专利名称：一种适用于氨法脱硫制硫酸铵系统中碳钢腐蚀的缓蚀剂的制作方法
技术领域：
本发明属化学领域，具体涉及一种适用于氨法脱硫制硫酸铵系统中碳钢腐蚀的缓蚀剂。
背景技术：
氨法脱硫是以一定浓度的氨水为脱硫剂，以脱除烟气中的二氧化硫生成亚硫酸铵，再用空气氧化成硫酸铵副产品，达到烟气脱硫的目的。因此，在脱硫制硫铵系统的溶液中，硫酸盐浓度很高，可达几十万个ppm，加之溶液pH值介于4-6之间，为弱酸性，温度在40°C左右，腐蚀问题相当严重。刘月生等系统分析了氨法脱硫系统中设备的腐蚀机理及各腐蚀区域可能的腐蚀介质和腐蚀特点，指出系统溶液PH偏低，在此低pH条件下碳钢的硫酸铵腐蚀是防腐的重点(《中国电力教育》2005，(S2):1-3)。赵文恺等发现在硫酸铵生产中设备、管道出现腐蚀泄漏问题，指出不锈钢的腐蚀主要是电化学腐蚀，其中晶间腐蚀和孔蚀倾向严重(《设备管理与维修》2010，(9):41-43)。目前，针对碳钢在氨法脱硫制硫铵系统中的腐蚀问题，主要是通过对设备加设防腐衬里和涂敷防腐层来防护腐蚀。应用的衬里或防腐层材料主要有玻璃鳞片树脂、丁基橡胶和合金钢。作为防腐涂料，玻璃鳞片树脂和丁基橡胶具有良好的抗渗透性、较高的机械强度和耐蚀性等优点，在氨法脱硫技术上被广泛应用。但其有限的耐溶剂能力和耐碱能力使得其使用受到一定的限制。另外，玻璃鳞片树脂对施工要求严格。由于施工不当造成的防腐蚀层存在针孔和鼓包，进而引发防腐蚀层穿孔的例子屡见不鲜(《腐蚀与防护》2010，31(8):654-656)。与非金属衬里的复合材料相比，镍合金在内应力、抗介质的渗透及施工质量的保证上有优势，但耐蚀性不如橡胶和鳞片涂料，且价格十分昂贵(《腐蚀与防护》2005，26(12):530-533)。综上所述，加护防护层的方法投资费用相对较高，对施工要求严格，防腐材料的施工工艺对防腐材料的寿命和性能等都有很大的影响，维修周期在10 15年之间。缓蚀剂防护工艺简便、成本低廉、实用性强，在金属防护工程中占有重要的地位，在国民经济建设中发挥着越来越重要的作用。费尔南德.维卡曼(公开号CN1558940A)公开了一种防止氯化铵和硫酸铵引起的污垢和腐蚀的方法，指出胆碱或其衍生物可将氯化铵产生的腐蚀降低至1.27毫米/年，并且可以完全抑制污垢的产生。然而，目前并没有适合于氨法脱硫制硫酸铵系统中的碳钢腐蚀的缓蚀剂的公开报道。因此，开发一种适合于氨法脱硫制硫酸铵系统中的碳钢腐蚀的缓蚀剂，以为氨法脱硫设备增设二次保护，延长停机维修的周期，有利于推动氨法脱硫工艺的广泛应用，在工业和废气治理方面具有十分重要的经济和社会价值。
发明内容
本发明的所要解决的技术问题在于提供一种缓蚀性能高的适合于氨法脱硫制硫酸铵系统中碳钢腐 蚀的缓蚀剂。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
一种抑制碳钢在氨法脱硫制硫酸铵系统中腐蚀的缓蚀剂，其特征在于，它由硫脲衍生物、有机胺和咪唑啉季铵盐组成，其中各组分的含量按重量百分比为:硫脲衍生物20% 80% ;有机胺10% 50% ;咪唑啉季铵盐5% 40% ;所述的硫脲衍生物选自苯基硫脲、二苯基硫脲、氨基硫脲和丙烯基硫脲中的一种；所述的有机胺选自聚丙烯酰胺、十二胺、十六胺和十八胺中的一种；所述的咪唑啉季铵盐的化学结构式为:
权利要求
