專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型無(wú)磷緩蝕劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，是一種用于循環(huán)水系統(tǒng)的新型無(wú)磷緩 蝕劑的制備方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種含有氮官能團(tuán)、羧基官能團(tuán)、 羥基官能團(tuán)等的無(wú)磷緩蝕劑的制備方法。
背景技術(shù)：
提高循環(huán)冷卻水處理水平，加強(qiáng)節(jié)水措施，是控制工業(yè)用水浪費(fèi)， 節(jié)余用水的一個(gè)重要途徑。
工業(yè)循環(huán)冷卻水技術(shù)，是節(jié)約工業(yè)用水的重要手段之一。但是通水 管路和熱交換器的金屬腐蝕問(wèn)題，是困擾工業(yè)循環(huán)冷卻水技術(shù)中的一大難 點(diǎn)。近年來(lái)，磷系水處理緩蝕藥劑為解決這一難點(diǎn)問(wèn)題作出了巨大貢獻(xiàn)， 其高效性和低成本運(yùn)行的優(yōu)勢(shì)保證了工業(yè)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)和生產(chǎn)裝置安 全長(zhǎng)期運(yùn)行，給社會(huì)帶來(lái)了巨大的財(cái)富。
但是在使用磷系藥劑的同時(shí)，也給循環(huán)水系統(tǒng)帶來(lái)了菌藻滋生的問(wèn) 題，造成了運(yùn)行上，尤其是換熱器運(yùn)行的障礙，并致使殺菌劑投加超量， 增加了運(yùn)行成本和控制難度。同時(shí)，磷系藥劑的使用也給工業(yè)排放水中帶 來(lái)了大量的含磷化合物，造成了水體環(huán)境磷的嚴(yán)重超標(biāo)和污染，形成了水 華和赤潮等環(huán)境危害，造成了水資源的嚴(yán)重污染和浪費(fèi)。隨著各國(guó)對(duì)于環(huán) 境保護(hù)的重視，此種危害嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題是不容許的。所以近兩年多國(guó)出 臺(tái)的各項(xiàng)政策都明確的提出了禁磷的目標(biāo)。
為了解決磷系藥劑對(duì)于水體的污染，無(wú)磷的有機(jī)類(lèi)型藥劑成為了當(dāng) 前大家比較關(guān)注和有發(fā)展前途和競(jìng)爭(zhēng)力的研究領(lǐng)域。開(kāi)發(fā)出性能良好、廉 價(jià)、無(wú)毒、無(wú)污染的緩蝕劑，是目前水處理劑研發(fā)的一個(gè)重要方向。從目
前的科學(xué)研究進(jìn)展來(lái)看，未來(lái)的緩蝕劑將是無(wú)毒無(wú)污染的，含N、 S、 0 的等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的有機(jī)化合物及高分子聚合物。能夠成功替代傳統(tǒng)的磷系藥 劑，將是無(wú)磷藥劑的努力和攻關(guān)目標(biāo)。無(wú)磷緩蝕劑，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外具有 發(fā)展前途和競(jìng)爭(zhēng)力的研究領(lǐng)域和21世紀(jì)水處理劑的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種應(yīng)用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的新型無(wú)磷 緩蝕劑的制備方法。
