專利名稱：一種成膜緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型熱力發(fā)電廠停爐保護(hù)成膜緩蝕劑及其制備方法。
技術(shù)背景
目前應(yīng)用較廣泛的停爐保護(hù)緩蝕劑有兩種第一類是十八胺緩蝕劑，十八胺是一種長(zhǎng)鏈烷烴胺類，其分子末端的胺基可同金屬表面的金屬原子形成配位吸附，從而在金屬管壁形成一層憎水性的保護(hù)膜。十八胺緩蝕劑的缺陷是在低溫時(shí)水溶性很差，無(wú)法在金屬表面成膜，停爐保護(hù)時(shí)水汽系統(tǒng)的低溫段設(shè)備得不到良好保護(hù)。而且在450°C左右的高溫時(shí)十八胺發(fā)生分解，不適用于主蒸汽溫度很高的超超臨界機(jī)組的停爐保護(hù)，適用范圍受到限制。第二類是咪唑啉緩蝕劑，同十八胺一樣，咪唑啉也能依靠分子中胺基的配位吸附作用在金屬表面成膜。咪唑啉的低溫水溶性稍好于十八胺，但其成膜效果沒(méi)有十八胺好，并且咪唑啉也存在著高溫分解的缺陷，對(duì)機(jī)組的保護(hù)效果不理想。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種新型熱力發(fā)電廠停爐保護(hù)成膜緩蝕劑，該緩蝕劑既能在100°c左右的低溫良好成膜，又能在450°C左右的高溫具有良好的成膜保護(hù)作用。
實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下
一種成膜緩蝕劑，其組成為40 50mg/L十八胺、45 50mg/L嗎啉、25 30mg/ L烏洛托品、20 25mg/L硫脲、25 40mg/L乙酰胺、4. 5 5. 5mL/L有機(jī)溶劑，其余為水。
優(yōu)選地，所述的有機(jī)溶劑為吡啶和二異丙胺的混合液，其中以吡啶二異丙胺= 3-5 1的體積比混合，最優(yōu)選為以吡啶二異丙胺=4 1的體積比混合。
優(yōu)選地，所述的十八胺、嗎啉、烏洛托品、硫脲、乙酰胺和有機(jī)溶劑為工業(yè)純或以上的化學(xué)試劑，最優(yōu)選分析純?cè)噭?br> 其中，嗎啉分子式為C4H9NO,嗎啉含有一個(gè)-NH2,同十八胺一樣，-NH2中的N可同金屬表面形成配位鍵從而在金屬表面形成吸附膜。國(guó)外很多電廠已經(jīng)將嗎啉作為停爐保護(hù)劑對(duì)機(jī)組進(jìn)行停爐保護(hù)。實(shí)驗(yàn)室有探索實(shí)驗(yàn)表明，浸泡在嗎啉溶液中的20號(hào)碳鋼試片在長(zhǎng)達(dá) 2個(gè)月的時(shí)間內(nèi)腐蝕很微弱，沒(méi)有觀察到明顯的腐蝕現(xiàn)象。證明嗎啉有良好的緩蝕作用，其次，嗎啉溶液有強(qiáng)堿性(10g/L嗎啉溶液pH在10左右)，因此，嗎啉還可以用作調(diào)節(jié)pH的藥PΡΠ O
烏洛托品分子式為C6H12N4，烏洛托品分子中含有4個(gè)帶孤對(duì)電子的N元素，這使得烏洛托品同金屬進(jìn)行配位時(shí)選擇性更強(qiáng)，成膜效果增強(qiáng)，同時(shí)烏洛托品的立體構(gòu)架使得膜的阻隔能力較烷基長(zhǎng)鏈強(qiáng)。烏洛托品是實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常實(shí)驗(yàn)的緩蝕劑，成膜效果優(yōu)良。
硫脲分子式為CH4N2S,硫脲分子中有兩個(gè)-NH2,且其空間位阻比前幾種都要小，在金屬表面吸附成膜更加容易。同時(shí)因?yàn)槠浞肿虞^小，可以在十八胺膜的縫隙間進(jìn)行填充，使保護(hù)膜更加致密。
乙酰胺(C2H5NO)是一種有機(jī)助溶劑，可用作許多水溶性低的物質(zhì)的增溶劑。其次，乙酰胺分子中的-NH2也有一定的吸附成膜特性。有機(jī)溶劑為吡啶(C5H5N)和二異丙胺(C6H15N)的混合液，吡啶是一種良好的有機(jī)溶劑，二異丙胺具有強(qiáng)堿性，可以促進(jìn)十八胺在吡啶中的溶解。本發(fā)明的另一目的是提供上述熱力發(fā)電廠停爐保護(hù)成膜緩蝕劑的制備方法。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案如下一種成膜緩蝕劑的制備方法，包括以下步驟(1)按比例稱取十八胺、嗎啉、烏洛托品、硫脲、乙酰胺和配制有機(jī)溶劑備用；(2)將十八胺投入到有機(jī)溶劑中，使十八胺完全溶解得溶液；(3)分別將嗎啉、烏洛托品、硫脲、乙酰胺投入到步驟(2)得到的溶液中，加水溶解并稀釋至固定體積即得所述的成膜緩蝕劑。優(yōu)選地，所述成膜緩蝕劑的制備方法還包括步驟(4)調(diào)節(jié)成膜緩蝕劑的PH 用氨水溶液調(diào)節(jié)成膜緩蝕劑的PH值至9. 4。優(yōu)選地，所述步驟( 中先將嗎啉加水配制成10g/L的嗎啉溶液再投入到步驟(2) 的溶液中。