CN107099803A - 一种含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂的制备方法和用途 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂的制备方法和用途，原料为玫瑰花提取物，溶剂为水、乙醇和盐酸溶液，包括如下步骤：将玫瑰花烘干并粉碎后加入乙醇水溶液中，然后加热进行超声振荡萃取，虑除不溶物后再加入盐酸溶液，充分搅拌即可制得含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂。本发明所制备的缓蚀剂具有良好的缓蚀性能，在石油管道的缓蚀领域具有很大的应用前景。另外，本发明的制备方法具有工艺简单、成本低廉、无毒，无需特殊设备、适合规模化生产的优点。

Description

一种含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂的制备方法和用途

技术领域

本发明涉及缓蚀剂生产技术领域，特别是涉及一种适用于石油管道防腐蚀的含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂的制备方法和用途。

背景技术

腐蚀在工业生产中是一种很常见的现象，因为其对金属的巨大危害而吸引了广泛的关注。缓蚀剂广泛应用于工业酸洗、酸去垢以及油井酸化等各个方面，以防止金属的腐蚀和酸液的过度消耗。选择合适的缓蚀剂取决于酸的类型，缓蚀剂的浓度，温度，流速，可溶固体以及金属材料的类型等等。有机化合物中含有的N,O,S原子以及π键是酸性介质中的有效缓蚀成分。

为了减少腐蚀带来的损失，人们尝试了各种各样的防腐蚀技术，如:合理的防腐设计、电化学保护、耐蚀材料防腐、金属表面覆盖层或涂镀层防腐、在腐蚀介质中添加缓蚀剂等方法。其中，缓蚀剂防腐是一种常用的防腐方法，其优点是设备简单，使用方便、成本低、收效大、来源广。因此，缓蚀剂防腐技术在各个领域中都得到了普遍的应用。

许多缓蚀剂虽然效果很好，但是有一定的毒性。如传统的无机缓蚀剂铬酸盐、汞盐等，随着环境保护要求日趋严格，这类缓蚀剂的应用已受到很大程度的限制，有的甚至已不被采用。随着社会的发展，人类的环境保护意识逐渐增强，绿色化学越来越受到人们的关注，陆续出现了植物型缓蚀剂、绿色技术等一系列的新名词。利用植物来提取缓蚀剂具有原料广泛，成本低、资源可再生的优点，而且一般是低毒或无毒的，因此具有广阔的研究前景，是未来缓蚀剂发展的一个重要方向。

本发明利用玫瑰花为原料，通过简单而高效的提取工艺制备出了玫瑰花提取物，然后将其溶于盐酸溶液，搅拌均匀即可制得含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂，这将具有很好的应用前景和社会经济价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂的制备方法和用途。该缓蚀剂具有良好的缓蚀性能，在碳钢缓蚀领域具有很大的应用前景。另外，本发明的制备方法具有工艺简单、效率高，成本低廉、条件易控、制备周期短、无需特殊设备、适合规模化生产等优点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于，所述含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂由以下方法制备：

1)将15g玫瑰花烘干并粉碎成玫瑰花粉末；

2)将步骤1)的玫瑰花粉末和乙醇水溶液按重量比1:20投入到容器中，升温加热至60℃，超声振荡40min，然后冷却至室温，滤去不溶物即可制得玫瑰花提取物溶液；

3)往步骤2)的玫瑰花提取物溶液中加入10-1000ml盐酸水溶液，搅拌均匀即可制得所述含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂。

优选地，所述的乙醇水溶液的质量百分比浓度为65％。

优选地，所述的超声振荡的功率为150w。

优选地，所述的盐酸水溶液的质量百分比浓度为6％。

所述的一种含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂在石油管道缓蚀中的应用。

本发明的原理在于：玫瑰花提取物中的有机醇类、有机酚类，有机酮类、有机酯类、有机酸类及纤维素含有以原子O、N、S为中心的极性基团能吸附于金属表面而形成一层致密均匀的钝化膜，从而阻碍腐蚀。一般来说，吸附现象会受环境和表面电荷、电解质以及缓蚀剂分子结构的影响，由于腐蚀介质呈酸性，玫瑰花提取物中的有机分子不能以阴离子状态存在于溶液中，因此它们可能作为中性分子或者阳离子的形式存在。因此，本发明所制备的含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂的吸附作用是通过提取物中的有机分子与碳钢表面的Fe原子形成新的键；其中包括中性有机分子和Fe共用有机分子中孤对电子(—NH,—OH,C＝O)，或者通过中性缓蚀分子电子转移到Fe(化学吸附)原子空的d轨道。此外，所制备的缓蚀剂也可通过带正电的有机分子和金属表面带负电荷Cl^-离子发生静电相互作用。