本發(fā)明所提出的新型無(wú)磷緩蝕劑為具有下列分子結(jié)構(gòu)的化合物<formula>formula see original document page 5</formula>
其中，X是H、 Na或K。取代基Ri為含有親水基官能團(tuán)的直鏈烷基， 碳鏈部分的碳數(shù)為l一8，親水基官能團(tuán)包括一SH、 一COOH、 一OH、 _ NH2等，&也可以是H。取代基R2為CH3、CH2CH3、(CH2)2CH3、(CH2)3CH3。 分子結(jié)構(gòu)左側(cè)為脂肪碳鏈，其中的n為6—24的整數(shù)。
本發(fā)明涉及上述新型無(wú)磷緩蝕劑的制備方法，其特征在于包括如下 三個(gè)步驟
第一步，由a位取代的氯取代羧酸與脂肪胺反應(yīng)，制備出中間體
NH—CH—C I I
細(xì)一CH—C00H
1 1
第二步，由脂肪酸酐與中間體^ Rl 進(jìn)行反應(yīng)，制備出產(chǎn)
叩
CH廠(CH )「 C — N _ CH— C00X III I
0 R2 &
第三步，將第二步的產(chǎn)品調(diào)節(jié)PH至酸性，用水和有機(jī)溶劑將雜質(zhì)分 離出去，剩下的部分調(diào)pH至中性，即得到無(wú)磷緩蝕劑。
反應(yīng)的方程式見(jiàn)下
<formula>formula see original document page 5</formula> 第一步反應(yīng)中，a位取代的氯取代羧酸為末位是一SH、 一COOH、 一OH、 一NH2等官能團(tuán)的，碳數(shù)為l一8，氯在cx位進(jìn)行取代的羧酸；脂 肪胺可以是甲胺、乙胺、丙胺、丁胺。氯取代羧酸與脂肪胺參加合成的比 例(摩爾比)為2: 1——5: 1。在飽和或非飽和的碳酸鈉水溶液中，水 溶液質(zhì)量為合成原料的2—4倍，氯取代羧酸與脂肪胺在25°C——IO(TC 的反應(yīng)溫度下，反應(yīng)時(shí)間3h——8h。調(diào)節(jié)pH至酸性，即pH=l—6，使 中間產(chǎn)品沉淀出來(lái)，過(guò)濾后得到。
第二步反應(yīng)中，脂肪酸酐為碳數(shù)從8-26的脂肪酸的酸酐。第一步的 產(chǎn)物與脂肪酸酐進(jìn)行反應(yīng)，其摩爾比為1.5: 1——1: 1.5。反應(yīng)溶劑為反 應(yīng)原料總質(zhì)量的l-3倍，種類(lèi)包括苯、甲苯、二氯甲烷等。原料在反應(yīng)溶 劑中，反應(yīng)溫度控制在室溫下即可，反應(yīng)時(shí)間為1一3小時(shí)。產(chǎn)品蒸除溶 劑后得到緩蝕劑粗品。
第三步提純過(guò)程中，調(diào)節(jié)pH至酸性，范圍為從1到6，視不同原料 不同；分離時(shí)選用的有機(jī)溶劑包括醚類(lèi)和醇類(lèi)。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)具體說(shuō)明本發(fā)明所述的新型無(wú)磷緩蝕劑的制備方法。
實(shí)施例1<formula>formula see original document page 6</formula>
中間體^ Rl 的制備
在250rnL三口燒瓶中放入37. 8g的氯乙酸的碳酸鈉水溶液100mL，在 50攝氏度下，保持?jǐn)嚢锠顟B(tài)，加入7.5g丁胺，2h投加完畢，在回流溫度 下反應(yīng)6h，得到產(chǎn)物。然后調(diào)節(jié)pH至2-3，過(guò)濾，收集沉淀，得中間產(chǎn)
品42g，代號(hào)ZJ250-1。
實(shí)施例2-4為緩蝕劑產(chǎn)物的制備。 實(shí)施例2
在500mL單口瓶中加入ZJ250-1中間體50g，與葵酸酐39g，在lOOmL 二氯甲烷中，保持?jǐn)嚢韬褪覝貤l件，反應(yīng)2h后，得到產(chǎn)物。然后，蒸除 二氯甲烷，得緩蝕劑粗品85g。
