專利名稱：一種成膜緩蝕劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于大分子量有機物十八烷基胺的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種能加入熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)而實施停用保護防腐的成膜緩蝕劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
十八烷基胺，又名十八胺、薄膜胺，屬于脂肪胺類，分子式為CH3(CH2)16CH2NH2，白色蠟狀固體，易溶于氯仿，溶于乙醇、乙醚和苯，微溶于丙酮，難溶于水，密度為860kg/m，凝固點52.9℃，沸點348.8℃。
十八胺能通過物理化學(xué)吸附作用，在金屬表面形成一層能抵抗氧和碳酸的單分子層或多分子層的憎水膜，起到屏障隔離作用，從而保護金屬，減少腐蝕。所以十八烷基胺被用于發(fā)電機組熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)停用防腐保護技術(shù)。
十八胺停用防腐保護技術(shù)最早出現(xiàn)于前蘇聯(lián)，五十年代初在某熱電廠進行試用，效果較好，但因加藥工藝問題，一直未得到推廣。八十年代后期，前蘇聯(lián)和東德相繼推出主要成分為十八胺的液態(tài)防腐劑，很快在俄羅斯和德國的核電站、火電站得到應(yīng)用，效果十分明顯。我國是在1993年赴俄考察和技術(shù)交流人員帶回了有關(guān)信息后，許多電力科研單位和大專院校開始了相應(yīng)的研制、開發(fā)與應(yīng)用。
常見的停用保護工藝是將十八胺在停機前的滑停過程中控制蒸汽溫度小于450℃，快速將藥劑加入熱力系統(tǒng)，循環(huán)1h后停機，再經(jīng)冷卻后系統(tǒng)帶壓放水，利用余熱烘干鍋爐。
但由于十八胺的性質(zhì)特殊，不溶于水，如何把十八胺加入到即將停運的熱力系統(tǒng)里去，而不影響到機組再啟動時的運行，一直是十八胺應(yīng)用技術(shù)的關(guān)鍵問題。
十八胺在53℃時即可融化為液體，所以人們首先想到了加熱融化法，把十八胺加熱到60～95℃，然后用計量泵送入熱力系統(tǒng)。這種看起來極為簡單的方法，在實際應(yīng)用中卻出現(xiàn)了很多問題。首先因為一般的加藥管道溫度低，管道直徑較細，十八胺在管道中流動時很容易在管壁冷卻而凝固下來，堵塞管道而使加藥無法進行；其次，即使對管道進行預(yù)熱，有時也發(fā)生堵管現(xiàn)象，因為有一些融化的十八胺粘附在管壁，可以在彎頭等處聚集，沒有及時隨水流全部進入熱力系統(tǒng)，當管道冷卻下來時，聚集的十八胺凝固堵塞管道；另外，電廠一般采用蒸汽直接加熱，加熱后水與十八胺都在加藥箱中，十八胺比水輕，漂浮在水層之上，加藥泵不容易把十八胺全部抽干凈，剩余的十八胺凝固后也可能堵塞管道。因此，加熱融化法已經(jīng)極少在電廠應(yīng)用。
十八胺可以溶解在乙醇中，也可以溶解在酸性水溶液中，有人嘗試用乙酸溶解十八胺后加入熱力系統(tǒng)。然而，這些有機物加入熱力系統(tǒng)后，在高溫高壓環(huán)境中可能產(chǎn)生有機酸。特別容易受到有機酸腐蝕影響的是汽輪機葉片，尤其是低壓缸內(nèi)的末級葉片。由于汽輪機葉片轉(zhuǎn)速高，末級葉片直徑大，腐蝕后可能發(fā)生葉片斷裂等極為嚴重的后果，所以藥劑溶解法也不能被人們接受。
目前流行的十八胺停用防腐保護技術(shù)都是將固體十八胺轉(zhuǎn)化為液態(tài)藥品提供給用戶。
一種方法是采用機電設(shè)備將純十八胺與除鹽水加工成乳狀物，一般濃度為5～10％，不含添加劑，缺點是藥劑容易出現(xiàn)分層，保存時間短。分層的主要原因是十八胺小顆粒在水中不斷的重新結(jié)晶長大，最后使乳液出現(xiàn)分層、結(jié)塊現(xiàn)象。保存時間一般不超過2個月，一般需要現(xiàn)買現(xiàn)用，所以臨時停機的時候就用不上，在電廠使用時有些不方便。
