酸、鸟嘌呤、二环己基二亚胺的摩尔比为 2mol:2mol:2.2mol,4-二甲氨基吡啶的加量为BOC-L-丙氨酸质量的0.1%,将反应体系置于 冰浴中(0℃)搅拌30min后,升温到50℃,反应5小时后,过滤得到BOC-L丙氨酸衍生物 溶液;
(2)在BOC-L丙氨酸衍生物溶液中加入三氟乙酸,BOC-L-丙氨酸与三氟乙酸的摩尔比 为2mol:10mol,在25℃下反应4小时取出,冷却后加入碳酸氢钠饱和溶液,调节pH至9,用 乙酸乙酯进行萃取,蒸干,得到氨基酸衍生物缓蚀剂。
鸟嘌呤氨基酸衍生物缓蚀剂的缓蚀性能测试:
利用挂片失重法测试鸟嘌呤氨基酸衍生物在0.1mol/L的盐酸溶液中对预处理好的X80 管线钢的缓蚀性能,挂片时间为16个小时,温度30℃。结果如表2。
表230℃下,X80管线钢在氨基酸衍生物缓蚀剂溶液中的腐蚀速度和缓蚀率
Cinh代表缓蚀剂的加量,CR代表X80管线钢的腐蚀速度,ηWL代表缓蚀率。
实例3胞嘧啶氨基酸衍生物缓蚀剂的合成和缓蚀性能测试
胞嘧啶氨基酸衍生物缓蚀剂的合成:
(1)将BOC-L-丙氨酸溶解到四氢呋喃中,配成2%的溶液,在搅拌条件下加入胞嘧啶、 二环己基二亚胺、4-二甲氨基吡啶,BOC-L-丙氨酸、胞嘧啶、二环己基二亚胺的摩尔比为 1mol:1mol:1.3mol,4-二甲氨基吡啶的加量为BOC-L-丙氨酸质量的0.1%,将反应体系置于 冰浴中(0℃)搅拌30min后,升温到50℃,反应5小时后,过滤得到BOC-L丙氨酸衍生物 溶液;
(2)在BOC-L丙氨酸衍生物溶液中加入三氟乙酸,BOC-L-丙氨酸与三氟乙酸的摩尔比 为1mol:5.5mol,在25℃下反应4小时取出,冷却后加入碳酸氢钠饱和溶液,调节pH至10, 用乙酸乙酯进行萃取,蒸干,得到氨基酸衍生物缓蚀剂。
胞嘧啶氨基酸衍生物缓蚀剂的缓蚀性能测试:
利用挂片失重法测试胞嘧啶氨基酸衍生物在0.1mol/L的盐酸溶液中对预处理好的X80 管线钢的缓蚀性能,挂片时间为16个小时,温度30℃。结果如表3。
表330℃下,X80管线钢在氨基酸衍生物缓蚀剂溶液中的腐蚀速度和缓蚀率
Cinh代表缓蚀剂的加量,CR代表X80管线钢的腐蚀速度,ηWL代表缓蚀率。
实例4:氨基酸衍生物缓蚀剂的环保性能测试
将合成的腺嘌呤氨基酸衍生物、鸟嘌呤氨基酸衍生物、胞嘧啶氨基酸衍生物,配制为0.4 质量%的水溶液,根据表4所列检测方法测定砷、铅、铬、镉、汞、六价铬、石油类和生物 毒性等环保指标。
表4环保性能检测方法及结果
从表1、2、3中可以看出,合成的腺嘌呤氨基酸衍生物、鸟嘌呤氨基酸衍生物、胞嘧啶 氨基酸衍生物,在30℃下对X80管线钢表现出了优良的缓蚀性能,并且随着缓蚀剂加量的增 加,缓蚀效率升高。在加量达到了0.4g/L的时候,其缓蚀率均达到85%以上,缓蚀效果良好。
从表4中可以看出,合成的氨基酸衍生物在各个检测环节都未检测出毒性,说明产物环 保无毒。
机译: 二氨基酸衍生物的起始材料,其制备方法和二氨基酸衍生物的制备方法
机译: 二氨基酸衍生物的起始材料,其制备方法和二氨基酸衍生物的制备方法
机译: 二氨基酸衍生物的起始材料,其制备方法和二氨基酸衍生物的制备方法