CN104726882A - 一种高效硫酸酸洗缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents

一种高效硫酸酸洗缓蚀剂及其制备方法 Download PDF

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张晓冬
李洪社
喻果
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Abstract

本发明提供了一种高效硫酸酸洗缓蚀剂及其制备方法，硫酸酸洗缓蚀剂由硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水组合而来，硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水的质量比为10～20:10～20:5～10:50～75。本发明提供了一种高效硫酸酸洗缓蚀剂的制备方法，将四种物质按照一定的质量比依次投入到搅拌容器中搅拌溶解即可得本发明产品。本发明中四种物质按一定质量比复配使用，在硫酸酸洗过程中对低碳钢的缓蚀效果明显优于其中任何一种物质单独使用，且用量比国内现有硫酸酸洗缓蚀剂使用量要少，可节约酸洗的药剂成本。本发明中的高效硫酸酸洗缓蚀剂的用量少、缓蚀率高，可广泛用于工业设备的硫酸酸洗领域。

Description

一种高效硫酸酸洗缓蚀剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及工业设备清洗领域，具体地说涉及酸洗缓蚀剂的开发领域，特别是指一种高效硫酸酸洗缓蚀剂及其制备方法。
背景技术
酸洗广泛应用于各个工业部门中的换热设备、传热设备和冷却设备等的水垢清洗，特别是电力部门的热力设备(如锅炉)的酸洗尤其重要。从社会经济的角度来看，可减少因污垢带来的燃料耗费；从环境保护的角度来看，减少了燃料废气和大气污染；从安全角度来看，锅炉和换热器等热力设备在使用过程中逐渐形成各类污垢,而这些污垢导热不良致使炉管局部温度升高，降低了钢材的强度，常常发生爆管事故，影响锅炉运行。因此酸洗对于电厂的锅炉运行起着非常重要的作用。酸洗常用的酸有盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、氨基磺酸等无机酸，和柠檬酸、EDTA等有机酸。但由于酸对金属设备均有腐蚀作用，尤其无机酸的腐蚀更为严重，同时所放出的氢会向金属内部扩散，使被洗设备发生氢脆，及酸洗过程中所析出的大量的酸性气体，会使劳动条件恶化。因此在酸洗时要加入缓蚀剂,以抑制金属在酸性介质中的腐蚀，减少酸的使用量，提高酸洗效果，延长热力设备的使用寿命。酸洗时不仅要考虑酸的溶铁能力，还应考虑垢成分、金属材质、废液处理方法等因素。故选择一种质量好的缓蚀剂是酸洗的重要环节，而了解各类缓蚀剂的缓蚀性能可以更好的进行防腐工作。
硫酸常在酸洗用量较大的金属材料酸浸除锈过程中作清洗主剂和在锅炉污垢中钙化合物含量很低的情况下用于酸洗锅炉。硫酸酸洗缓蚀剂目前市面上品种较多，但普遍存在缓蚀率低的问题。
发明内容
本发明针对上述存在的问题和不足，提供了一种高效硫酸酸洗缓蚀剂及其制备方法，硫酸酸洗缓蚀剂由硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水组合而来，硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水的质量比为10～20: 10～20: 5～10: 50～75。本发明提供了一种高效硫酸酸洗缓蚀剂的制备方法，将四种物质按照一定的质量比依次投入到搅拌容器中搅拌溶解即可得本发明产品。本发明中四种物质按一定质量比复配使用，在硫酸酸洗过程中对低碳钢的缓蚀效果明显优于其中任何一种物质单独使用，且用量比国内现有硫酸酸洗缓蚀剂使用量要少，可节约酸洗的药剂成本。本发明中的高效硫酸酸洗缓蚀剂的用量少、缓蚀率高，可广泛用于工业设备的硫酸酸洗领域。
本发明所采用的技术方案如下：
本发明提供了一种高效硫酸酸洗缓蚀剂及其制备方法，硫酸酸洗缓蚀剂由硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水组合而来，硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水的质量比为10～20: 10～20: 5～10: 50～75。
所述的高效硫酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：硫酸酸洗缓蚀剂由硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水组合而来，硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水的质量比为10～20: 10～20: 5～10: 50～75。
