[发明专利]一种含氮有机磷缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于抑制碳钢在酸性环境中腐蚀的含氮的有机磷缓蚀剂的制备方法。

背景技术

金属腐蚀是金属在环境中的腐蚀介质发生作用而使金属成为氧化状态的热力学自发过程。金属腐蚀在化工、石油、贮运、开采等行业中普遍存在，开发成本低廉、高效、低毒或无毒缓蚀剂已成为人们研究的热点。

目前广泛使用的酸洗缓蚀剂，多数是使用吸附和络合作用的有机物，如有机胺、咪唑啉、酰胺、硫脲、杂环酮、季铵盐等。有机酸腐蚀普遍存在工业生产之中，表现突出的是炼油加工过程中的设备腐蚀。目前，缓蚀剂在炼油厂中的应用比较广泛，《一种新型炼油厂用油溶性缓蚀剂》(中国专利申请号93102176)，以有机酸和有机胺为原料，溶于煤油或甲苯，在反应釜中，升温完成合成反应制备出咪唑啉酰胺化合物。是一种油溶性的缓蚀剂，用于炼油厂常减压蒸馏装置设备的HCl-H₂S防腐蚀工艺过程。《一种水溶性腐蚀抑制剂》(中国专利申请号200310110206)，以有机酸和多烯多胺为原料合成的咪唑啉型水溶性缓蚀剂，用于炼油厂催化裂化吸收稳定系统的HCN-H₂S-H₂O型防腐蚀工艺过程。《一种缓蚀剂制备方法及用途》(中国专利申请号03142258)和《一种用于加氢装置的缓蚀剂》(中国专利申请号200410066890)介绍的有机酸酯是由磺酸盐和重芳香烃含氮化合物组成的缓蚀剂，主要用于石油加氢、重整装置的缓蚀剂。《一种油田用新型抗C02腐蚀缓蚀剂及其制备方法》(中国专利申请号00109687)介绍了一种脂肪酸和部分多胺为原料制备的咪唑啉中间体后加入硫脲和烷基醇，制得油溶水分散型缓蚀剂，该缓蚀剂适用于油田含CO₂的高矿化度污水对金属表面的侵蚀。

发明内容

本发明的目的是研制一种原料易得，价格低廉；合成路线简单，合成条件温和；毒性低，对环境的污染较小、缓蚀效率高、用量低的含氮有机磷缓蚀剂及其制备方法。

一种含氮有机磷缓蚀剂，其特征在于其结构式为

一种含氮有机磷缓蚀剂的制备方法，以磷霉素生产过中的副产物右旋磷霉素左旋苯乙胺盐为起始原料，合成步骤为两步反应，第一步合成中间产物右旋磷霉素二钠，第二步合成含氮的有机磷酸洗缓蚀剂，具体合成路线如下：

第一步，右旋磷霉素左旋苯乙胺盐在NaOH、水和有机溶剂中合成，用无水乙醇进行析晶，在40℃下于真空干燥箱中干燥3-13h，得右旋磷霉素二钠晶体；

原料重量配比为右旋磷霉素左旋苯乙胺盐∶氢氧化钠∶水∶有机溶剂∶无水乙醇＝1∶0.286∶0.72∶1.06-1.64∶14-16，

所述有机溶剂为二氯甲烷、甲苯、环己烷或叔丁基醚，

第二步，右旋磷霉素二钠和二乙醇胺用三氧化二铝作催化剂，在盐酸中发生开环加成反应，减压蒸馏、浓缩，用无水乙醇进行析晶，在40℃下与真空干燥箱中干燥3h以上，得含氮有机磷缓蚀剂，

右旋磷霉素二钠和二乙醇胺的摩尔比为1∶1.5-2。

本发明有以下优点：原料易得，价格低廉；合成路线简单，合成条件温和；缓蚀剂毒性低下，对环境的污染较小，对环境和生态不构成较大的危害，符合缓蚀剂发展的趋势，有着较良好的应用前景。

本发明的缓蚀剂主要用于碳钢的缓蚀，可有效抑制金属基体在酸性条件下的腐蚀，具有效率高、用量少的优势。

附图说明

附图为不同浓度ABHPP-(Na)2在1.0mol/L盐酸介质中对Q235钢的缓蚀极化曲线图。

具体实施方式

本发明是以磷霉素生产过程中的副产物右旋磷霉素左旋苯乙胺盐为起始原料，首先合成中间产物右旋磷霉素二钠，然后使其与二乙醇胺发生开环加成反应，通过分离、提纯和干燥后，得纯度较高的含氮有机磷缓蚀剂。

合成中间产物右旋磷霉素二钠的具体步骤如下：在盛有0.2mol、30％NaOH水溶液的烧杯中加入有机溶剂，搅拌2-3分钟，降温到5℃，再加入右旋磷霉素左旋苯乙胺盐，边加边搅拌，待固体消失后，于15℃搅拌30分钟，静置分层2-3小时后，分离出水层，向所得水层中加入12-15g活性炭，于30℃下脱色30-40分钟，过滤得澄清透明溶液，将所得溶液于50-55℃，3000-10000Pa下减压蒸馏去掉水后，用无水乙醇进行析晶，将所得晶体在40℃下于真空干燥箱中干燥3-13h，得右旋磷霉素二钠晶体；

原料重量配比为右旋磷霉素左旋苯乙胺盐∶氢氧化钠∶水∶有机溶剂∶无水乙醇＝1∶0.286∶0.72∶1.06-1.64∶14-16，