CN100460565C - 酸洗缓蚀剂及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于输卤管道的缓蚀剂及其生产方法,属于金属防腐领域,它由胺盐、硫氰酸、乙二胺衍生物、表面活性剂、羧酸3-20和水所组成,生产方法是将胺盐、硫氰酸盐、乙二胺衍生物依次用水溶解,混合均匀,在使用前加入表面活性剂和羧酸,搅拌混合均匀,用水调到使用浓度即可;本发明能够有效的防止过酸洗和不发生氢脆现象,同时由于酸洗液表面张力的作用,有效的防止了气体酸雾的外溢,降低了管道的气体压力,减少了管道爆管的可能性,大大改善了工作环境,避免了对环境的污染,因而该缓蚀剂对真空制盐系统、输卤管道具有很好的缓蚀效果,对相关的材质以及设备有很好的保护作用。

Description

酸洗缓蚀剂及其生产方法
技术领域
本发明属于金属防腐领域,特别涉及输卤管道适用的缓蚀剂及其生产方法。
背景技术
碳钢输卤管道在使用一段时间后,由于卤水成分的影响,管道内壁结垢严重,影响输卤量,增加输卤泵的输送功率,增加能耗,因此必须进行酸洗除垢,同时酸洗液对管道以及相关的输送设备有一定的腐蚀作用。
为了在酸洗的过程中,保护材质以及相关的设备,一般在酸洗液中添加一定量的缓蚀剂,使其在材质、设备表面形成保护膜,以达到保护材质以及相关设备的作用。
在这种卤水环境中,一般金属如铁、不锈钢、碳钢、钛材等,对它们的防腐方法之一是加缓蚀剂。
金属缓蚀剂有无机物和有机物,无机物系列的缓蚀剂如铬酸盐、重铬酸盐、亚硝酸盐等,它们在金属表面形成一层钝化膜以防止金属腐蚀;有机物系列的缓蚀剂如胺类、醛类、醇类、树脂类、杂环化合物和咪唑类等,它们吸附在金属表面形成一个隔离层,而防止金属腐蚀,故亦称为吸附型缓蚀剂。
无机物系列缓蚀剂有显著的防腐蚀效果,但是有毒,对环境有污染,有的使用不安全易发生孔蚀,因此有机物缓蚀剂为人们所关注,应用较多的有胺类及羧酸类。胺类缓蚀剂有的仅适用于中性或碱性,有的仅适用于酸性物质,对介质的PH值适应范围较窄。
目前制盐系统的酸洗中一般采用普通市售缓蚀剂,在实际应用中缓蚀效果不佳,这是因为制盐卤水以及母液中离子成分复杂,垢不是以单一的组成存在,一般是碳酸盐型与硫酸盐组成的混合晶体存在,与材质表面结合紧密,一般的缓蚀剂难于透过垢层在材质表面覆盖,起不到好的保护作用,同时由于碳酸盐的存在,酸洗是有大量的二痒化碳气体放出,形成局部压力过高,容易引起爆管,影响工程进度,而且放出的废水对环境污染严重。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供的一种酸洗缓蚀剂,该缓蚀剂对真空制盐系统特别对输卤管道具有很好的缓蚀效果,以及良好的抑雾效果,对相关的材质以及设备有很好的保护作用,应用在卤水输卤管道中酸洗能有效的控制气体,可有效防止爆管和阻止了有害气体的散发,避免对环境的污染。
本发明的目的是这样实现的:
本发明主要成分包括胺盐、硫氰酸盐、乙二胺衍生物、羧酸、表面活性剂,其组成如下(重量百分比):
胺盐                         1—20%
硫氰酸盐                     1—10%
乙二胺衍生物                 0.1—5%
表面活性剂                   0.5—10%
油酸                         3—20%
水                           余量
真空制盐蒸发系统的酸洗不同于一般的酸洗,它的主要目的不是去除材质表面的氧化物,重点在于去除依附在材质表面的结垢物(其主要成分为硫酸钙硫酸镁和碳酸盐的混合晶体),而且要保护材质不受影响;同时在一般的情况下是在加温强制循环下进行。
碳钢输卤管道的酸洗主要重点是去除管道内部的垢(其主要成分为硫酸钙镁或者硫酸钠为主体,包括碳酸盐的混合晶体),还有少部分的氧化铁皮。
本发明的胺盐是采用六亚甲基四胺。
硫氰酸盐是采用的硫氰酸钾或硫氰酸钠。
胺盐、硫氰酸盐是经典的缓蚀药品,对不锈钢和碳钢有良好的保护作用。
本发明的乙二胺衍生物是N、N、N`、N`、N(2—苯并咪唑甲基)-1,2-乙二胺以及其反应过程中的并生产物,经过实际试验证明,其在高温条件下,有很好的缓蚀作用。这与其分子结构有关,连接于>N—N<两端有四个苯并咪唑环,这样,BIEA分子中含有极性原子更多,对材质表面吸附更强,且屏蔽面积也增大,显示出很好的缓蚀性能。
乙二胺衍生物的生产方法如下:
将乙二胺四乙酸和邻苯二胺按质量比326∶108混合均匀,用醇刚刚没过混合物的表面,在180℃下,回流蒸馏到没有水汽出现,冷却得到粗制品,用无水酒精反复重结晶,最后冷却、干燥,得到白色晶体,既为成品。
本发明中,表面活性剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚OP-X和磺化烷基聚氧乙烯醚K12的混合物,混合比列为1∶1到1∶4,其在水溶液中易分散,具有良好的浸润作用,能够渗透进垢和材质的结合部位并将其剥离分开,同时具有良好的发泡作用,能在酸液表面形成致密的泡沫,从而达到抑雾的作用,降低气体压力,防止因压力增大而带来的问题,同时该混合表面活性剂本身还具有一定的缓蚀效果。羧酸是采用油酸等有机酸。
该缓蚀剂的生产方法是,将胺盐、硫氰酸盐、乙二胺衍生物依次用水溶解,混合均匀,在使用前加入表面活性剂和羧酸,搅拌混合均匀,用水调到使用浓度。使用时,按每吨30%的工业原酸添加1—10Kg本品。
    表一 普通碳钢在盐酸洗液中缓蚀剂评选结果表
 
