一种电厂清洗用氢氟酸缓蚀剂的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种电厂清洗用氢氟酸缓蚀剂，由以下重量比的原料组份组成：曼尼希碱1.0~10.0%，十二烷基二甲基乙基溴化铵0.5~8.0%，烷基酚聚氧乙烯醚0.5~6.0%，醇类有机溶剂20.0~40.0%及余量的水，将各组分混合复配即可。本发明提供的氢氟酸缓蚀剂为阳极吸附型缓蚀剂，具有良好的抗温性能、缓蚀性能，添加量较小时，即可产生良好的缓蚀效果，清洗后金属表面光亮，不会产生针状点蚀，不会扩大加深原始的腐蚀斑痕，不残留有害薄膜，能满足大型电厂氢氟酸洗的需要。
【专利说明】
-种电厂清洗用氨氣酸缓蚀剂
技术领域
[0001] 本发明属于金属材料的缓蚀领域，具体设及一种电厂清洗用氨氣酸缓蚀剂。
【背景技术】
[0002] 目前对电厂锅炉的清洗通常采用HC1、巧樣酸、EDTA酸、氨氣酸、氨基横酸等方法。 但因 cr对奥氏体钢材往往造成应力腐蚀破坏，盐酸不适合用于不诱钢材质设备的清洗。巧 樣酸、氨基横酸、邸TA运些有机酸价格昂贵、清洗成本高，而且均需要高溫的清洗条件。氨氣 酸作为一种低溫清洗剂有很多优点：氨氣酸对电厂锅炉本体及其它系统可进行全面清洗， 对氧化铁垢、娃垢在常溫下溶解能力强而且速度快;低浓度的氨氣酸对氧化铁垢的清除能 力超过盐酸和巧樣酸;氨氣酸可清洗奥氏不诱钢而不产生应力腐蚀;清洗时间较短，可控制 在^4小时，溫度可控制在55°C左右，清洗效率高，表面状态好。氨氣酸由于其优良的清洗能 力，而越来越多的用于锅炉的清洗工艺中。然而，氨氣酸严重腐蚀碳钢设备，制备添加适用 于碳钢的氨氣酸缓蚀剂非常必要。
[0003] 曼尼希碱经常作为缓蚀剂的主要成分，主要应用于油田开采中高溫强酸介质中， 在200-400°C缓蚀效果较好。但此类曼尼希碱缓蚀剂应用于弱酸清洗领域，尤其是酸洗介质 为氨氣酸时，往往会有少量胶状物质析出，沾在设备上，在酸洗结束后需要用热碱水冲洗， 增加了使用过程的复杂性。而清洗行业对缓蚀剂的要求越来越高，单组份或单剂很难达到 理想的效果。
[0004] 有关氨氣酸缓蚀剂的研究中，有些缓蚀剂原料中含有化晚类物质，使用时有臭味， 现场使用较为困难;有些缓蚀剂添加量大，后续排放时增加了处理成本。关于氨氣酸缓蚀 剂，国际使用较为普遍的有F1皿11133、^化3〇1￥6111266、0〇山旨61195、1^31311地等，但其成本 较高。因此，制备一种原料来源方便、缓蚀性能好的氨氣酸缓蚀剂意义重大。
[0005]
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种原料来源方便、耐溫性能好、用量少、 缓蚀性能好、在酸洗过程中不会产生胶状物的用于电厂清洗的氨氣酸缓蚀剂。
[0007] 本发明通过W下技术方案实现。
[0008] -种电厂清洗用氨氣酸缓蚀剂，由下述重量比的原料组份混合复配而成：曼尼希 碱1.0~10.0%，十二烷基二甲基乙基漠化锭0.5~8.0%，烷基酪聚氧乙締酸0.5~6.0%，醇类有 机溶剂20.0~40.0%，其余为蒸馈水。将上述原料按重量比例混合复配，静置1.化即可得到所 述的一种电厂清洗用氨氣酸缓蚀剂。
[0009] 优选地，上述电厂清洗用氨氣酸缓蚀剂由下述重量比的原料组份混合复配而成： 曼尼希碱3.0~8.0%，十二烷基二甲基乙基漠化锭2.0~4.0%，烷基酪聚氧乙締酸3.0~4.0%，醇 类有机溶剂30.0~37.0%，其余为蒸馈水。
[0010] 优选地，上述电厂清洗用氨氣酸缓蚀剂由下述重量比的原料组份混合复配而成： 曼尼希碱6.3%，十二烷基二甲基乙基漠化锭3.0%，烷基酪聚氧乙締酸3.4%，醇类有机溶剂 34.8%，蒸馈水52.5〇/〇。
[0011] 优选地，上述曼尼希碱为3-[甲基(苯基)氨基]-1-苯基丙基-1-酬，其结构式为：
