CN104513993A - 一种用于有机胺型酸气吸收液的缓蚀剂 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属防腐、气体分离或净化等领域，具体涉及从燃煤烟气、天然气、合成气等气源中，捕集酸气所采用的有机胺溶液体系，特别涉及一种缓蚀剂。即通过加入N-甲基吡咯烷酮，聚苯胺、羟基乙叉二膦酸等作为缓蚀体系，避免采用传统的盐类缓蚀剂，环境友好；不仅缓蚀效果好且易控制、无“过蚀”风险。 <u/>

Description

一种用于有机胺型酸气吸收液的缓蚀剂

技术领域

本发明属于金属防腐、气体分离或净化等领域，具体涉及从燃煤烟气、天然气、合成气等气源中，捕集酸气所采用的有机胺溶液体系，特别涉及一种缓蚀剂。

背景技术

工业上采用有机胺法脱硫、脱碳过程中，设备和管道常常会受到酸性物质的腐蚀（如硫化氢、二氧化硫、二氧化碳、有机胺降解产生的酸性稳定盐等），所以需要在溶液配方中加入缓蚀剂，以防止上述物质的酸化腐蚀，这对维持装置系统的正常运行具有重要意义。 目前在脱硫、脱碳溶液体配方中常见的缓蚀剂主要有，铬酸盐、钒酸盐等，这些物质不仅环境不友好，且对实施条件需求严格，否则易出现“过蚀”现象。此外，这些金属盐的存在还具有降低有机胺溶液使用寿命的缺点。所以，亟需要寻找一种缓蚀剂的新体系，不仅能够起到较好的防腐作用和环境友好，且易控制，更不影响溶液的使用寿命。

本发明基于以下三点思路而提出，

1.金属化合物型缓蚀剂往往环境不友好，也不利于酸气吸收液的使用寿命，所以需要寻找其他种类的缓蚀剂，以更好提高酸气吸收剂的整体品质。

2.有机胺不仅具有优良的脱除酸气的能力，还是一类天然的缓蚀剂。所以筛选适合的胺化合物不仅主要能够起到防腐的作用，还能够有益于对酸气的吸收能力。

3.聚苯胺不仅有胺的特点，还具有对金属极好的防腐蚀的作用；同时对聚苯胺溶解  性最好的溶剂N-甲基吡咯烷酮也是一种较好的CO₂吸收剂。

本发明通过加入N-甲基吡咯烷酮，聚苯胺、羟基乙叉二膦酸等作为缓蚀体系，避免采用传统的盐类缓蚀剂，环境友好；不仅缓蚀效果好且易控制、无“过蚀”风险。此外，聚苯胺协同N-甲基吡咯烷酮使用，还能提高溶剂对酸性气体的吸收能力，作为酸性气体吸收体系中的缓蚀剂，未见其他专利报道。

发明内容

本发明目的在于提出一种缓蚀剂组成，能提高有机胺型酸气吸收液的缓蚀作用，不仅缓蚀效果好、环境友好，且能提高溶液总体吸收能力。

本发明的缓蚀剂组成有：N-甲基吡咯烷酮和聚苯胺或N-甲基吡咯烷酮、聚苯胺及羟基乙叉二膦酸。

其中仅用N-甲基吡咯烷酮和聚苯胺即能提高酸气吸收液的缓蚀作用和吸收能力，使用量为总酸气吸收液的2-15 wt%，其中两物质质量比为8~50:1；羟基乙叉二膦酸配合前两者同时使用，则能达到更好效果，使用量为总酸气吸收液的1-10wt%

本发明的是一种对有机胺型酸气吸收液具有缓蚀作用的组成，主要在于向吸收溶液中加入N-甲基吡咯烷酮，聚苯胺、羟基乙叉二膦酸作为缓蚀剂，不仅使得原有的酸气吸收剂具有更好的缓蚀作用，还能提高吸收能力。

