[发明专利]一种成膜缓蚀剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型热力发电厂停炉保护成膜缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

目前应用较广泛的停炉保护缓蚀剂有两种：第一类是十八胺缓蚀剂，十八胺是一种长链烷烃胺类，其分子末端的胺基可同金属表面的金属原子形成配位吸附，从而在金属管壁形成一层憎水性的保护膜。十八胺缓蚀剂的缺陷是在低温时水溶性很差，无法在金属表面成膜，停炉保护时水汽系统的低温段设备得不到良好保护。而且在450℃左右的高温时十八胺发生分解，不适用于主蒸汽温度很高的超超临界机组的停炉保护，适用范围受到限制。第二类是咪唑啉缓蚀剂，同十八胺一样，咪唑啉也能依靠分子中胺基的配位吸附作用在金属表面成膜。咪唑啉的低温水溶性稍好于十八胺，但其成膜效果没有十八胺好，并且咪唑啉也存在着高温分解的缺陷，对机组的保护效果不理想。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新型热力发电厂停炉保护成膜缓蚀剂，该缓蚀剂既能在100℃左右的低温良好成膜，又能在450℃左右的高温具有良好的成膜保护作用。

实现上述目的的技术方案如下：

一种成膜缓蚀剂，其组成为：40～50mg/L十八胺、45～50mg/L吗啉、25～30mg/L乌洛托品、20～25mg/L硫脲、25～40mg/L乙酰胺、4.5～5.5mL/L有机溶剂，其余为水。

优选地，所述的有机溶剂为吡啶和二异丙胺的混合液，其中以吡啶∶二异丙胺＝3-5∶1的体积比混合，最优选为以吡啶∶二异丙胺＝4∶1的体积比混合。

优选地，所述的十八胺、吗啉、乌洛托品、硫脲、乙酰胺和有机溶剂为工业纯或以上的化学试剂，最优选分析纯试剂。

其中，吗啉分子式为C₄H₉NO，吗啉含有一个-NH₂，同十八胺一样，-NH₂中的N可同金属表面形成配位键从而在金属表面形成吸附膜。国外很多电厂已经将吗啉作为停炉保护剂对机组进行停炉保护。实验室有探索实验表明，浸泡在吗啉溶液中的20号碳钢试片在长达2个月的时间内腐蚀很微弱，没有观察到明显的腐蚀现象。证明吗啉有良好的缓蚀作用，其次，吗啉溶液有强碱性(10g/L吗啉溶液pH在10左右)，因此，吗啉还可以用作调节pH的药品。

乌洛托品分子式为C₆H₁₂N₄，乌洛托品分子中含有4个带孤对电子的N元素，这使得乌洛托品同金属进行配位时选择性更强，成膜效果增强，同时乌洛托品的立体构架使得膜的阻隔能力较烷基长链强。乌洛托品是实验中经常实验的缓蚀剂，成膜效果优良。

硫脲分子式为CH₄N₂S，硫脲分子中有两个-NH₂，且其空间位阻比前几种都要小，在金属表面吸附成膜更加容易。同时因为其分子较小，可以在十八胺膜的缝隙间进行填充，使保护膜更加致密。

乙酰胺(C₂H₅NO)是一种有机助溶剂，可用作许多水溶性低的物质的增溶剂。其次，乙酰胺分子中的-NH₂也有一定的吸附成膜特性。

有机溶剂为吡啶(C₅H₅N)和二异丙胺(C₆H₁₅N)的混合液，吡啶是一种良好的有机溶剂，二异丙胺具有强碱性，可以促进十八胺在吡啶中的溶解。

本发明的另一目的是提供上述热力发电厂停炉保护成膜缓蚀剂的制备方法。

实现上述目的的技术方案如下：

一种成膜缓蚀剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)按比例称取十八胺、吗啉、乌洛托品、硫脲、乙酰胺和配制有机溶剂备用；

(2)将十八胺投入到有机溶剂中，使十八胺完全溶解得溶液；

(3)分别将吗啉、乌洛托品、硫脲、乙酰胺投入到步骤(2)得到的溶液中，加水溶解并稀释至固定体积即得所述的成膜缓蚀剂。

优选地，所述成膜缓蚀剂的制备方法还包括步骤(4)调节成膜缓蚀剂的pH：用氨水溶液调节成膜缓蚀剂的pH值至9.4。

优选地，所述步骤(3)中先将吗啉加水配制成10g/L的吗啉溶液再投入到步骤(2)的溶液中。

本发明的优点和有益效果：

1、本发明提供的缓蚀剂可同时在100℃左右的低温范围和450℃的高温范围良好成膜，能实现对超超临界机组水汽系统的全面保护；

2、本发明提供的缓蚀剂中有多种辅助缓蚀剂成分，能促进十八胺的成膜，比纯十八胺的成膜效果更好；