一種十八胺濃度的測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及化學(xué)領(lǐng)域，特別設(shè)及十八胺停爐保護(hù)液中十八胺濃度的測定技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 發(fā)電機(jī)組的鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器、加熱器等熱力設(shè)備在停運(yùn)期間，如果不采取有 效的保護(hù)措施，其表面會發(fā)生強(qiáng)烈腐蝕，該種腐蝕稱為熱力設(shè)備的停用腐蝕。多年來，我國 火電機(jī)組常因停運(yùn)后未采取防腐蝕措施或采取的防腐蝕措施不當(dāng)，造成誘蝕和損壞，尤其 是水汽側(cè)的腐蝕，對電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。
[0003] 目前國內(nèi)外普遍采用的停用保護(hù)措施，按照其作用原理，大體上可分為S類；第一 類是阻止空氣進(jìn)入熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)內(nèi)部，其實(shí)質(zhì)是減小氧的濃度，該類方法有充氮法、保 持蒸汽壓力法等。第二類是降低熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)內(nèi)部的濕度，其實(shí)質(zhì)是防止金屬表面凝 結(jié)水膜，形成腐蝕電池。該類方法有烘干法、干燥劑法等。第=類是使用緩蝕劑（包括氣相 緩蝕劑和高溫成膜緩蝕劑等），或加堿化劑、調(diào)整溶液的抑值，使金屬表面形成保護(hù)膜，減 緩金屬表面的腐蝕，或使用除氧劑，除去水中的溶解氧，使腐蝕減輕。所用藥劑有氣相緩蝕 劑、高溫成膜緩蝕劑、氨、聯(lián)胺等。該類方法的實(shí)質(zhì)是使腐蝕電池的陽極和/或陰極過程受 到阻滯。
[0004] 根據(jù)熱力設(shè)備在停（備）用期間所處防誘蝕狀態(tài)的不同，停用保護(hù)方法可分為干 式保護(hù)法和濕式保護(hù)法兩大類。干式保護(hù)法有；熱爐放水余熱烘干法、負(fù)壓余熱烘干法、鄰 爐熱風(fēng)烘干法、干燥劑法、充氮法、氣相緩蝕劑法等。濕式保護(hù)法有；氨水法、氨-聯(lián)胺法、蒸 汽壓力法、給水壓力法等。
[0005] 其中高溫成膜緩蝕劑法是目前國內(nèi)應(yīng)用較多、比較受歡迎的停用保護(hù)方法。它是 俄羅斯莫斯科動力學(xué)院于1987年研究成功的，首先在壽爾達(dá)利斯克區(qū)域電站機(jī)組上使用， 后相繼在南斯拉夫、德國和俄羅斯等國的許多電站機(jī)組上使用。高溫成膜緩蝕劑法是在機(jī) 組滑停過程中的一定溫度、壓力和抑條件下，一定時(shí)間內(nèi)往鍋爐給水或凝結(jié)水中一次性加 入高溫成膜緩蝕劑，成膜緩蝕劑通過其N原子2P軌道上的孤對電子和化的3d空軌道之間 形成配位鍵，而在熱力設(shè)備（包括鍋爐、汽輪機(jī)等）金屬表面形成一層憎水性薄膜，隔絕金 屬基體跟大氣與水的直接接觸，防止水和大氣中的氧及二氧化碳對金屬的腐蝕，達(dá)到保護(hù) 熱力設(shè)備的目的，膜的結(jié)構(gòu)可能為；鐵/氧化鐵層/含氧化鐵的緩蝕劑成膜層/緩蝕劑的成 膜層。
[0006] 高溫成膜緩蝕劑法的特點(diǎn)是；（1)保護(hù)效果好，能在鍋爐、汽輪機(jī)等設(shè)備表面形成 均勻、致密、耐蝕性好的保護(hù)膜，對金屬表面的腐蝕產(chǎn)物如誘等有一定的清洗、去除作用，使 機(jī)組啟動時(shí)水汽中的銅、鐵等的含量降低，從而縮短機(jī)組再次啟動時(shí)的并網(wǎng)時(shí)間。（2)保護(hù) 范圍廣，能同時(shí)保護(hù)鍋爐（包括汽包、水冷壁、省煤器、過熱器、再熱器等）和汽輪機(jī)。（3)保 護(hù)時(shí)間長，熱力設(shè)備表面成膜后，在大氣中的防蝕時(shí)間可達(dá)6個月W上。（4)保護(hù)工藝簡單、 操作方便，不需新增加藥系統(tǒng)，可利用現(xiàn)場給水或凝結(jié)水加藥系統(tǒng)，在機(jī)組滑停過程中的一 定溫度、壓力和抑條件下，一定時(shí)間內(nèi)往鍋爐給水或凝結(jié)水中一次性加入高溫成膜緩蝕劑 即可。（5)應(yīng)用范圍廣，運(yùn)行溫度在200°CW上的動力設(shè)備都可采用高溫成膜緩蝕劑法進(jìn)行 停用保護(hù)。
[0007] 目前，國內(nèi)用于發(fā)電機(jī)組熱力設(shè)備停（備）用停用保護(hù)的成膜緩蝕劑主要是十八 燒基胺（ODA)和咪挫咐類物質(zhì)，其中十八燒基胺應(yīng)用較為普遍。