實(shí)施例3
在500mL單口瓶中加入ZJ250-1中間體40g，與月桂酸酐50g，在100mL 二氯甲垸中，保持?jǐn)嚢韬褪覝貤l件，反應(yīng)3h后，得到產(chǎn)物。然后，蒸除 二氯甲垸，得緩蝕劑粗品88g。
實(shí)施例4
在500mL單口瓶中加入Z J250-1中間體60g，與棕櫚酸酐80g，在200mL 二氯甲烷中，保持?jǐn)嚢韬褪覝貤l件，反應(yīng)4h后，得到產(chǎn)物。然后，蒸除 二氯甲烷，得緩蝕劑粗品130g。
實(shí)施例5-6為緩蝕劑產(chǎn)物的最終提純制備。
實(shí)施例5
將實(shí)施例3中的粗品調(diào)節(jié)pH至2，水洗過(guò)濾，收集沉淀物。再用石 油醚洗滌后，收集不溶物，得到產(chǎn)品59g。 實(shí)施例6
將實(shí)施例4中的粗品調(diào)節(jié)pH至3，水洗過(guò)濾，收集沉淀物。再用乙 醚洗滌后，收集不溶物，得到產(chǎn)品83g。
權(quán)利要求
1.一種新型無(wú)磷緩蝕劑的制備方法，其特征在于包括如下三個(gè)步驟第一步，由α位取代的氯取代羧酸與脂肪胺反應(yīng)，制備出中間體第二步，由脂肪酸酐與中間體進(jìn)行反應(yīng)，制備出產(chǎn)品第三步，將第二步的產(chǎn)品調(diào)節(jié)pH至酸性，用水和有機(jī)溶劑將雜質(zhì)分離出去，剩下的部分調(diào)pH至中性，即得到無(wú)磷緩蝕劑；反應(yīng)的方程式見(jiàn)下其中第一步反應(yīng)中，α位取代的氯取代羧酸為末位是—SH、—COOH、—OH、—NH2官能團(tuán)的，碳數(shù)為1—8，氯在α位進(jìn)行取代的羧酸；脂肪胺是甲胺、乙胺、丙胺、丁胺；氯取代羧酸與脂肪胺參加合成的比例摩爾比為21—51；在飽和或非飽和的碳酸鈉水溶液中，水溶液質(zhì)量為合成原料的2—4倍，氯取代羧酸與脂肪胺在25℃—100℃的反應(yīng)溫度下，反應(yīng)時(shí)間3h—8h；調(diào)節(jié)pH至酸性，即pH＝1—6，使中間產(chǎn)品沉淀出來(lái)，后過(guò)濾；第二步反應(yīng)中，脂肪酸酐為碳數(shù)從8-26的脂肪酸的酸酐；第一步的產(chǎn)物與脂肪酸酐進(jìn)行反應(yīng)，其摩爾比為1.51—11.5；反應(yīng)溶劑為反應(yīng)原料總質(zhì)量的1-3倍，種類(lèi)包括苯、甲苯、二氯甲烷；原料在反應(yīng)溶劑中，反應(yīng)溫度控制在室溫下，反應(yīng)時(shí)間為1—3小時(shí)；產(chǎn)品蒸除溶劑后得到緩蝕劑粗品；第三步提純過(guò)程中，調(diào)節(jié)pH至酸性，范圍為從1—6，視不同原料而不同；分離時(shí)選用的有機(jī)溶劑包括醚類(lèi)和醇類(lèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型無(wú)磷緩蝕劑的制備方法，其特征在于包括如下三個(gè)步驟第一步，由α位取代的氯取代羧酸與脂肪胺反應(yīng)，制備出中間體式1；第二步，由脂肪酸酐與中間體式1進(jìn)行反應(yīng)，制備出產(chǎn)品式2。第三步，將第二步的產(chǎn)品調(diào)節(jié)pH至酸性，用水和有機(jī)溶劑將雜質(zhì)分離出去，剩下的部分調(diào)pH至中性，即得到無(wú)磷緩蝕劑。
文檔編號(hào)C02F5/12GK101367583SQ20081022367
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者吳英艷, 超 王, 秦麗娟, 鄭書(shū)忠, 軍 陳 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院