[0012] 优选地，上述醇类有机溶剂为甲醇或者乙醇。
[0013] 其中，3-[甲基(苯基)氨基]-1-苯基丙基-1-酬是由苯乙酬：甲醒:苯甲胺按照摩尔 比苯乙酬：甲醒:苯甲胺=1.0:1.0:1.5进行缩合制备的，反应条件为:pH值控制在2~3、反应 溫度为80°C、反应时间为16h。
[0014] 本发明提供的氨氣酸缓蚀剂，曼尼希碱和十二烷基二甲基乙基漠化锭为缓蚀主 剂，曼尼希碱分子中的多个吸附中屯、(〇、N)向金属表面提供孤对电子，形成配位键化合物吸 附在无氧化膜存在的裸露金属表面，然后，烷基酪聚氧乙締酸分子平铺在金属表面上，形成 较完整的疏水保护层，从而在酸液与金属之间形成一道屏障，阻止了腐蚀产物铁离子向溶 液中扩散。由于十二烷基二甲基乙基漠化锭中的锭盐阳离子起作用，其中物理吸附形成的 保护膜能导致溶液中的H+难W接近金属表面，所W能起到很好的缓蚀作用。同时，该缓蚀剂 溶解性能好，在氨氣酸介质中的酸洗过程中不会出现沾壁的现象。而在锅炉清洗中，Fe3+的 存在是难W避免的，Fe3+的存在会与Fe基体发生反应，产生腐蚀，而本发明提供的缓蚀剂具 有一定的抗化的能力，也能起到一定的缓蚀作用。
[001引本发明具有W下优点： (1)该缓蚀剂在氨氣酸介质的酸洗过程中，无胶状物质产生，无沾壁现象，使用方便， 能满足大型电厂氨氣酸洗的需要。
[0016] (2)本发明提供的氨氣酸缓蚀剂，原料来源容易，通过复配即可得到，制备方法简 单，成本低，而且有良好的抗溫性能，酸液溫度从50°C升至70°C，腐蚀速率稳定，变化小。
[0017] (3)该缓蚀剂添加量少，环保，添加量为腐蚀酸液的0.05-0.30%，而且所用原料均 无毒无害化学品，符合排放标准，减少了后续的排放处理成本。
[0018] (4)该缓蚀剂缓蚀性能好，加入少量即可起缓蚀作用，使钢材等金属的腐蚀速率 远低于标准值，并且不会产生针状点蚀、不会扩大加深原始的腐蚀斑痕。清洗后金属表面光 亮，不残留有害薄膜，无明显锻铜现象，能满足大型电厂氨氣酸洗的需要。
【具体实施方式】
[0019] 下面通过具体实施例对本发明进行说明，但本发明并不局限于此。
[0020] 实施例1 称取曼尼希碱10.Og，十二烷基二甲基乙基漠化锭0.5 g，烷基酪聚氧乙締酸6.0 g，甲 醇20.0 g，及蒸馈水63.5g克放入烧杯中，混合均匀，静置1.化，制得氨氣酸缓蚀剂A。
[0021] 实施例2 称取曼尼希碱1.0 g，十二烷基二甲基乙基漠化锭8.0 g，烷基酪聚氧乙締酸0.5 g，乙 醇20.0 g，及蒸馈水70.5 g放入烧杯中，混合均匀，静置1.化，制得氨氣酸缓蚀剂B。
[0022] 实施例3 称取曼尼希碱3.0 g，十二烷基二甲基乙基漠化锭4.0 g，烷基酪聚氧乙締酸4.0 g，甲 醇40.0 g，及蒸馈水49.Og放入烧杯中，混合均匀，静置1.化，制得氨氣酸缓蚀剂C。
[0023] 实施例4 称取曼尼希碱8.0 g，十二烷基二甲基乙基漠化锭2.0 g，烷基酪聚氧乙締酸3.0 g，乙 醇40.0 g，及蒸馈水47. Og放入烧杯中，混合均匀，静置1.化，制得氨氣酸缓蚀剂D。
[0024] 实施例5 称取曼尼希碱6.3 g，十二烷基二甲基乙基漠化锭3.0 g，烷基酪聚氧乙締酸3.4 g，乙 醇34.8 g，及蒸馈水52.5g放入烧杯中，混合均匀，静置1.化，制得氨氣酸缓蚀剂E。
[0025] 实施例6 称取3-[甲基（苯基)氨基]-1-苯基丙基-1-酬6.3 g，十二烷基二甲基乙基漠化锭3.0 邑，烷基酪聚氧乙締酸3.4 g，甲醇34.8 g，及蒸馈水52.5g放入烧杯中，混合均匀，静置1.化， 制得氨氣酸缓蚀剂F。其中，3-[甲基(苯基)氨基]-1-苯基丙基-1-酬的结构式为：
3-[甲基(苯基)氨基]-1-苯基丙基-1-酬是由苯乙酬：甲醒:苯甲胺按照摩尔比苯乙酬： 甲醒:苯甲胺=1.0:1.0:1.5进行缩合制备的，反应条件为：抑值控制在2~3、反应溫度为80 °C、反应时间为16h。