本发明的有益效果在于：1)本发明利用天然可再生的玫瑰花为原料来制备玫瑰花提取物，该原料简单易得；2)与传统的浸泡与加热回流结合的提取天然产物的方法不同，本发明的制备方法采用超声振荡来制备玫瑰花提取物可极大地缩短提取时间，提高提取效率；3)本发明所制备的缓蚀剂无毒无污染，制备过程中不使用任何有毒的化学药剂，不会给环境带来任何负担，符合绿色缓蚀剂的发展趋势；4)本发明的制备方法简单方便，无需大型、精密仪器，生产周期短；5)本发明的缓蚀剂具有优良的缓蚀性能，缓蚀效率最高可达90.1％，在石油管道的防腐蚀领域具有很大的应用前景。

附图说明

图1为玫瑰花提取物的傅里叶红外光谱图。

图2为J55钢的扫描电镜(SEM)照片：a为不添加玫瑰花提取物缓蚀后的J55钢的扫描电镜(SEM)照片，b为添加600mg/L玫瑰花提取物缓蚀后J55钢的扫描电镜(SEM)照片。

具体实施方式

下面进一步结合附图和实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，示例中具体的质量、反应时间和温度、工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，本领域的技术人员根据本发明的上述内容做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。

实施例1：

将玫瑰花花瓣在60℃烘箱内烘干48h，取15g玫瑰花花瓣用小型粉碎机粉碎，向圆底烧杯中加入质量百分比浓度为65％的乙醇500mL，二者混合后升温加热至60℃，超声振荡40min，然后冷却至室温，滤去不溶物即可制得玫瑰花提取物溶液。将固体不溶物在烘箱中烘干，称重可得固体不溶物的质量为13g，则提取物浓度为4g/L。量取10ml玫瑰花提取物溶液并加入40-390ml质量百分比浓度为6％的盐酸水溶液，搅拌均匀即可制得不同浓度的含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂。

实施例2：

实验选取油气管道常用的J55钢为试样，在室温条件下，依据GB10124-88《金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法》进行失重实验。将处理好的J55钢试样分别放入不同浓度的缓蚀剂溶液中，以空白HCl溶液作为空白溶液进行对照，实验结果如表1所示。从实验结果可以看出，当加入缓蚀剂后，J55钢的腐蚀速率急剧下降，说明缓蚀剂明显抑制了碳钢在酸性溶液中的腐蚀。对比不同浓度下的缓蚀剂对碳钢在0.6mol/L的盐酸溶液中的缓释率的数据可以发现：随着缓蚀剂含量的增加缓蚀率在逐渐的升高。当缓蚀剂浓度达到600mg/L时缓释效率达到最高的90.1％。继续加大缓蚀剂浓度至800mg/L，缓释效率开始降低。因此，缓蚀剂浓度为600mg/L为最佳浓度。

表1

缓蚀剂浓度(mg/L)	J55钢缓蚀率(％)
		0	-
100	47.2
		200	58.6
400	73.5
		600	90.1
800	89.7

由表1可以看出缓蚀剂的最佳浓度应为600mg/L。此外，我们还对进行失重试验的J55钢进行了表面的腐蚀形貌图表征，从图1中的扫描电镜(SEM)图可看出：在没有添加含玫瑰花提取物的酸洗碳钢缓蚀剂时，J55钢表面非常粗糙，腐蚀产物较厚，几乎看不到J55钢的原始表面。但添加缓蚀剂后，J55钢表面变得光滑，仅有极少量的腐蚀产物附着于表面，说明玫瑰花提取物中的缓蚀剂分子在J55钢表面发生了吸附，从而减缓了J55钢在盐酸溶液中的腐蚀。

Claims (5)

1.一种含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于，所述含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂由以下方法制备：

1)将玫瑰花烘干并粉碎成玫瑰花粉末；

2)将步骤1)的玫瑰花粉末和乙醇水溶液按重量比1:20投入到容器中，升温加热至60℃，超声振荡40min，冷却至室温，滤去不溶物即可制得玫瑰花提取物溶液；

3)往步骤2)的玫瑰花提取物溶液中加入盐酸水溶液，搅拌均匀即可制得所述含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂。

2.根据权利要求1所述的含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述的乙醇水溶液的质量百分比浓度为65％。

3.根据权利要求1所述的含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述的超声振荡的功率为150w。

4.根据权利要求1所述的含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述的盐酸水溶液的质量百分比浓度为6％。

5.一种将权利要求1所述的一种含玫瑰花提取物的碳钢酸洗缓蚀剂在石油管道缓蚀中的应用。