[000引十八燒基胺，又名十八胺、薄膜胺，屬于脂肪胺類，是一種有機(jī)高分子姪類化合物， 端基為-畑2,分子式為邸3(邸2)16邸2畑2,常溫下為白色蠟狀固體或顆粒狀物質(zhì)，屬于陽離子 表面活性劑，易溶于氯仿，溶于己醇、己離和苯，微溶于丙酬，難溶于水，在75°C水中呈懸濁 液，密度為86化g/m，凝固點(diǎn)52. 9°C，沸點(diǎn)348. 8°C。
[0009] 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(hù)金屬，減少腐蝕。所W十八燒基胺被 用于發(fā)電機(jī)組熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)停用防腐保護(hù)技術(shù)。
[0010] 十八胺停用防腐保護(hù)技術(shù)最早出現(xiàn)于前蘇聯(lián)，五十年代初在某熱電廠進(jìn)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。其中，武漢大學(xué)等一些單位對十八燒基胺的成膜 條件和成膜機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的研究，認(rèn)為作為一種有機(jī)緩蝕劑，十八燒基胺在高溫 成膜方面具有較強(qiáng)的優(yōu)越性，在汽相和液相均能成膜，濃度越高，成膜效果越好，在高壓蓋 中恒溫一個小時(shí)的成膜效果最好，最佳成膜溫度為220°C，試樣表面的粗趟度對成膜有一定 影響；通過俄歇電子能譜分析，經(jīng)十八燒基胺成膜處理后，鐵表面有如下結(jié)構(gòu)：鐵I氧化鐵 層I含氧化鐵的十八胺層I十八胺層。
[0011] 常見的停用保護(hù)工藝是將十八胺乳濁液在停機(jī)前的滑停過程中控制蒸汽溫度小 于450°C，快速將藥劑加入熱力系統(tǒng)，循環(huán)比后停機(jī)，再經(jīng)冷卻后系統(tǒng)帶壓放水，利用余熱 烘干鍋爐。
[0012] 目前，停爐保護(hù)用十八胺乳濁液在火電廠的應(yīng)用越來越廣泛，但高濃度十八胺乳 濁液，也就是作為產(chǎn)品銷售的停爐保護(hù)用十八胺乳濁液的濃度檢測一直沒有合適方法，因 而火電廠對所購?fù)t保護(hù)用十八胺乳濁液產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收時(shí)遇到困難，只能通過稱重了解停 爐保護(hù)用十八胺乳濁液的重量夠不夠，卻不知真正起保護(hù)作用的十八胺的量夠不夠，迫切 需要可用于實(shí)際驗(yàn)收停爐保護(hù)用十八胺乳濁液產(chǎn)品的十八胺濃度檢測方法，W加強(qiáng)停爐保 護(hù)用十八胺乳濁液產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)督，保障停爐保護(hù)用十八胺乳濁液產(chǎn)品的安全應(yīng)用。
[0013] 之所作為產(chǎn)品銷售的停爐保護(hù)用十八胺乳濁液的濃度檢測一直沒有合適方 法"，一方面是因?yàn)橐呀?jīng)有一個"一種十八胺濃度的測定方法"，很多人W為該方法也可W作 為產(chǎn)品銷售的停爐保護(hù)用十八胺乳濁液中十八胺濃度的檢測方法。其實(shí)該方法只能測水 中低濃度的十八胺，檢測高濃度十八胺會帶來很大誤差。因?yàn)樵摲椒ǖ臏y定范圍為10 -50mg/L十八胺濃度，而一般作為產(chǎn)品銷售的停爐保護(hù)用十八胺乳濁液中的十八胺濃度為百 分之幾，如果用該方法檢測，要將十八胺乳濁液稀釋上萬倍，加上十八胺不易溶于水、十八 胺乳濁液稀釋后會分層，該樣就帶來很大誤差，導(dǎo)致檢測結(jié)果和實(shí)際濃度差異很大，因而實(shí) 際不能用。另一方面是因?yàn)樽鳛楫a(chǎn)品銷售的停爐保護(hù)用十八胺乳濁液還不是一種真正的商 品，只是作為科研產(chǎn)品在銷售，無形中被蒙上了一層神秘色彩，再加上使用單位的購買者不 懂技術(shù)，于是使用單位的購買者只管量夠不夠，而不懂也管不了真正起保護(hù)作用的十八胺 的量夠不夠，該樣給銷售者、使用者也減少了麻煩，否則銷售者、使用者都會因找不到合適 的濃度檢測辦法而抓瞎、無法驗(yàn)收。基于此，我們發(fā)明了可用于實(shí)際驗(yàn)收停爐保護(hù)用十八胺 乳濁液產(chǎn)品的十八胺濃度檢測方法。為了發(fā)明本方法，我們更換了多種發(fā)明思路，進(jìn)行了上 千次試驗(yàn)，如想過、試驗(yàn)過檢測乳濁液密度、體積來計(jì)算十八胺濃度，也想過、試驗(yàn)過真正恒 重來檢測乳濁液中十八胺濃度，為了得到恒重溫度、時(shí)間，更是不斷改進(jìn)發(fā)明思路、不斷試 驗(yàn)，才趨于完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明提供一種用重量法測定十八胺乳濁液中十八胺濃度的方法，該方法只需常 規(guī)儀器設(shè)備，操作方便，可控制誤差在5%之內(nèi)，可供火電廠對所購?fù)t保護(hù)用十八胺乳濁 液產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收使用。
