硫代磷酸酯和磷酸酯咪唑啉衍生物緩蝕阻垢劑的製作方法

2023-05-07 12:38:21 1

專利名稱：硫代磷酸酯和磷酸酯咪唑啉衍生物緩蝕阻垢劑的製作方法
專利說明 本發明是用於油田汙水處理和回注水系統的硫代磷酸酯和磷酸酯咪唑啉衍生物緩蝕阻垢劑的製備方法。
本發明根據石油部科技情報研究所對國外近10年的有關專利文獻檢索尚未發現相關技術。
採用本發明的合成方法製備地物質，用於油田汙水處理和回注水系統對減緩鋼鐵設備的腐蝕和防止在構築物表面結垢具有較顯著的效果。
本發明的硫代磷酸酯和磷酸酯咪唑啉衍生物是利用已有咪唑啉的製備技術合成了咪唑啉類型的化合物，如事例1和2。該類化合物作為緩蝕劑應用，在國內外已有多年歷史，一般都是採用脂肪酸與多胺反應製得。從應用方面來看有油溶性和水溶性兩類，油溶性咪唑啉由於在水相中溶解、分散性差，不易在水系統中應用。在水系統中應用時多採用無機酸如HCL和有機酸如CH3COOH等進行中和製得水溶性的咪唑啉鹽，這些鹽類化合物一般用於酸性介質中如酸洗及油井酸化壓裂等處理液中，未見有用於油田汙水處理和回注水系統的報導，該類化合物也無阻垢作用。
本發明的咪唑啉衍生物具有緩蝕和阻垢作用。咪唑啉的製備除採用脂肪酸以外，還採用了脂肪酸與樹脂酸的混合物如妥爾油，為獲得水溶性產物，採用了引入氧化乙烯醚的技術路線合成了含有氧化乙烯醚的咪唑啉化合物，為提高該化合物的緩蝕效果並使其具有阻垢作用，再將上述物質與P2S5或P2O5等物質作用，最後製得了水溶性的硫代磷酸酯或磷酸酯咪唑啉衍生物，在含氧水系統中其緩蝕效果達80%左右，阻垢效果達80～100%。
製備程序實例 例1將0.440千克(1摩爾)妥爾油和0.1032千克(1摩爾)多胺加入裝有攪拌器，冷凝器和分水器的反應燒瓶中。添加適量的帶水劑在150～190℃浴溫回流，脫出85%以上的理論反應生成水最後製得棕色粘稠物。


+NH2〔(CH2)2NH〕n-H→

(CH2CH2NH)n-1H和

(CH2CH2NH)n-H 式中R1為脂肪酸殘餘基。R2為樹脂酸殘餘基。n＝2～4整數。
例2把0.2825千克(1摩爾)油酸和0.1032千克(1摩爾)多胺加入裝有攪拌器，冷凝器和分水器的燒瓶中，再加入適量的帶水劑在150°～190℃浴溫回流，脫出85%以上的理論反應生成水而得到一個棕色產物。
CH3(CH2)7CH＝CH(CH2)7

-OH+NH2(CH2CH2NH)nH→

(CH2CH2NH)n-1H 式中R為油酸殘餘基n＝2～4整數 例3稱取例1產物0.2535千克(0.5摩爾)和適量催化劑加入壓力反應釜中，升溫到100～140℃再加入0.110～0.440千克(2.5～10摩爾)環氧乙烷，反應完畢後恆溫0.5小時，得到一個水溶性的棕色粘稠混合物A和B。


-(CH2CH2NH)n-1H+R2-

-NH-(CH2CH2NH)nH+m(

)→

-(CH2CH2NH)n-2-CH2CH2N
和R2-

NH(CH2CH2NH)n-1CH2CH2N
式中p+q+p′+q′＝m m＝2.5～10 例4稱取例2產物0.1725千克(0.5摩爾)和適量催化劑加入反應釜中，升溫到100～150℃，再加入0.110～0.330千克(2.5～7.5摩爾)環氧乙烷，反應完畢，製得一個水溶性棕色粘稠產物C。