另一種方法是采用固體十八胺乳化加藥裝置。固體十八胺乳化加藥裝置采用的是一項新的發(fā)明專利技術(shù)，它是將化學(xué)純的固體十八胺直接提供給用戶，使用時通過十八胺乳化加藥裝置將十八胺固體和水制成由細小的脂肪胺固體顆粒懸浮于水中形成的乳液，并由固體十八胺乳化加藥裝置內(nèi)配備的加壓輸送泵加壓，以一定的壓力和流量由管道注入熱力系統(tǒng)。目前推出的固體十八胺乳化加藥裝置送出乳液濃度為3～4％，要求進水溫度在5～40℃范圍，這項新技術(shù)具有以下特點a)安全將化學(xué)純的十八胺與純水混合分散后直接加到鍋爐系統(tǒng)，不需要任何分散添加劑，幾乎不帶入雜質(zhì)，最大程度地防止了可能出現(xiàn)的有機酸對汽輪機葉片的腐蝕，高度安全可靠。
b)純十八胺固體可以長期存放，用戶使用時藥劑體積小，重量輕，搬運方便，勞動強度低，操作簡便。
C)經(jīng)濟綜合成本僅為十八胺乳液的1/3～1/5。
d)易標準化由于藥劑成分明確，十八胺停用防腐保護的實施過程可以全程監(jiān)控，將有力地推動十八胺停用防腐保護技術(shù)向著標準化、規(guī)范化的方向發(fā)展。
但采用固體十八胺乳化加藥裝置，對于已建成發(fā)電的電廠，需要額外提供場地和額外增加投資購買，對于新建電廠則需要建廠時專門設(shè)計，因為不是利用電廠已有加藥設(shè)備，需對操作人員進行專門培訓(xùn)。
所以適應(yīng)發(fā)電機組熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)停用防腐保護需要，不添加任何化學(xué)藥品，不需專門機電設(shè)備，直接將十八烷基胺在水中先分散、而后能任意稀釋和穩(wěn)定存放正是本技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)新所在。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種成膜緩蝕劑及其制備方法，該方法工藝過程簡單，所得成膜緩蝕劑穩(wěn)定性好而且能用于發(fā)電機組熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)停用防腐保護。
為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明所采取的技術(shù)措施是一種成膜緩蝕劑，由下法制得先將十八烷基胺用水浴加熱成液態(tài)，然后攪拌下將液態(tài)十八烷基胺倒入49～71℃水(優(yōu)選除鹽水)中，即得成膜緩蝕劑；十八烷基胺與水的用量重量比為1-30∶99-70。在配成的上述成膜緩蝕劑中邊攪拌邊再加水，不管加多少水，十八烷基胺在水中都能形成穩(wěn)定的分散體系，隨著水的加入，分散體系越來越透明，流動性越來越大，成膜緩蝕劑中十八烷基胺為5％左右時，分散體系的流動性已非常大。
優(yōu)點和效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，按本發(fā)明將十八烷基胺在水中直接分散、稀釋，不用添加任何化學(xué)藥品，也不需專門機電設(shè)備，技術(shù)簡單可行，附加成本非常低，所配成的濃度≤30％的分散體系都能長時間均勻、穩(wěn)定存放，不分層，能再加水任意稀釋，分散體系越稀越透明，流動性也越大，可現(xiàn)稀釋現(xiàn)用，可滿足用十八烷基胺實施發(fā)電機組熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)停用保護技術(shù)的需要，從而保護發(fā)電機組熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)在停用時免遭大氣腐蝕。