[0015] 具體技術(shù)方案如下：
[0016] 一種十八胺濃度的測定方法，稱取一定質(zhì)量的待測溶液在70?110°C條件下恒溫 干燥1-ioh，至待測溶液呈無色澄清透明的膠體狀時(shí)冷卻至室溫，分別記錄待測溶液干燥前 的質(zhì)量為m。，干燥后的質(zhì)量為叫，根據(jù)公式（mi/m。）X100%即可計(jì)算出待測溶液中的重量百 分比濃度；所述待測溶液為停爐保護(hù)用十八胺乳濁液。
[0017] 所述待測溶液的干燥條件為在90°C或100°C條件下干燥化。
[0018] 本發(fā)明的有益效果在于：本方法操作方便，無需另外添加任何試劑，只需常規(guī)儀器 設(shè)備即可；可測量高濃度的十八胺乳濁液，且誤差非常小，可控制在5%之內(nèi)，可供火電廠 對所購?fù)t保護(hù)用十八胺乳濁液產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收使用。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。 [0020] 實(shí)施例1
[0021] (1)配制濃度為2 %的十八胺乳濁液；
[0022] (2)打開干燥箱電源將干燥箱升溫到100°C并恒溫；
[002引 做將S個表面皿先后用自來水和除鹽水清洗干凈、放入溫度已調(diào)到105±3°C的 干燥箱中干燥至恒重，然后放入干燥器內(nèi)冷卻30min后稱重，并將=個表面皿的質(zhì)量記錄 為 Ml。、Mg。、Mg。；
[0024] (4)用玻璃椿薩取配制的、濃度為2%的十八胺乳濁液均勻涂抹在表面皿上，用電 子砰控制每個表面皿上十八胺乳濁液的質(zhì)量為7. 3g，然后用電子分析天平稱量該3個表面 皿（含十八胺乳濁液）的質(zhì)量，并記錄為
[0025] (5)將涂有十八胺乳濁液的表面皿連同托盤一起放入已恒溫到100°C的干燥箱 中；
[0026] (6)干燥一定時(shí)間（2h?化）、觀察到十八胺乳濁液呈無色澄清透明的膠體狀時(shí)， 取出托盤將表面皿放入干燥器中干燥冷卻至室溫，然后用電子分析天平稱重，并記錄為Mi3、 M23、M33;如果
[0027] (7)計(jì)算十八胺乳濁液中十八胺的濃度及其與2%的偏差；如果偏差大于5%，貝。 重復(fù)步驟巧）、化），直到計(jì)算出來的十八胺乳濁液中十八胺的濃度與2%的偏差小于5%。 [002引實(shí)施結(jié)果如表1。
[0029] 表1 100°C下測得的與不同恒溫時(shí)間對應(yīng)的十八胺濃度及與2%的偏差
[0030]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種十八胺濃度的測定方法，其特征在于：稱取一定質(zhì)量的待測溶液在70~110°C條 件下恒溫干燥l-l〇h，至待測溶液呈無色澄清透明的膠體狀時(shí)冷卻至室溫，分別記錄待測溶 液干燥前的質(zhì)量為叫，干燥后的質(zhì)量為叫，根據(jù)公式(1^/11^ ) X 100%即可計(jì)算出待測溶液中 的重量百分比濃度；所述待測溶液為停爐保護(hù)用十八胺乳濁液。
2. 如權(quán)利要求1所述的十八胺濃度的測定方法，其特征在于：所述待測溶液的干燥條 件為在90°C或100°C條件下干燥4h。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種十八胺濃度的測定方法，稱取一定質(zhì)量的待測溶液在70~110℃條件下恒溫干燥1-10h，至待測溶液呈無色澄清透明的膠體狀時(shí)冷卻至室溫，分別記錄待測溶液干燥前的質(zhì)量為m0，干燥后的質(zhì)量為m1，根據(jù)公式（m1/m0）×100%即可計(jì)算出待測溶液中的重量百分比濃度；所述待測溶液為停爐保護(hù)用十八胺乳濁液。本方法只需常規(guī)儀器設(shè)備，操作方便，可控制誤差在5%之內(nèi)，可供火電廠對所購?fù)t保護(hù)用十八胺乳濁液產(chǎn)品進(jìn)行驗(yàn)收使用。
【IPC分類】G01N5-04
【公開號】CN104596883
【申請?zhí)枴緾N201510063319
【發(fā)明人】謝學(xué)軍, 張園林, 孫祥飛, 張芮
【申請人】武漢大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年2月6日