-(CH2CH2NH)n-1-H+m(

)→

(CH2CH2NH)n-2-CH2CH2N
式中p+q＝mm＝2.5～7.5 例5、稱取0.0652千克(約0.08摩爾)例3產物和0.0178～0.0045千克(約0.08～0.02摩爾)P2S5，加入帶有攪拌器的反應器中在10～50℃攪拌，升溫到90～140℃恆溫2～7小時，製得一個棕色粘稠，均相的最終產物。
(A+B)+P2S5→
例6、稱取0.057千克(約0.1摩爾)例4產物和0.0223～0.0045千克(0.1～0.02摩爾)P2S5加入帶有攪拌器的燒瓶中，在10～50℃攪拌而後升溫於90℃～150℃反應1～6小時，製取一個棕色粘稠，均相最終產物。
C+P2S5→
例7、稱取例3產物0.0815千克(約0.1摩爾)和0.0142～0.00284千克(0.1～0.02摩爾)P2O5加入帶有攪拌器的燒瓶中，低溫攪拌後，升溫於90～140℃反應1～5小時後，再加入均分子量為217的混合醇0.0145千克(約0.067摩爾)於110℃～140℃恆溫反應2～6小時，製得棕色均相最終產物。

式中R3為烷基 例8稱取例4產物0.057千克(約0.1摩爾)和0.0142～0.00284千克(0.1～0.02摩爾)P2O5加入到帶有攪拌器的燒瓶中，低溫攪拌，而後升溫到85～150℃，反應1～6小時，再加入均分子量為217的混合醇0.0145千克，於100～150℃反應2～6小時，製得棕色粘稠的均相最終產物。

式中R3為烷基 緩蝕與阻垢效果 緩蝕效果 試驗條件 水質勝利油田某站含油曝氧現場水。
試片75×12×1.5mm普通碳鋼片 靜態掛片12天，試驗溫度50℃ 試驗結果(見表1)
阻垢效果 評定方法用化學定量分析法。
操作將加藥水樣和空白水不加藥水樣，在70℃恆溫5小時而後用絡合滴定法測出恆溫水樣中的鈣離子〔Ca++〕的含量，求出阻垢率。
阻垢率＝ (加藥水樣加熱後的［Ca++]-空白水樣加熱後的［Ca++］)/(原始空白水樣中［Ca++]-空白水加熱後的［Ca++]) ×100% 評定結果(見表2)

權利要求
1、本發明的製備產物是用於油田汙水處理和回注水系統的具有緩蝕和阻垢作用的一種化學藥劑，其特徵是妥爾油或油酸與多胺化合物和環氧乙烷反應製得水溶性混合物A和B或C再與五硫化二磷或五氧化二磷等物質作用製得硫代磷酸酯或磷酸酯咪唑啉衍生物。
2、權利要求1所說的妥爾油或油酸與多胺化合物和環氧乙烷反應製得的混合物再與五硫化二磷作用製得硫代磷酸酯咪唑啉其特徵是含有
結構的物質。
3、權利要求2所述的
引入氧化乙烯醚的水溶性物質。m是1-20摩爾數，最好是5-10摩爾。
4、權利要求2所述的
是(A+B)或C與P2S5以1∶1～5∶1摩爾最好是4∶1摩爾製得的含有
基團的化合物。低溫攪拌溫度是10～50℃，反應溫度是90-140℃。
5、權利要求1所述的妥爾油或油酸與多胺化合物和環氧乙烷反應製得的混合物再與五氧化二磷及混合醇作用製得的磷酸酯咪唑啉衍生物其特徵是含有
結構的物質。
6、權利要求5所述的
加成反應引入氧化乙烯醚的水溶性物質。m是1-20摩爾數，最好是2.5-10摩爾。
7、權利要求5所述的
)是(A+B)或C與P2O5投料比為1∶1～5∶1摩爾，最好是3∶1～4∶1摩爾，低溫攪拌溫度是10-50℃，反應溫度最好是120-130℃，加入混合醇的反應溫度最好是130±5℃，混合醇的投加量與P2O5的比例是1∶1～2∶1摩爾，採用的混合醇是8-12個碳原子，其平均分子量為217。
全文摘要
用本發明方法合成的緩蝕阻垢劑是以含脂肪酸和樹酯酸的混合物或脂肪酸與多胺化合物、環氧乙烷反應製得的混合物，再與五硫化二磷或五氧化二磷等物質作用製得的硫代磷酸酯或磷酸酯咪唑啉衍生物。用於油田汙水處理和回注水系統，不需配用其他化學藥劑對鋼材管路，設備有明顯的緩蝕和阻垢作用。其緩蝕率達80％左右，阻垢率達80-100％。
文檔編號C23F11/167GK1030263SQ87104560
公開日1989年1月11日 申請日期1987年6月27日 優先權日1987年6月27日
發明者馬金鼎, 王建華, 任斐 申請人:勝利油田設計規劃研究院