一種十八胺乳狀液及其製備工藝的製作方法
2023-04-24 07:20:06 2
一種十八胺乳狀液及其製備工藝的製作方法
【專利摘要】一種十八胺乳狀液及其製備工藝屬於熱力設備維護領域。該乳狀液包括乳化劑、助溶劑冰醋酸、溶劑、去離子水；溶劑為甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇；其中乳化劑的質量分數為3％～5％，為單油酸甘油酯或十聚甘油甘油酸酯作為乳化劑，或者兩者復配；助溶劑冰醋酸的質量分數為0.5％～2％，溶劑的質量分數為10％～25％，十八胺的質量分數為3％～5％，其餘為去離子水。按上述比例取各個反應物加入到四口燒瓶中，而後將四口燒瓶放入水浴鍋中，連接回流冷凝管，在80℃±3℃攪拌回流1h，回流完畢，靜置冷卻到室溫後保存。本發明提高十八胺在水中的溶解度和分散度，並顯示出較明顯的緩蝕效果。配製的乳狀液流動性強，混合均勻，利於運輸和保存以及應用。
【專利說明】一種十八胺乳狀液及其製備工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種十八胺乳狀液的製備工藝以及製作配方，特別是涉及一種高濃度十八胺乳狀液的製備工藝。
【背景技術】
[0002]熱力設備工作時，對其進行正常的維護是非常必要的，同時，也不能忽略設備在停運期間的合理保護。據統計數字表明，國內外大型鍋爐的腐蝕損壞事件，大多是由於鍋爐停運過程中保護不當造成的。這是因為在停運期間如不採取適當的保護措施，其設備本體和整個水汽系統的金屬表面都會遭到溶解氧的腐蝕，並且這種腐蝕速率會比運行期間快得多，範圍大得多。溼度、水中的含鹽量、金屬表面的清潔程度都會影響保護期間發生腐蝕的程度。
[0003]停運腐蝕的原因:熱力設備停運後，外面的大量空氣就會進入熱力設備水汽系統內，尤其是熱力設備沒有烘乾時，金屬表面會附著一層水膜，而空氣中的氧則易在此水膜中溶解並達到飽和，而且當氧與鐵發生腐蝕反應時，空氣中的氧又會迅速不斷的加以補充，所以很容易導致金屬的氧腐蝕。
[0004]十八胺即十八烷基胺，為白色蠟狀固體，具有鹼性，熔點為52.86°C，沸點為232°C(4.27kPa)，極易溶於氯仿，溶於醇、醚、苯，但是不溶於水。
[0005]十八胺停運保護法機理:十八胺又稱薄膜胺，常溫下為膜狀固體，分解溫度在450°C以上。十八胺能在金屬表面形成一層能抵抗氧和碳酸浸蝕的單分子或多分子膜，使得水中的溶解氧和氫離子不能同金屬表面相接觸，起到了屏蔽隔離作用。此類膜與金屬表面結合屬於吸附。關於吸附的解釋有兩種觀點，即物理吸附和化學吸附。物理吸附理論認為十八胺屬於含有極性基胺類化合物，在水中水解=R-NH2 + H + - RNH3'這樣金屬表面吸附了陽離子，使其它帶正電荷離子難以接近，這就控制了陰極過程進行，金屬腐蝕速度降低。化學理論吸附則認為有機正烷胺分子中的極性基(NH2)的中心原子N含有未共享電子對，可以與Fe的d電子空軌道進行配位結合所引起的吸附，即能在金屬表面生成一層緻密的膜。這兩種觀點都說明十八胺的結構決定了十八胺可以作為良好的緩蝕劑，用於鍋爐的防腐。
[0006]近年來，運用十八胺進行停運保護越來越受到重視。該停運保護工藝與以前採用的方法相比，具有保護範圍廣、保護效果好、操作簡單等優點。但是存在的一個問題是十八胺在水中的溶解度低，並且單純的十八胺溶液保存時間又短。為了解決此問題，乳化十八胺得到均勻穩定的乳狀液顯得尤為重要。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題是提供一種十八胺乳狀液的製備工藝，以提高十八胺在水中的溶解度和分散度，起到更好的緩蝕效果。