1.一种抑制碳钢在氨法脱硫制硫酸铵系统中腐蚀的缓蚀剂，其特征在于:它由硫脲衍生物、有机胺和咪唑啉季铵盐组成，其中各组分的含量按重量百分比为:硫脲衍生物20% 80% ;有机胺10% 50% ;咪唑啉季铵盐5% 40% ； 所述的硫脲衍生物选自苯基硫脲、二苯基硫脲、氨基硫脲和丙烯基硫脲中的一种； 所述的有机胺选自聚丙烯酰胺、十二胺、十六胺和十八胺中的一种； 所述的咪唑啉季铵盐的化学结构式为:
2.根据权利要求1所述的抑制碳钢在氨法脱硫制硫酸铵系统中腐蚀的缓蚀剂，其特征在于:所述各组分的含量按重量百分比计为:硫脲衍生物65% 75%;有机胺15% 25%;咪唑啉季铵盐5% 15%。
3.根据权利要求1所述的抑制碳钢在氨法脱硫制硫酸铵系统中腐蚀的缓蚀剂，其特征在于:所述的咪唑啉季铵盐可为市购的商品化咪唑啉季铵盐，也可按以下方法自制，具体制备方法如下:将有机羧酸RCOOH，其中:R为苯基、C2-C11直链烷基、CH3(CH2)7CH = CH(CH2)7或 CH3(CH2)9CH = CH(CH2)7，和多乙烯多胺 NH2CH2CH2NH(CH2CH2NH)lriH,其中:n 取值为 2、3 或4，按照0.5 1:1的摩尔比例加入到反应容器中，按二甲苯:有机羧酸=50 300: I的摩尔比，加入二甲苯作为携水剂，130 170°C反应0.5 3h，然后升温到180 240°C，反应2 3h后，降温到50°C，然后边搅拌边向其中逐滴滴加氯化苄，所述氯化苄与多乙烯多胺的摩尔比为I 1.5: 1，再控制温度为90 110°C，反应I 3h即得。
4.权利要求1所述的抑制碳钢在氨法脱硫制硫酸铵系统中腐蚀的缓蚀剂的使用方法，其特征在于:它包括以下步骤: (1)将缓蚀剂中的硫脲衍生物配制成硫脲衍生物水溶液； (2)将缓蚀剂中的有机胺配制成有机胺乙醇溶液； (3)将缓蚀剂中的咪唑啉季铵盐配制成咪唑啉季铵盐乙醇溶液； (4)根据缓蚀剂的用量要求，并结合缓蚀剂中各组分的配比，得到各组分的用量，然后据此取相应体积的各组分的溶液，同时加入到氨法脱硫制硫酸铵系统，搅拌即可。
5.根据权利要求4所述的抑制碳钢在氨法脱硫制硫酸铵系统中腐蚀的缓蚀剂的使用方法，其特征在于:所述硫脲衍生物水溶液的质量百分比浓度为0.5% -5% ;所述有机胺乙醇溶液的质量百分比浓度为0.5% -5% ;所述咪唑啉季铵盐乙醇溶液的质量百分比浓度为40% -60%。
6.权利要求1所述的抑制碳钢在氨法脱硫制硫酸铵系统中腐蚀的缓蚀剂在氨法脱硫制硫酸铵系统中使用时的质量百分比浓度为0.05 0.2%。
全文摘要
本发明涉及一种抑制碳钢在氨法脱硫制硫酸铵系统中腐蚀的缓蚀剂。它由硫脲衍生物、有机胺和咪唑啉季铵盐组成，各组分含量按重量百分比为硫脲衍生物20％～80％；有机胺10％～50％；咪唑啉季铵盐5％～40％；其中硫脲衍生物选自苯基硫脲、二苯基硫脲、氨基硫脲和丙烯基硫脲中的一种；有机胺选自聚丙烯酰胺、十二胺、十六胺和十八胺中的一种；咪唑啉季铵盐化学结构式为其中R为苯基、C2-C11直链烷基、CH3(CH2)7CH＝CH(CH2)7或CH3(CH2)9CH＝CH(CH2)7；n取值为2、3或4。该缓蚀剂缓蚀性能好，应用于抑制碳钢在氨法脱硫制硫酸铵系统中的腐蚀时用量小，使用简单方便。
文档编号C23F11/14GK103225081SQ201310150090
公开日2013年7月31日 申请日期2013年4月26日 优先权日2013年4月26日
发明者肖扬, 唐和清, 莫亚平, 杨慧, 汤静芳, 孙庆星, 蒋国波, 姚敢英, 孙志良, 张红伟 申请人:武汉钢铁(集团)公司