CN102409344A

CN102409344A - 复合缓蚀剂及其制备方法

Info

Publication number: CN102409344A
Application number: CN2011103612415A
Authority: CN
Inventors: 曹玉忠; 王亚涛; 徐贺明; 谢云峰; 刘宝鹅; 郭海
Original assignee: Kailuan Energy Chemical Co Ltd
Current assignee: Kailuan Energy Chemical Co Ltd
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2031-11-15
Also published as: CN102409344B

Abstract

本发明公开了一种复合缓蚀剂及其制备方法，其由下述含量的成分配制而成：苯并三唑1.5～2.5mg/L、钼酸钠0～0.3mg/L、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸0～0.5mg/L和聚天冬氨酸0～0.5mg/L，余量为水。本复合缓蚀剂在pH＝6.1～9.1和温度范围40～90℃，都具有良好的协同缓蚀作用，有效地降低了设备和管道的年腐蚀率，缓蚀效率达到95.3％，有效的延长了设备的使用寿命。

Description

复合缓蚀剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种缓蚀剂，尤其是一种复合缓蚀剂及其制备方法。

背景技术

近年来，我国加氢裂化技术及深度加氢工艺发展迅速，但随之而来的原料杂质含量（S、N、Cl等）有增大趋势，经过加氢处理后，这些杂质元素与氢气发生化合反应，生成H₂S、NH₃、HCl等，在少量水存在的条件下，继而又生成NH₄HS和NH₄Cl，这两种物质会沉积在下游管道和设备的底部，发生点蚀或坑蚀，尤其是在显酸性的环境下，这种腐蚀就会变得更加严重，值得一提的是这种腐蚀还会带来更加严重的电化学腐蚀，大大降低设备的使用寿命，增加安全隐患。因此，有必要对腐蚀机理进行深入系统地研究，分析和查找危害源，优化运行工况，落实防护措施。

统计结果表明全世界每年因腐蚀造成的金属损失约占全年金属总产量的10％，据工业发达国家统计,每年因腐蚀造成的经济损失约占国民经济的2%～4%,我国每年因腐蚀造成的经济损失至少达二百亿元。由于腐蚀造成的停工停产、爆炸及火灾等恶性事故所引发的人身安全和财产等间接损失更是惊人。所以腐蚀问题早已引起人们的重视，并不断有防止腐蚀的新方法、新材料和新的科研成果问世。缓蚀剂防腐蚀由于设备简单，使用方便，投资小，收效快，而得到广泛应用。此外，缓蚀剂防腐蚀还具有使整个系统均可受保护的特点。

在工业生产中用化学处理方法控制和改善水质。实行高浓缩倍数运行,提高水处理水平,不仅是节约大量工业用水的基本途径,而且是防止设备腐蚀,延长设备使用寿命,提高生产效率的一项重要控制措施。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种复合缓蚀剂，以减缓或降低管道和设备腐蚀；本发明还提供了该复合缓蚀剂的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明由下述含量的成分配制而成：苯并三唑1.5～2.5 mg/L、钼酸钠0～0.3mg/L、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸0～0.5mg/L和聚天冬氨酸0～0.5mg/L，余量为水。

本发明所述复合缓蚀剂的总浓度最好为3mg/L的溶液。

本发明的制备方法为：先将苯并三唑加入水中溶解，然后依次加入钼酸钠、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸和聚天冬氨酸，搅拌均匀。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1．本发明中的复合缓蚀剂配方在较宽的pH范围（pH＝6.1～9.1）和较高的温度范围内（40～90℃），都具有良好的协同缓蚀作用，有效地降低了设备和管道的年腐蚀率，缓蚀效率达到95.3％，延长了设备的使用寿命，具有可观的应用价值和经济效益。

2．本发明中所用缓蚀剂量较少，设备简单，使用方便，成本低，投资小，收效快，并且易于下游的分离，不会引入新的杂质，具有很好的推广应用前景。

3.本发明尤其适用于加氢处理单元的后续管道和设备腐蚀系统，主要针对的介质是加氢后产生的少量H₂S、NH₃、HCl腐蚀系统。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是未加缓蚀剂配方的金属表面图；

图2是加有本发明缓蚀剂配方的金属表面图。

具体实施方式

本发明在实验室内模拟加氢处理后续单元腐蚀系统，所配模拟腐蚀溶液的主要成分为NH₄HS、NH₄Cl以及微量的H₂S或NH₃等，进行研究的pH范围为6.1～9.1，温度范围为40～90^oC。通过电阻探针腐蚀速率在线测试装置和HTGK-CMB2510型便携式瞬时腐蚀速率测量仪，深入分析了模拟溶液的腐蚀机理以及腐蚀介质的交互作用，影响因子等。根据模拟溶液的腐蚀特性，结合缓蚀剂的缓蚀机理，经邻苯二胺和亚硝酸钠重氮化、闭环反应、萃取分离、重结晶和干燥等步骤制备出适宜的缓蚀剂主剂（苯并三唑），并根据实验研究挑选出钼酸钠、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸（PBTCA）、聚天冬氨酸（PASP）等作为苯并三唑（TBA）的助剂。