所述的高效硫酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述的硫脲及其衍生物为甲基硫脲(MTU)、乙基硫脲、甲苯基硫脲(TTU)和氯苯基硫脲(CPTU)中的一种或几种。
所述的高效硫酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述的咪唑啉为2－甲基咪唑啉、2－乙基咪唑啉、2－异丙基咪唑啉中的一种或几种。
所述的高效硫酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述的季铵盐为苄基氯化喹啉、烯丙基氯化喹啉中的一种或几种。
所述的高效硫酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：本发明提供了一种高效硫酸酸洗缓蚀剂的制备方法，将四种物质按照一定的质量比依次投入到搅拌容器中搅拌溶解即可得本发明产品。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明所述的硫酸酸洗缓蚀剂由硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水组合而来；硫脲及其衍生物：用以合成磺胺噻唑、蛋氨酸和肥猪片等药物的原料。用作染料及染色助剂、树脂及压塑粉的原料。也可用作橡胶的硫化促进剂、金属矿物的浮选剂、制邻苯二甲酸酐和富马酸的催化剂，以及用作金属防锈蚀剂。硫脲已普遍用作酸洗缓蚀剂，硫脲系缓蚀剂在油田方面的应用也见报道，近年来的研究资料表明,硫脲不仅用作复合型酸洗缓蚀剂的主要成分,甚至可以用作盐水介质中钢铁缓蚀剂的主要成分；咪唑啉：咪唑啉是环烷酸与有机多胺反应后，经改性而成的水溶性、油溶性产品；产品适用于炼油设备，如常减压设备初顶、常顶、减顶等、加氢装置、减粘装置等；在中高温条件下，对HCl-H2S-H2O体系腐蚀具有良好的抑制作用，特别是对高硫原油炼制过程防腐有良好效果，产品性能优于国内现在常用相关产品。
本发明中四种物质按一定质量比复配使用，在硫酸酸洗过程中对低碳钢的缓蚀效果明显优于其中任何一种物质单独使用，且用量比国内现有高效硫酸酸洗缓蚀剂使用量要少，可节约运行的药剂成本。
实施方式
实施例1：
按重量百分比选取原料
甲基硫脲                                 10%，
2－甲基咪唑啉                             10%，
苄基氯化喹啉                              5%，              
其余为水。
将反渗透产水、甲基硫脲、2－甲基咪唑啉、苄基氯化喹啉按比例依次加入容器内，在室温下搅拌2～3小时，即得产品。
实施例2：
按重量百分比选取原料
甲苯基硫脲                                 10%，
2－乙基咪唑啉                             10%，
苄基氯化喹啉                              5%，              
其余为水。
将反渗透产水、甲苯基硫脲、2－乙基咪唑啉、苄基氯化喹啉按比例依次加入容器内，在室温下搅拌2～3小时，即得产品。
实施例3：
按重量百分比选取原料
甲基硫脲                                 15%，
2－甲基咪唑啉                             15%，
烯丙基氯化喹啉                            10%，
其余为水。
将反渗透产水、甲苯基硫脲、2－甲基咪唑啉、烯丙基氯化喹啉按比例依次加入容器内，在室温下搅拌2～3小时，即得产品。
实施例4：
按重量百分比选取原料
甲基硫脲                                 15%，
2－甲基咪唑啉                             15%，
苄基氯化喹啉                              5%，              
其余为水。
将反渗透产水、甲基硫脲、2－甲基咪唑啉、苄基氯化喹啉按比例依次加入容器内，在室温下搅拌2～3小时，即得产品。
实施例5：
按重量百分比选取原料
甲基硫脲                                 15%，
2－甲基咪唑啉                             15%，
烯丙基基氯化喹啉                           5%，              
其余为水。
将反渗透产水、甲基硫脲、2－甲基咪唑啉、烯丙基基氯化喹啉按比例依次加入容器内，在室温下搅拌2～3小时，即得产品。
实施例6：
按重量百分比选取原料
甲苯基硫脲                                 15%，
