一種具有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)配緩蝕劑及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及緩蝕劑制備領(lǐng)域，為一種具有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)配緩蝕劑及其制備方法與 應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前合金在化工生產(chǎn)中已得到了廣泛的應(yīng)用，但是生產(chǎn)過程中的一些工序，例如 酸洗，酸除銹等之后氯離子很難完全凈化，有時(shí)甚至?xí)诟呗入x子的環(huán)境中進(jìn)行操作，使得 合金設(shè)備遭受到嚴(yán)重的局部腐蝕。近些年來，工廠中所用的緩蝕劑包括無機(jī)的和有機(jī)的，有 機(jī)緩蝕劑通常以含有N，S，0組成的雜環(huán)化合物較多，而在生產(chǎn)過程中用有機(jī)物作為緩蝕劑 來減緩合金的腐蝕，有的有機(jī)物合成工藝復(fù)雜，毒性大，對(duì)環(huán)境的污染較嚴(yán)重，不利于生產(chǎn) 安全。因此，研制環(huán)保、高效的緩蝕劑是便捷地解決石油化工生產(chǎn)中腐蝕的重要途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種具有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)配緩 蝕劑及其制備方法與應(yīng)用，制備方法簡單，制得的緩蝕劑毒性小，易于應(yīng)用，效果好。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明具有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)配緩蝕劑采用的技術(shù)方案為，按照 摩爾濃度計(jì)，包括〇· 005~0· 015mol/L的曼尼希堿和0· 8~I. 2mol/L的鎢酸鈉。
[0005] 本發(fā)明具有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)配緩蝕劑制備方法采用的技術(shù)方案，包括以下步驟：
[0006] 步驟一、將具有活潑a -H的化合物與甲醛及胺進(jìn)行回流，得到曼尼希堿；
[0007] 步驟二、在三口燒瓶中加入苯胺和無水乙醇，通過攪拌使溶液混合均勻，并往燒瓶 中滴加鹽酸溶液，調(diào)節(jié)體系的PH值至2. 5~3. 5,然后再加入苯乙酮和甲醛溶液進(jìn)行縮合， 加熱至50~65°C時(shí)，冷凝回流，得到紅棕色曼尼希堿液體；
[0008] 步驟三、將HCl溶液、紅棕色曼尼希堿液體以及鎢酸鈉混合，得到復(fù)配緩蝕劑。
[0009] 所述的步驟一中回流操作采用水，乙醇溶液或乙酸溶液作為溶劑。
[0010] 所述的步驟二中三口燒瓶中加入I. 〇~2. Omol/L的苯胺和無水乙醇各15~ 25ml，調(diào)節(jié)體系的PH到酸性，加入0· 8~L 5mol/L的苯乙酮15~25ml，L 0~2. Omol/L 的甲醛15~25ml。
[0011] 所述的步驟二中攪拌過程采用磁力攪拌器。
[0012] 所述的步驟二中冷凝回流在冷凝管中進(jìn)行。
[0013] 所述的步驟三中將濃度為0· 5mol/L的HCl溶液、濃度為0· 005~0· 015mol/L的 紅棕色曼尼希堿液體、濃度為0. 8~I. 2mol/L的鎢酸鈉，分別取20ml混合，得到復(fù)配緩蝕 劑。
[0014] 本發(fā)明具有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)配緩蝕劑在石油生產(chǎn)過程鋼材防腐中的應(yīng)用。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)配緩蝕劑是一種有機(jī)物和無機(jī)物復(fù)配 的緩蝕劑，它通過極性基團(tuán)在合金表面的吸附和非極性基團(tuán)排列形成的疏水膜，類似于在 金屬表面和腐蝕溶液界面形成了能量勢皇，增加了電荷轉(zhuǎn)移的阻力，阻礙了氯離子向電極 表面的擴(kuò)散和溶液中電子的轉(zhuǎn)移，合金表面點(diǎn)蝕的速度降低，有效減緩了合金的腐蝕。通過 比較單獨(dú)曼尼希堿和復(fù)配緩蝕劑的效率及表面覆蓋度，曼尼希堿和鎢酸鈉表現(xiàn)出了較好的 協(xié)同效應(yīng)，本發(fā)明的復(fù)配緩蝕劑毒性低、安全、環(huán)保。