[00%] 实施例7 按照化/T 523-2007《化学清洗缓蚀剂应用性能评价指标及试验方法》，对实施例^6制 备成的氨氣酸酸洗缓蚀剂A、B、C、D、E、F进行了性能测试，评测条件:酸液介质:2%HF，缓蚀剂 添加量:酸液质量的0.3%，溫度:50°C，时间：4h，材料:20#钢。结果见表1。
[0027]表1氨氣酸缓蚀剂对20#钢的腐蚀速率
实施例8 将实施例7中的测试溫度分别调整为60°C、7(rC，其他测试条件同实施例7保持不变，测 试结果见表2。
[00%]表2氨氣酸缓蚀剂在60°c、7(rc下对20#钢的腐蚀速率
由表2可知，在60°C和70°C的条件下，20#钢的静态腐蚀速率和动态腐蚀速率变化不 大，说明本发明制备的缓蚀剂有优异的抗溫性能。
[0029] 实施例9 将实施例7中的缓蚀剂添加量调整为占酸液质量的0.05%，其他测试条件同实施例7保 持不变，测试结果见表3。
[0030] 表3氨氣酸缓蚀剂在投加量为0.05%时对20#钢的腐蚀速率
由表3可知，氨氣酸缓蚀剂的添加量为总酸液的0.05%时，缓蚀剂A、B、C、D、E、F对20#钢 的静态腐蚀速率和动态腐蚀速率均小于指标要求，说明本发明制备的缓蚀剂在用量较小时 也能满足要求，具备良好的缓蚀性能。
[00川实施例10 将实施例7中的测试材料分别调整为Q235钢和黄铜，其他测试条件同实施例7保持不 变，测试结果分别见表4、表5。
[0032]表4氨氣酸缓蚀剂对Q235钢的腐蚀速率
由表4和表5可知，在氨氣酸腐蚀介质下，本发明制备的缓蚀剂对Q235钢和黄铜也具有 较好的缓蚀性能。
[0033] 实施例11 实验同实施例7。
[0034] 增加对比例，对比例缓蚀剂为用于油气开采的高溫酸化缓蚀剂，由曼尼希碱、有机 溶剂和水组成，各成分含量如下：曼尼希碱25-30%，有机溶剂30-45%，水30-40%，其中，其有 机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇或N，N-二甲基甲酯胺中的一种。其他实验方法同实施例7。
[0035] 在清洗过程中，观察是否胶状物质产生，结果见表6所示。
[0036] 表6各缓蚀剂在地的酸洗过程中产生胶状物的情况
由表6可知，本发明提供的缓蚀剂，在氨氣酸为介质进行酸洗时，不会有胶状物质产生， 使用方便。
【主权项】
1. 一种电厂清洗用氢氟酸缓蚀剂，其特征在于：由下述重量比的原料组份混合复配而 成：曼尼希碱1.0 ~10.0%，十二烷基二甲基乙基溴化铵0.5~8.0%，烷基酚聚氧乙烯醚0.5~ 6.0%，醇类有机溶剂20.0~40.0%，其余为蒸馏水。2. 根据权利要求1所述的电厂清洗用氢氟酸缓蚀剂，其特征在于：由下述重量比的原料 组份混合复配而成:曼尼希碱3.0~8.0%，十二烷基二甲基乙基溴化铵2.0~4.0%，烷基酚聚氧 乙烯醚3.0~4.0%，醇类有机溶剂30.0~37.0%，其余为蒸馏水。3. 根据权利要求2所述的电厂清洗用氢氟酸缓蚀剂，其特征在于：由下述重量比的原料 组份混合复配而成：曼尼希碱6.3%，十二烷基二甲基乙基溴化铵3.0%，烷基酚聚氧乙烯醚 3.4%，醇类有机溶剂34.8%，蒸馏水52.5%。4. 根据权利要求1或2或3所述的电厂清洗用氢氟酸缓蚀剂，其特征在于:所述的曼尼希 碱为3-[甲基(苯基)氨基]-1-苯基丙基-1-酮，其结构式为：5. 根据权利要求1或2或3所述的电厂清洗用氢氟酸缓蚀剂，其特征在于:所述的醇类有 机溶剂为甲醇或者乙醇。
【文档编号】C23G1/08GK106011882SQ201610545487
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】李移乐, 程雯, 张筠欣, 刘世川, 陈晓东
【申请人】陕西省石油化工研究设计院