2－乙基咪唑啉                             15%，
苄基氯化喹啉                              8%，              
其余为水。
将反渗透产水、甲苯基硫脲、2－乙基咪唑啉、苄基氯化喹啉按比例依次加入容器内，在室温下搅拌2～3小时，即得产品。
应用试验及结果
   一、实验方法：
失重法测金属腐蚀速度：
 （1）配溶液：用试剂硫酸和蒸馏水配制实验溶液，每种溶液800mL，分别盛在1000mL烧杯内；
（2）磨试样：试样表面状态要求均一、光洁，需要进行表面处理。制作试样时已经过机加工，试验前还需用砂布打磨，以达到要求的光洁度。表面上应无刻痕与麻点。平行试样的表面状态要尽量一致。打磨时注意避免过热；
（3）打号码：试样标记，可用钢号码打印编号；
（4）量尺寸：用游标卡尺测量试样的长、宽、厚和小孔直径，以供计算暴露表面积。测量时必须量几个部位，取其平均值；
（5）清洗去油：将试样表面残屑除尽，用浸丙酮的棉花球擦拭，除去表面油污，再用蒸馏水冲洗，滤纸吸干。然后用电吹风干燥（注意用冷风！）。清洗后的试样不能再用手拿取，需放在干净的滤纸上；
（6）称初重：干燥后的试样用分析天平称取初重W0，准确到0.1mg；
（7）浸入试验溶液：试样称重后立即穿上塑料线，浸入试验溶液内（记下浸入时间！）。每种试验溶液内挂3～4块平行试样。注意试样不能彼此接触，也不能与容器接触。试样浸入深度应大致相同。其上端距液面应大于2cm。观察并记录试样浸入溶液后发生的现象；
（8）试验时间：由于碳钢在不同浓度的硫酸溶液中的腐蚀速度相差很大，不同体系的试验时间应根据具体情况确定；
（9）清除腐蚀产物：取出试样前应仔细观察试样表面和溶液中的变化。取出试样（记下时间！）后观察试样表面腐蚀产物的形态和分布。将试样放在自来水流下冲洗，用毛刷刷去疏松的腐蚀产物，再次观察试样表面状态。将试样用化学法除膜。除膜操作应进行多次，以达到恒重（两次称重差别小于0.5mg），并由空白试样确定金属基体的损失；
（10）称腐蚀后重：除膜后用蒸馏水冲洗，除去已变疏松的腐蚀产物，然后擦拭、干燥，用分析天平称重量。恒重后的重量作为腐蚀后重W1。
二、实验结果：
实施例在20%的硫酸酸洗实验中对低碳钢的缓蚀效果对比表1
  加药量 缓蚀率（碳钢） 加药量 缓蚀率（碳钢）
实施例1 2.5‰ 98.77% 3‰ 98.99%
实施例2 2.5‰ 99.08% 3‰ 99.59%
实施例3 2.5‰ 99.03% 3‰ 99.12%
实施例4 2.5‰ 98.99% 3‰ 98.95%
实施例5 2.5‰ 99.32% 3‰ 99.42%
实施例6 2.5‰ 99.01% 3‰ 99.31%

Claims (6)

1.本发明提供了一种高效硫酸酸洗缓蚀剂及其制备方法，硫酸酸洗缓蚀剂由硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水组合而来，硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水的质量比为10～20: 10～20: 5～10: 50～75。
2.根据权利要求1所述的高效硫酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：硫酸酸洗缓蚀剂由硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水组合而来，硫脲及其衍生物、咪唑啉、季铵盐及纯水的质量比为10～20: 10～20: 5～10: 50～75。
3.根据权利要求1所述的高效硫酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述的硫脲及其衍生物为甲基硫脲(MTU)、乙基硫脲、甲苯基硫脲(TTU)和氯苯基硫脲(CPTU)中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的高效硫酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述的咪唑啉为2－甲基咪唑啉、2－乙基咪唑啉、2－异丙基咪唑啉中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的高效硫酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：所述的季铵盐为苄基氯化喹啉、烯丙基氯化喹啉中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的高效硫酸酸洗缓蚀剂，其特征在于：本发明提供了一种高效硫酸酸洗缓蚀剂的制备方法，将四种物质按照一定的质量比依次投入到搅拌容器中搅拌溶解即可得本发明产品。
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