CN102181869A - 一种锅炉给水多功能缓蚀剂及配制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种锅炉给水多功能缓蚀剂及其配制方法，属于化工产品技术领域。该缓蚀剂配料重量百分组成为：碳酰肼及其低聚物10-15％、有机胺pH值调节剂12-18％、汽相成膜缓蚀剂15％-20％、余量为去离子水。本发明表现出良好的协同作用，通过除氧、pH值调节和汽相缓蚀等多种途径达到缓蚀的目的，使产品不仅具有极佳的缓蚀性能，而且适用于较宽的温度和pH值范围，具有良好的工业应用前景。

Description

一种锅炉给水多功能缓蚀剂及配制方法

技术领域

本发明涉及一种多功能缓蚀剂，具体地说是一种用于锅炉给水处理的多功能缓蚀剂，属于化工产品技术领域。

背景技术

锅炉热力设备因给水品质不良引起的腐蚀问题严重危及其安全和稳定运行。水中溶解氧的存在是导致腐蚀发生的主要原因，通过采用高效除氧器或加入化学除氧剂，能够有效降低锅炉水的溶解氧的浓度，从一定程度上抑制和减缓氧腐蚀的发生。但目前所采取的除氧措施功能单一，不能从改变发生腐蚀的环境条件角度减缓腐蚀，对于已经发生腐蚀的锅炉表面缓蚀效果较差。

因此，寻求开发以锅炉给水除氧为主，同时兼顾稳定锅炉系统pH值和汽相成膜缓蚀，使三者发挥协同效应的多功能缓蚀剂，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有锅炉给水处理技术之缺陷而提供一种协同性好、投加浓度适中、适用范围宽的锅炉给水多功能缓蚀剂及其配制方法。

本发明所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其配料重量百分组成为：

本发明所述的碳酰肼及其低聚物为碳酰肼单体和/或碳酰肼低聚合度衍生物，其中碳酰肼低聚物聚合度不超过5。

本发明所述的有机胺pH值调节剂为脂肪胺和/或醇胺，优选碳原子数不超过6的短链脂肪胺和/或短链醇胺，如正丁胺、叔丁胺、异丁胺、仲丁胺、正己胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺等。

本发明所述的汽相成膜缓蚀剂为吸附膜型缓蚀剂，优选碳原子数超过12的中长链脂肪胺，如十六烷胺、十八烷胺等。

本发明针对现有缓蚀剂缓蚀效果不理想、适用温度和pH值范围有限等问题进行了改进，与现有技术相比其优点主要体现在以下几个方面：

(1)本发明所述多功能缓蚀剂主剂采用碳酰肼及其低聚物，碳酰肼是一种强还原剂，毒性小、除氧效率，另外由于碳酰肼低聚物的引入进一步拓宽了除氧温度范围，提高了除氧剂的溶解性，使除氧剂对水中溶解氧的捕集能力得以改善。

(2)本发明将碳酰肼及其低聚物与有机胺pH值调节剂、汽相成膜缓蚀剂等进行优化复配，充分发挥三者的系统作用，形成具有除氧、pH值调节及汽相缓蚀等多种功能新型锅炉给水缓蚀剂。

(3)本发明所述缓蚀剂与传统缓蚀剂相比具有除氧效率高、适用pH值和温度范围宽、钝化效果好、水溶性好、不影响锅炉排污和蒸汽品质等特点。

具体实施方式

本发明产品锅炉给水多功能缓蚀剂由碳酰肼及其低聚物、有机胺pH值调节剂和汽相成膜缓蚀剂三种物质复配而成。

碳酰肼及其低聚物以绿色溶剂碳酸二甲酯为主要原料合成，实验表明，碳酰肼常温时在水中的溶解度为7g/100g水，适用pH值范围为8.8～9.2，适用温度范围为87.8～176.7℃，在中压给水系统中，2分钟内使溶解氧降到15ppb以下，本发明由于碳酰肼低聚物的引入进一步拓宽了除氧温度范围，提高了除氧剂的溶解性，使除氧剂对水中溶解氧的捕集能力得以改善；本发明所述碳酰肼低聚物聚合度不超过5。

有机胺pH值调节剂对pH值控制稳定、挥发性小、使用安全方便、无毒，克服了传统pH值调节剂氨水易发生络合腐蚀、气味大、操作环境恶劣、存在安全隐患等问题；本发明所述的有机胺pH值调节剂为脂肪胺和/或醇胺，优选碳原子数不超过6的短链脂肪胺和/或短链醇胺，如正丁胺、叔丁胺、异丁胺、仲丁胺、正己胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺等。

本发明选择吸附膜型缓蚀剂作为汽相成膜缓蚀剂，其能够以亲水基吸附于金属表面上，形成一层致密的憎水膜，保护金属表面不受水腐蚀，获得缓蚀效果令人满意的吸附膜。本发明优选碳原子数超过12的中长链脂肪胺作为汽相成膜缓蚀剂，如十六烷胺、十八烷胺等。

本发明除氧性能测试参照《工业循环冷却水和锅炉用水中溶解氧的测定》(GB/T12157-2007)中的内电解法测定水中的溶解氧，该方法适用于锅炉给水、凝结水中溶解氧质量浓度2ppb-100ppb的测定。实验所用水样为取自抚顺石化公司热电厂的二级除盐水，通过加热除氧方式将水样溶解氧含量控制在50ppb左右，其他水质指标如下：硬度：0μmol/L；pH值：7.5；Na⁺含量≤20ppb；Fe³⁺含量≤20ppb。