缓蚀剂名称 添加量(按HCl) 腐蚀率g/m<sup>2</sup>·h(mm/m<sup>2</sup>·a)    缓蚀率
本发明缓蚀剂 0.3% 0.54(0.59) 97.74%
普通缓蚀剂 0.3% 2.31(2.54) 90.27%
川丰ZCH-24 0.2% 3.18 60.3%
自贡松富 酸洗液 3.90 76.9%
自贡703 酸洗液 1.10 94.0%
基准液(3%HCl) 0.0 23.78 0.0%
本发明通过添加适当的表面活性剂,增强了缓蚀剂的浸润作用,使其能够渗入垢层与材质的结合部,起到剥离垢块,加速溶解的作用,同时使表面活性剂能够迅速在材质、设备表面形成保护膜,起到保护作用,在HCl浓度<5%温度<60℃条件下,能够有效的防止过酸洗和不发生氢脆现象;同时由于酸洗液表面张力的作用,有效的防止了气体酸雾的外溢,降低了管道的气体压力,减少了管道爆管的可能性,大大改善了工作环境,因而该缓蚀剂对真空制盐系统、输卤管道具有很好的缓蚀效果,对相关的材质以及设备有很好的保护作用,应用在卤水输卤管道中酸洗能有效的控制气体,防止爆管,阻止了有害气体的散发,避免了对环境的污染。
具体实施方式
下面结合实际情况对本发明做进一步描述,但本发明并不只限于这些例子。
按照本发明提供的配方应用于一条50KM的碳钢输卤管道的酸洗,该管道由于使用时间长(20年),老化腐蚀严重,结垢层截面积超过总输送面积的30%,严重影响了卤水输送能力,大大增加了能耗。其垢层成分为包括碳酸盐和硫酸盐的混合晶体,而且还有一定的硫化物存在,酸洗理论气体量很大,而且还有硫化氢在过程中生成,加上其使用年限长,管道的老化和腐蚀严重。而且管道分布在丘陵地带,从几个城区和农田中穿过,其间还从数条河流经过。。
在使用本缓蚀剂之前,曾请求专业清洗公司进行除垢试洗,在实际过程中,爆管次数多,引起的环境污染严重,还有多次农田污染赔偿,穿过城区、河道部分没有酸洗。
实施例1-6:本发明主要成分包括胺盐、硫氰酸盐、乙二胺衍生物、羧酸、表面活性剂,其组成如下(重量百分比%):
 