所述酸气吸收剂主要包括主吸收组分，如单乙醇胺、甲基二乙醇胺、异丙醇胺、羟乙基乙二胺、2-氨基,2-甲基-1-丙醇，还包括活化剂、抗氧化剂、溶剂；

本发明所述的酸气吸收液，其中主吸收剂为单乙醇胺、甲基二乙醇胺、异丙醇胺、羟乙基乙二胺、2-氨基,2-甲基-1-丙醇中的一种或几种，含量10-40 wt %；活化剂为哌嗪、羟乙基哌嗪、吗啉中的一种或几种，含量5-20 wt %；溶剂为去离子水，含量30-80 wt %；抗氧剂为葡萄糖酸锑钠，含量为0.1-0.5 wt %。

本发明所述的酸气为二氧化硫、硫化氢、二氧化碳中、氮氧化物的一种或多种，还含有氧气，氮气中的一种或多种。

本发明的缓蚀剂组成能够提高对酸气的吸收速率以及容量。

本发明在于上述缓蚀剂组成与酸气吸收液混合使用不存在技术上的难题，且能形成稳定溶液。不仅具有较好的抗氧化效果，还能提高对二氧化碳的吸收速率和容量，减少设备中铁泥等污垢含量以提高装置运行效率，降低对管道设备的腐蚀速度。此外，该发明所需的完善抗氧化剂用量少，成本低，简单易得，对环境污染极小的优点。

具体实施方式

下面通过实例进一步说明本发明的特点，但本专利的保护范围并不受实施例的限制。

缓蚀实验材料为碳钢片。用金相水磨砂纸打磨至光亮均匀，用医用脱脂棉吸取试片表面水，然后使用丙酮、戊烷擦洗，后冷风吹干，再用滤纸包裹并放常温真空干燥箱干燥2h后称重。使用游标卡尺测定长宽高。求出表面积，记为S

按一定浓度配置好的200ml混合胺放于500ml的四口圆底烧瓶，加冷凝回流、搅拌、通气、出气口。将处理好的碳钢片放入溶液中，然后将烧瓶放置于恒温水浴槽中，并加热保持至90^oC，再通入一定组成的酸气持续72h。将试片取出放于2%的盐酸丙酮去膜液中浸泡10min，然后用大量水冲洗，用脱脂棉吸干，再用乙醇浸泡10min，取出后用冷风吹干，滤纸包好常温真空干燥2h，然后称重。

根据试片的失重，可按下式计算碳钢片的腐蚀速率。

                                                                                         

式中  —腐蚀速度，g/(m²·h)；

 —试片的失量，g；

A ₀ —试片表面积，m²；

t—腐蚀时间，h。

结果见下表：

表1 不同条件下的腐蚀情况

Claims (10)

1.一种用于有机胺型酸气吸收液的缓蚀剂，所述的有机胺型酸气吸收液包括主吸收剂、活化剂、抗氧化剂、溶剂和缓蚀剂，其特征在于该缓蚀剂含有组分一：N-甲基吡咯烷酮和聚苯胺，两物质质量比为8~50:1。

2.根据权利要求1中所述的缓蚀剂，其特征在于还含有组分二羟基乙叉二膦酸，组分一与组分二的质量比为0.5~5:1。

3.根据权利要求1中所述的缓蚀剂，其特征在于N-甲基吡咯烷酮和聚苯胺的含量为2-15 wt%。

4.根据权利要求2中所述的缓蚀剂，其特征在于羟基乙叉二膦酸的含量为1-10wt%。

5.根据权利要求1中所述的缓蚀剂，其特征在于机胺型酸气吸收液中主吸收剂为单乙醇胺、甲基二乙醇胺、异丙醇胺、羟乙基乙二胺、2-氨基,2-甲基-1-丙醇中的一种或多种，含量10-40 wt %。

6.根据权利要求1中所述的缓蚀剂，其特征在于机胺型酸气吸收液中活化剂为哌嗪、羟乙基哌嗪、吗啉中的一种或几种，含量5-20 wt %。

7.根据权利要求1中所述的缓蚀剂，其特征在于机胺型酸气吸收液中溶剂为去离子水，含量30-80 wt %。

8.根据权利要求1中所述的缓蚀剂，其特征在于机胺型酸气吸收液中抗氧剂剂为葡萄糖酸锑钠，含量为0.1-0.5 wt %。

9.根据权利要求1所述的缓蚀剂，其特征在于所述的酸气为二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、二氧化碳中的一种或多种。

10.根据权利要求9所述，其特征在于所述的酸气还含有氧气，氮气中的一种或多种。