本发明除氧性能测试条件：加药量为15ppm，水样初始pH值为7.5，反应时间为3min，温度80℃。

本发明缓蚀性能测试参照《水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法》(GB/T 18175-2000)，每组实验选用3个试样平行测试，实验时间为480h～720h，所用实验介质为取自实际运行锅炉的锅炉水。室温下的实验是在敞开体系中进行的，实验过程中定期补充去离子水，以保证锅炉的浓缩倍数和缓蚀剂浓度保持不变。实验结束后，将试样浸于除锈液(10％OP乳化剂+10％盐酸)中至锈除尽，取出后用大量自来水冲洗，再用去离子水冲洗，滤纸擦干，丙酮除油，自然晾干后用分析天平准确称重。

使用下式计算多功能缓蚀剂的缓蚀率：

IE＝(1-V/V₀)*100％

式中：IE——缓蚀剂的缓蚀率(％)；

V——加入缓蚀剂后试样的腐蚀速率(g/m²·d)；

V₀——不加缓蚀剂试样的腐蚀速率(g/m²·d)

本发明缓蚀性能测试条件：加药量为35ppm，水样初始pH值为8.5，模拟腐蚀时间21天，温度60℃。

下面结合实施例对本发明做进一步的说明。

实施例1：

本发明所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其配料重量百分组成为：

将上述配料按照重量百分组成，依次将碳酰肼、正丁胺、十六烷胺加入去离子水中，并在常温下搅拌20分钟，使其充分溶解，即得锅炉给水多功能缓蚀剂。

实验结果表明，根据上述配方所配制的锅炉给水多功能缓蚀剂除氧率为90％，缓蚀率为89.9％。

实施例2：

本发明所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其配料重量百分组成为：

其中碳酰肼及其低聚物中聚合度不超过5的低聚含量为13％。

将上述配料按照重量百分组成，依次将碳酰肼及其低聚物、叔丁胺、十八烷胺加入去离子水中，并在常温下搅拌20分钟，使其充分溶解，即得锅炉给水多功能缓蚀剂。

实验结果表明，根据上述配方所配制的锅炉给水多功能缓蚀剂除氧率为93％，缓蚀率为90.2％。

实施例3：

本发明所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其配料重量百分组成为：

其中碳酰肼及其低聚物中聚合度不超过5的低聚含量为13％。

将上述配料按照重量百分组成，依次将碳酰肼及其低聚物、三乙醇胺、十六烷胺加入去离子水中，并在常温下搅拌20分钟，使其充分溶解，即得锅炉给水多功能缓蚀剂。

实验结果表明，根据上述配方所配制的锅炉给水多功能缓蚀剂除氧率为97％，缓蚀率为93.7％。

实施例4：

本发明所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其配料重量百分组成为：

其中碳酰肼及其低聚物中聚合度不超过5的低聚含量为13％。

将上述配料按照重量百分组成，依次将碳酰肼及其低聚物、二乙醇胺、十八烷胺加入去离子水中，并在常温下搅拌20分钟，使其充分溶解，即得锅炉给水多功能缓蚀剂。

实验结果表明，根据上述配方所配制的锅炉给水多功能缓蚀剂除氧率为96％，缓蚀率为94.9％。

实施例5：

本发明所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其配料重量百分组成为：

其中碳酰肼及其低聚物中聚合度不超过5的低聚含量为13％。

将上述配料按照重量百分组成，依次将碳酰肼及其低聚物、叔丁胺、十六烷胺加入去离子水中，并在常温下搅拌20分钟，使其充分溶解，即得锅炉给水多功能缓蚀剂。

实验结果表明，根据上述配方所配制的锅炉给水多功能缓蚀剂除氧率为94％，缓蚀率为95.2％。

实施例6：

本发明所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其配料重量百分组成为：

其中碳酰肼及其低聚物中聚合度不超过5的低聚含量为13％。

将上述配料按照重量百分组成，依次将碳酰肼及其低聚物、正丁胺、十八烷胺加入去离子水中，并在常温下搅拌20分钟，使其充分溶解，即得锅炉给水多功能缓蚀剂。

实验结果表明，根据上述配方所配制的锅炉给水多功能缓蚀剂除氧率为94％，缓蚀率为94.4％。

Claims (8)

1.一种锅炉给水多功能缓蚀剂，其特征在于其配料重量百分组成为：

2.根据权利要求1所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其特征在于碳酰肼及其低聚物为碳酰肼单体和/或碳酰肼低聚合度衍生物，其中碳酰肼低聚物聚合度不超过5。

3.根据权利要求1所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其特征在于有机胺pH值调节剂为脂肪胺和/或醇胺。

4.根据权利要求1所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其特征在于有机胺pH值调节剂为碳原子数不超过6的短链脂肪胺和/或短链醇胺。

5.根据权利要求1所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其特征在于有机胺pH值调节剂为正丁胺、叔丁胺、异丁胺、仲丁胺、正己胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺。

6.根据权利要求1所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其特征在于汽相成膜缓蚀剂为吸附膜型缓蚀剂。

7.根据权利要求1所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其特征在于汽相成膜缓蚀剂为碳原子数超过12的中长链脂肪胺。

8.根据权利要求1所述的锅炉给水多功能缓蚀剂，其特征在于汽相成膜缓蚀剂为十六烷胺、十八烷胺。