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果1、本發(fā)明提供的緩蝕劑可同時(shí)在100°C左右的低溫范圍和450°C的高溫范圍良好成膜，能實(shí)現(xiàn)對(duì)超超臨界機(jī)組水汽系統(tǒng)的全面保護(hù)；2、本發(fā)明提供的緩蝕劑中有多種輔助緩蝕劑成分，能促進(jìn)十八胺的成膜，比純十八胺的成膜效果更好；3、本發(fā)明提供的緩蝕劑可通過(guò)給水加氨泵投加進(jìn)入水汽系統(tǒng)，加藥方式簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便；4、本發(fā)明提供的緩蝕劑在室溫下水溶性良好，十八胺不會(huì)在水汽系統(tǒng)的低溫區(qū)段凝結(jié)析出導(dǎo)致管道堵塞；5、本發(fā)明提供的緩蝕劑在水汽系統(tǒng)中循環(huán)時(shí)沒(méi)有低分子有機(jī)酸等對(duì)系統(tǒng)有害的產(chǎn)物產(chǎn)生，安全可靠。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的緩蝕劑作用后試片的電鏡圖片；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2的緩蝕劑作用后試片的電鏡圖片；圖3是本發(fā)明實(shí)施例3的緩蝕劑作用后試片的電鏡圖片。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。實(shí)施例1本實(shí)施例制備IL的成膜緩蝕劑，組成如下40mg十八胺、45mg嗎啉、25mg烏洛托品、20mg硫脲、25mg乙酰胺、5mL有機(jī)溶劑(吡啶4mL和二異丙胺ImL混合液)，其余為水。本實(shí)施例的成膜緩蝕劑的制備方法如下(1)按比例稱取十八胺、嗎啉、烏洛托品、硫脲、乙酰胺和配制有機(jī)溶劑備用；(2)將十八胺投入到有機(jī)溶劑中，用玻璃棒搗碎十八胺固體并不斷攪拌直至固體完全溶解得到溶液，若室溫較低時(shí)可用溫水浸泡燒杯促進(jìn)十八胺的溶解；
(3)將嗎啉加水溶解配制成10g/L嗎啉溶液，分別將嗎啉溶液、烏洛托品、硫脲、乙酰胺投入到步驟( 得到的溶液中，加水溶解并稀釋至IL即得成膜緩蝕劑。
(4)用氨水調(diào)節(jié)成膜緩蝕劑的pH至9. 4保存?zhèn)溆谩?br> 實(shí)施例2
本實(shí)施例制備IL的成膜緩蝕劑，組成如下50mg十八胺、50mg嗎啉、30mg烏洛托品、25mg硫脲、40mg乙酰胺、5mL有機(jī)溶劑(吡啶4mL和二異丙胺ImL混合液)，其余為水。
本實(shí)施例的成膜緩蝕劑的制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例3
本實(shí)施例制備IL的成膜緩蝕劑，組成如下45mg十八胺、48mg嗎啉、28mg烏洛托品、2;3mg硫脲、乙酰胺、5mL有機(jī)溶劑(吡啶4mL和二異丙胺ImL混合液)，其余為水。
本實(shí)施例的成膜緩蝕劑的制備方法同實(shí)施例1。
實(shí)施例4
將上述實(shí)施例1-3所制備得到的成膜緩蝕劑溶液加入高壓釜中，并掛入打磨光滑的20號(hào)碳鋼試片，關(guān)閉高壓釜通氮除氧1小時(shí)。升溫至130°C，恒溫3. ，取出試片。測(cè)定實(shí)驗(yàn)后緩蝕劑溶液的pH。觀察試片表面成膜狀況，并對(duì)成膜試片進(jìn)行憎水性試驗(yàn)、酸性硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)和交流阻抗測(cè)量試驗(yàn)。取出的試片表面均有暗黃色，均勻平整的有機(jī)保護(hù)膜形成。水滴在試片表面呈半球狀，膜憎水性良好。硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)的初紅時(shí)間均大于40秒。 交流阻抗測(cè)試結(jié)果表面膜的阻抗譜為兩段連續(xù)的半圓弧，實(shí)施例1緩蝕劑作用的試片極化阻值為58400 Ω · cm2,實(shí)施例2緩蝕劑作用的試片極限阻值為58000 Ω · cm2,實(shí)施例3緩蝕劑作用的試片極限阻值為58800 Ω ^m2,都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于未成膜試片。成膜后的緩蝕劑溶液pH 依舊在9. 0之上，并沒(méi)有發(fā)生pH下降的現(xiàn)象。
實(shí)施例5