具體實施例方式實施例1將300g工業(yè)級十八烷基胺(固體)和700g除鹽水分別放入容積為500mL和1000mL的燒杯中，用90±2℃水浴將十八烷基胺加熱成液體，同時用水浴將除鹽水加熱至50±1℃；攪拌下，將十八烷基胺液體在1-2分鐘之內(nèi)(若能保證十八烷基胺加入水中時的溫度不低于其熔點溫度，則不受加入時間限制)加入到50±1℃的除鹽水中，這樣即制得重量為1000g的成膜緩蝕劑。
實施例2取實施例1所制得的產(chǎn)物200g，然后邊攪拌邊加入稱好的200g除鹽水(溫度為室溫)，得到十八烷基胺濃度為15％(質(zhì)量百分比濃度)的成膜緩蝕劑。
實施例3稱取100g工業(yè)級十八烷基胺(固體)和900g除鹽水分別放入容積為250mL和1000mL的燒杯，用55±2℃水浴將十八烷基胺加熱成液體，同時用水浴將除鹽水加熱至50±1℃；攪拌下，將十八烷基胺液體在1-2分鐘之內(nèi)加入到50±1℃的除鹽水中，這樣即制得重量為1000g、十八烷基胺濃度為10wt％的成膜緩蝕劑。
實施例4將10g固態(tài)十八烷基胺加熱成液態(tài)，攪拌下加入到60±1℃的990g除鹽水中，得到十八烷基胺濃度為1wt％的成膜緩蝕劑。
實施例5用容積為250mL和1000mL的燒杯分別稱取200g工業(yè)級十八烷基胺(固體)和800g除鹽水，用90±2℃水浴加熱十八烷基胺(固體)，使200g工業(yè)級十八烷基胺(固體)都變成液體，同時用另一70±1℃水浴將800g除鹽水加熱至70±1℃；馬上用玻璃棒攪動被加熱的800g除鹽水，同時在5分鐘之內(nèi)(保持十八烷基胺溫度高于熔點溫度)將200g十八烷基胺液體加入除鹽水中，這樣即制得重量為1000g十八烷基胺的濃度為20wt％的成膜緩蝕劑。
實施例6取實施例5所制得的產(chǎn)物200g，然后室溫下邊攪拌邊加入稱好的600g除鹽水，得到十八烷基胺濃度為5％(質(zhì)量百分比濃度)的成膜緩蝕劑。
按本發(fā)明制備的成膜緩蝕劑，十八烷基胺的濃度可高達30％(質(zhì)量百分比濃度)；能加除鹽水任意稀釋；能長期穩(wěn)定存放，可在干燥、通風(fēng)的室溫下密閉靜止放置6個月不分層，不失效。
權(quán)利要求
1.一種成膜緩蝕劑，由下法制得先將十八烷基胺加熱成液態(tài)，然后攪拌下將液態(tài)十八烷基胺倒入49～71℃水中，即得成膜緩蝕劑；十八烷基胺與水的用量重量比為1-30∶99-70。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成膜緩蝕劑，其特征在于所述水為除鹽水。
3.權(quán)利要求1或2所述成膜緩蝕劑的制備方法，其特征在于先將十八烷基胺用水浴加熱成液態(tài)，然后攪拌下將液態(tài)十八烷基胺倒入49～71℃水中，即得成膜緩蝕劑；十八烷基胺與水的用量重量比為1-30∶99-70。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種成膜緩蝕劑，由下法制得先將十八烷基胺加熱成液態(tài)，然后攪拌下將液態(tài)十八烷基胺倒入49～71℃水中，即得成膜緩蝕劑；十八烷基胺與除鹽水的用量重量比為1－30∶99－70。按本發(fā)明將十八烷基胺在除鹽水中直接分散、稀釋，不用添加任何化學(xué)藥品，也不需專門機電設(shè)備，技術(shù)簡單可行，附加成本非常低，所配成的濃度≤30％的分散體系都能長時間均勻、穩(wěn)定存放，不分層，能再加除鹽水任意稀釋，分散體系越稀越透明，流動性也越大，可現(xiàn)稀釋現(xiàn)用，可滿足用十八烷基胺實施停用保護技術(shù)的需要，從而保護發(fā)電機組熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)在停用時免遭大氣腐蝕。
文檔編號C23F11/173GK1827858SQ20061001866
公開日2006年9月6日 申請日期2006年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月30日
發(fā)明者謝學(xué)軍 申請人:武漢大學(xué)