胺盐(%) 硫氰酸盐(%)     乙二胺衍生物(%) 表面活性剂(%)   羧酸(%)
实施例1 1 10 5 0.5 3 余量
实施例2 20 1 0.1 5 3 余量
实施例3 10 5 2 10 7 余量
实施例4 15 7 1 6 15 余量
实施例5 5 9 3 8 18 余量
实施例6 7 8 0.5 1 10 余量
其中,所述的胺盐是是采用六亚甲基四胺,硫氰酸盐是采用的硫氰酸钾或硫氰酸钠,羧酸是油酸;
本发明的乙二胺衍生物是N、N、N`、N`、N(2—苯并咪唑甲基)-1,2-乙二胺以及其反应过程中的并生产物,
乙二胺衍生物的生产方法如下:
将乙二胺四乙酸和邻苯二胺按质量比326∶108混合均匀,用醇刚刚没过混合物的表面,在180℃下,回流蒸馏到没有水汽出现,冷却得到粗制品,用无水酒精反复重结晶,最后冷却、干燥,得到白色晶体,既为成品。
本发明中,表面活性剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚OP-X和磺化烷基聚氧乙烯醚K12的混合物,混合比列为1∶1到1∶4,其中实施例1中采用混合比列为1∶1,实施例2中采用混合比列为1∶2,实施例3中采用混合比列为1∶3,实施例4中采用混合比列为1∶4,实施例5中采用混合比列为1∶1.5,实施例1中采用混合比列为1∶2.5。
该缓蚀剂的生产方法是,将胺盐、硫氰酸盐、乙二胺衍生物依次用水溶解,混合均匀,在使用前加入表面活性剂和羧酸,搅拌混合均匀,用水调到使用浓度。使用时,按每吨30%的工业原酸添加1—10Kg本品。
在使用本缓蚀剂酸洗的过程中,由于很好的抑制了气体的溢出,发生爆管的情况得到了明显控制,城区和河道处的管道也成功进行了酸洗,同时缓蚀剂对管道本体也起到了很好的保护作用,其缓蚀率达到95%以上。酸洗后,垢层基本清洗干净,输卤能力增加30%,能耗降低5%以上,相关的泵站、加压站的设备都没有发生腐蚀。
在实际应用中盐酸为30%的工业原酸,应用时配为1—5%的盐酸溶液,每吨盐酸溶液中加本品1—4%。根据实际应用情况来看,该缓蚀剂缓蚀效果明显,有良好的应用前景,经济效益和社会效益非常显著。

Claims (4)

1.一种酸洗缓蚀剂,其特征在于由以下重量百分比的组成成份所组成:
六亚甲基四胺                    1—20%
硫氰酸盐                        1—10%
乙二胺衍生物                    0.1—5%
表面活性剂                      0.5—10%
羧酸                            3—20%
水                              余量;
其中,所述的乙二胺衍生物是N、N、N`、N`、N(2—苯并咪唑甲基)-1,2-乙二胺以及其反应过程中的并生产物,且该乙二胺衍生物是按如下方法制备的:将乙二胺四乙酸和邻苯二胺按质量比326∶108混合均匀,用醇刚刚没过混合物的表面,在180℃下,回流蒸馏到没有水汽出现,冷却得到粗制品,用无水酒精反复重结晶,最后冷却、干燥,得到白色晶体,即为成品;
所述的表面活性剂是脂肪醇聚氧乙烯醚OP-X和磺化烷基聚氧乙烯醚K12的混合物,混合比例为1∶1到1∶4。
2.根据权利要求1所述的酸洗缓蚀剂,其特征在于所述的硫氰酸盐是硫氰酸钾或硫氰酸钠。
3.根据权利要求1所述的酸洗缓蚀剂,其特征在于所述的羧酸是油酸。
4.如权利要求1所述的酸洗缓蚀剂的生产方法,其特征在于是将六亚甲基四胺、硫氰酸盐、乙二胺衍生物依次用水溶解,混合均匀,在使用前加入表面活性剂和羧酸,搅拌混合均匀,用水调到使用浓度即可。
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