將實(shí)施例1-3所得到的成膜緩蝕劑溶液加入高壓釜中，并掛入打磨光滑的20號(hào)碳鋼試片，關(guān)閉高壓釜通氮除氧1小時(shí)。升溫至450°C，恒溫3. ，取出試片。測(cè)定實(shí)驗(yàn)后緩蝕劑溶液的PH并定性分析溶液中的成分。觀察試片表面成膜狀況，并對(duì)成膜試片進(jìn)行憎水性試驗(yàn)、酸性硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)、交流阻抗測(cè)量試驗(yàn)和電鏡掃描分析。取出的試片表面均形成了一層暗灰色的致密平整的保護(hù)膜。水滴在試片表面呈半球狀，膜的憎水性十分良好。硫酸銅點(diǎn)滴試驗(yàn)的初紅時(shí)間均大于2小時(shí)。交流阻抗測(cè)試結(jié)果均表明膜的阻抗譜的高頻區(qū)為一段半圓弧，低頻區(qū)為一段斜直線，極化阻值均達(dá)到IO7 Ω ^m2以上。成膜后緩蝕劑溶液pH 都高于9.0，沒(méi)有發(fā)生pH下降的現(xiàn)象。對(duì)成膜后緩蝕劑溶液的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS) 的分析結(jié)果表明，溶液中沒(méi)有低分子有機(jī)酸等有害物質(zhì)產(chǎn)生。對(duì)試片進(jìn)行電鏡掃描分析， 圖1、圖2、圖3分別為本發(fā)明實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的緩蝕劑作用后試片的電鏡圖片，從電鏡圖上我們可以看出本發(fā)明提供的緩蝕劑作用后試片表面膜晶體顆粒均勻，排列整齊，致密無(wú)縫隙，這說(shuō)明本發(fā)明提供的緩蝕劑的成膜效果好。
以上僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍；在不違反本發(fā)明思的基構(gòu)礎(chǔ)上所作的任何替換與改進(jìn)，均屬本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種成膜緩蝕劑，其特征在于，所述緩蝕劑的成份及濃度為40 50mg/L十八胺、45 50mg/L嗎啉、25 30mg/L烏洛托品、20 25mg/L硫脲、25 40mg/L乙酰胺、 4. 5-5. 5mL/L有機(jī)溶劑，其余為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜緩蝕劑，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑為吡啶和二異丙胺的混合液，其中以吡啶二異丙胺=3-5 1的體積比混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成膜緩蝕劑，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑為吡啶二異丙胺=41的體積比混合的混合液。
4.一種權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的成膜緩蝕劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟(1)按比例稱取十八胺、嗎啉、烏洛托品、硫脲、乙酰胺和配制有機(jī)溶劑備用；(2)將十八胺投入到有機(jī)溶劑中，使十八胺完全溶解得溶液；(3)分別將嗎啉、烏洛托品、硫脲、乙酰胺投入到步驟(2)得到的溶液中，加水溶解并稀釋至固定體積即得所述的成膜緩蝕劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成膜緩蝕劑的制備方法，其特征在于，還包括步驟(4)調(diào)節(jié)成膜緩蝕劑的PH 用氨水溶液調(diào)節(jié)成膜緩蝕劑的pH值至9. 4。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的成膜緩蝕劑的制備方法，其特征在于，所述步驟C3)中先將嗎啉加水配制成10g/L的嗎啉溶液再投入到步驟O)的溶液中。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種熱力發(fā)電廠停爐保護(hù)成膜緩蝕劑及其制備方法，該緩蝕劑的組成為40～50mg/L十八胺、45～50mg/L嗎啉、25～30mg/L烏洛托品、20～25mg/L硫脲、25～40mg/L乙酰胺、5mL/L有機(jī)溶劑，其余為水。通過(guò)將固體十八胺溶解于有機(jī)溶劑后，再加入嗎啉、烏洛托品、硫脲和乙酰胺并用水溶解稀釋配成緩蝕劑。該緩蝕劑成膜效果好，在室溫下水溶性好，十八胺不會(huì)在水汽系統(tǒng)的低溫區(qū)段凝結(jié)析出堵塞管道，并且可通過(guò)給水加氨泵投加進(jìn)水汽系統(tǒng)，加藥方式簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，在水汽系統(tǒng)中循環(huán)時(shí)不產(chǎn)生低分子有機(jī)酸等對(duì)系統(tǒng)有害物質(zhì)，安全可靠。
文檔編號(hào)C23F11/16GK102517589SQ20111045227
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者付強(qiáng), 劉世念, 盧國(guó)華, 曹順安, 胡新榮, 蘇偉, 范圣平, 錢(qián)藝華, 魏增福 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院