实施例1：取石化行业加氢裂化空冷器系统的样品溶液在上述实验装置（实验室内模拟加氢处理后续单元腐蚀系统）上进行监测，所用复合缓蚀剂配方如下：TBA:2 mg/L；钼酸钠：0.2 mg/L；PBTCA:0.3 mg/L；PASP:0.5 mg/L。先将TBA加入水中溶解，然后依次加入钼酸钠、PBTCA和PASP，搅拌均匀即可。实验温度为70^oC，pH为6.5；经对实验结果进行分析，缓蚀效率达到81.6%。

实施例2：取煤化工企业脱硫装置后的样品溶液在上述实验装置上进行监测，所用复合缓蚀剂配方如下： TBA:2.2 mg/L；钼酸钠：0.1mg/L；PBTCA:0.2 mg/L；PASP:0.5 mg/L。先将TBA加入水中溶解，然后依次加入钼酸钠、PBTCA和PASP，搅拌均匀即可。实验温度为60^oC，pH为7.0；经对实验结果进行分析，缓蚀效率达到85.7%。

实施例3：取煤化工企业脱硫装置后的样品溶液在上述实验装置上进行监测，所用复合缓蚀剂配方如下： TBA:1.5 mg/L；钼酸钠：0.3mg/L；PBTCA:0.5 mg/L。先将TBA加入水中溶解，然后依次加入钼酸钠和PBTCA，搅拌均匀即可。实验温度为60^oC，pH为7.0；经对实验结果进行分析，缓蚀效率达到81.7%。

实施例4：取煤化工企业脱硫装置后的样品溶液在上述实验装置上进行监测，所用复合缓蚀剂配方如下： TBA:2.5 mg/L；PBTCA:0.4 mg/L；PASP:0.3 mg/L。先将TBA加入水中溶解，然后依次加入PBTCA和PASP，搅拌均匀即可。实验温度为60^oC，pH为7.0；经对实验结果进行分析，缓蚀效率达到82.3%。

实施例5：取煤化工企业脱硫装置后的样品溶液在上述实验装置上进行监测，所用复合缓蚀剂配方如下： TBA:1.7 mg/L；钼酸钠：0.15mg/L； PASP:0.4 mg/L。先将TBA加入水中溶解，然后依次加入钼酸钠和PASP，搅拌均匀即可。实验温度为60^oC，pH为7.0；经对实验结果进行分析，缓蚀效率达到81.9%。

本发明利用传统的室内静态挂片（规格：50mm×10mm×3mm、材质为20#钢）失重法对所配模拟腐蚀溶液的腐蚀速率和本复合缓蚀剂的缓蚀效果进行加以研究验证，并用SEM（S250MK型透射扫描电镜，英国剑桥公司生产，测试温度为室温，加速电压20KV，图片放大倍数均为500倍）考察挂片表面的腐蚀情况及缓蚀剂吸附膜的形成，如图1和图2所示，可以看出，加本复合缓蚀剂的金属表面上有一层较为完整且连续的保护膜；而未加本复合缓蚀剂的挂片表面腐蚀较严重，外观呈蜂窝状。

此外，利用AES（PHI700型俄歇电子能谱，测试温度为室温，测量间隔时间为15min）对挂片表面元素组分进行分析，如表1和表2所示，比较表1和表2可知，未加本复合缓蚀剂的金属表面上O、S、Fe元素含量高于加本复合缓蚀剂后试片上O、S、Fe元素含量，表明未加本复合缓蚀剂的金属表面腐蚀严重，且腐蚀产物多为铁的氧化物和硫化物。加入本复合缓蚀剂的挂片表面C和N元素含量增大，说明含C、N的有机膜已吸附在金属表面，阻止了去极化物质(如Cl^-)向金属表面迁移，减缓了金属的腐蚀。

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Claims

1.一种复合缓蚀剂，其特征在于，其由下述含量的成分配制而成：苯并三唑1.5～2.5mg/L、钼酸钠0～0.3mg/L、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸0～0.5mg/L和聚天冬氨酸0～0.5mg/L，余量为水。

2.根据权利要求１所述的复合缓蚀剂，其特征在于：所述复合缓蚀剂的总浓度为3mg/L的溶液。

3.权利要求１或2所述的复合缓蚀剂的制备方法，其特征在于：先将苯并三唑加入水中溶解，然后依次加入钼酸钠、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸和聚天冬氨酸，搅拌均匀。