通過不同參數(shù)與單一實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，協(xié) 同效應(yīng)顯著。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有協(xié)同效應(yīng)的復(fù)配緩蝕劑制備方法采取毒性小，對(duì)環(huán) 境污染小的無機(jī)和有機(jī)緩蝕劑復(fù)配，合成路線簡單，對(duì)鋼的緩蝕表現(xiàn)出良好的緩蝕性能。針 對(duì)目前石油化工生產(chǎn)中鋼管道在酸洗，酸除垢等工序環(huán)境存在的酸液腐蝕問題，本發(fā)明采 用簡便，有效的緩蝕劑制備方法來降低鋼管的腐蝕速度，增加管道的壽命，同時(shí)也減少了國 家在石油化工等產(chǎn)業(yè)上的經(jīng)濟(jì)損失。通過不同參數(shù)與單一實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，曼尼希堿和鎢酸 鈉的協(xié)同效應(yīng)顯著，緩蝕效率高。曼尼希堿和鎢酸鈉單一對(duì)鹽酸介質(zhì)中N80鋼的腐蝕速度 有一定的抑制作用，但是緩蝕機(jī)理存在差異，鎢酸鈉對(duì)N80鋼的緩蝕是由于WO廣和N80基 體的Fe、Fe2O3會(huì)發(fā)生反應(yīng)形成表面鈍化膜；而Fe原子通過dsp3雜化后，曼尼希堿雜環(huán)有 機(jī)化合物會(huì)吸附到金屬腐蝕表面。單一緩蝕劑作用會(huì)在表面形成單層膜，本發(fā)明中將曼尼 希堿和鎢酸鈉復(fù)配后，W0,與Fe、Fe 203反應(yīng)形成的內(nèi)層鈍化膜阻止了陽極反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+、 Fe3+穿透膜向溶液的擴(kuò)散；曼尼希堿加入后，雜環(huán)化合物會(huì)吸附在鈍化膜上，形成外層吸附 膜。因此，雙層膜更有效的抑制了陽極反應(yīng)的發(fā)生，使得緩蝕效果加強(qiáng)。
【附圖說明】
[0017] 圖I 60°C時(shí)HCl溶液中未加入和加入曼尼希堿的Tafel極化曲線圖；
[0018] 圖2 60°C時(shí)HCl溶液中未加入和加入鎢酸鈉的Tafel極化曲線圖；
[0019] 圖3 60°C時(shí)曼尼希堿和鎢酸鈉復(fù)合對(duì)N80在HCl溶液中腐蝕的影響曲線圖；
[0020] 圖4 60°C時(shí)N80在鹽酸溶液中添加曼尼希堿和鎢酸鈉的Nyquist圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022] 實(shí)施例1
[0023] 1.開啟恒溫水浴鍋，將溫度水浴設(shè)為60°C。
[0024] 2.利用線切割方法將N80鋼片加工成Φ14. 5X3mm的圓片，把實(shí)驗(yàn)樣品需要測試 的一個(gè)面用400#、800#和1000#金相砂紙逐級(jí)打磨，接下來利用拋光機(jī)拋光，最后依次用丙 酮和重蒸水清洗，干燥后備用。
[0025] 3.曼尼希堿合成工藝
[0026] 醛、酮等具有活潑a -H的羰基化合物與甲醛、胺在乙醇溶液中回流，使酮的a -H 被胺甲基取代，該反應(yīng)所得產(chǎn)物成為曼尼希（Mannich)堿。
[0027] 原料：甲醛，N-甲基苯胺，苯乙酮
[0028] 合成條件：鹽酸做催化劑，加熱，反應(yīng)4h
[0029] 合成方法：
[0030]
[0031] 本實(shí)驗(yàn)是在裝有磁力攪拌器，回流冷凝管、溫度計(jì)的三口燒瓶中加入一定量的苯 胺和無水乙醇，攪拌并往燒瓶中滴加鹽酸溶液，調(diào)節(jié)體系的PH值為2. 5,然后在加入一定比 例的苯乙酮和甲醛溶液，升高溫度至50°C，回流6h，得到紅棕色的液體。
[0032]
[0033] 3.配制 0· 5mol · I71 的 HCl 溶液 1000ml，0· 005mol · L 曼尼希喊和 0· 8mol · L 鎢酸鈉，進(jìn)行計(jì)劃曲線和電化學(xué)阻抗實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次），記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并算出不同工況 下的緩蝕效率。
[0034] 實(shí)施例2
[0035] 1.開啟恒溫水浴鍋，將溫度水浴設(shè)為60°C。
[0036] 2.利用線切割方法將N80鋼片加工成Φ14. 5X3mm的圓片，把實(shí)驗(yàn)樣品需要測試 的一個(gè)面用400#、800#和1000#金相砂紙逐級(jí)打磨，接下來利用拋光機(jī)拋光，最后依次用丙 酮和重蒸水清洗，干燥后備用。
[0037] 3.曼尼