[0008]本發明採取的技術方案是:一種十八胺乳狀液的配方，該配方包括乳化劑(十聚甘油單油酸酯、單油酸甘油酯)、助溶劑冰醋酸、溶劑、去離子水。其中溶劑分別試驗了甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇。其中甲醇和乙醇作溶劑乳化效果明顯。利用離心分離和靜置來評價乳化效果，靜置以40天為一個周期。在此配方中乳化劑的質量分數為3%~5%，包括單獨的單油酸甘油酯、十聚甘油甘油酸酯作為乳化劑，還包括將十聚甘油單油酸酯與單油酸甘油酯復配作為乳化劑，復配比例為1:1~4:1，助溶劑冰醋酸的質量分數為0.5%~2%，溶劑的質量分數為10%~25%，十八胺的質量分數為3%~5%，其餘為去離子水。離子水佔70%~75%。
[0009]按上述比例取各個反應物加入到四口燒瓶中，而後將四口燒瓶放入水浴鍋中，連接回流冷凝管，在80°C ±3°C攪拌回流lh，回流完畢，靜置冷卻到室溫後保存。
[0010]十八胺在水中發生水解的程度與溶液的pH有關，而隨著碳鏈長度的增加，未解離胺RNH2的溶解度急劇下降，十八烷基胺在直鏈脂肪胺中烷基數量很大，因此難以溶解於水。而冰醋酸的加入利於生成鹽十八烷基胺。在水溶液中十八胺能與酸作用，其反應為=RNH2 +HCl - RNH3Cl (或RNH2*HC1)。胺分子中的氮原子具有未共享的電子對，容易與氫離子通過配價鍵結合起來，形成帶正電荷的胺離子，因此十八胺的溶解度增加。
[0011]配製乳狀液時將各個組成加入到四口燒瓶中，放入磁子，連接回流冷凝管和溫度計，邊加熱邊攪拌，控制溫度在80±3°c下回流I小時，製得十八胺完全溶解的乳狀液。
[0012]當溶劑分別為甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇時，將各個乳化後的乳狀液進行比較，發現乙二醇和丙三醇作溶劑時，較同等條件下其他的乳狀液流動性差，並且離心分離5min後均發生分層現象，靜止20天也均發生分層現象。可見並不是所有醇類都可以作為十八胺乳化的溶劑。以甲醇和乙醇作為溶劑乳化後的十八胺乳狀液成乳白色，流動性較好，離心分離5min均未分層。將其靜止，30天後觀察未分層，移至陽光直射地方繼續靜置，10天後未分層，即一個周期40天內乳狀液性能穩定，分散性較好。利用失重法檢測配製的十八胺乳狀液的緩蝕效果，緩蝕率均在95%以上，即配製成乳狀液後並沒有影響十八胺的緩蝕效果，反而加強。
[0013]本發明的優點在於避免了十八胺不溶於水的事實，提高十八胺在水中的溶解度和分散度，並顯示出較為明顯的緩蝕效果。以往文獻中的十八胺質量分數只能達到3%，本發明可以達到5%。配製後的十八胺乳狀液流動性強，混合均勻，並且利於運輸和保存以及應用。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
[0015]本實施例製備100g的十八胺乳狀液，組成如下:3g乳化劑(十聚甘油單油酸酯
1.5g,單油酸甘油酯1.5g)、3g十八胺、2g冰乙酸、IOg甲醇、其餘為去離子水。
[0016]本實施例的具體製備方法如下:
[0017](I)按比例取各個反應物加入到四口燒瓶中,放入磁子,而後將四口燒瓶放入水浴鍋中，連接回流冷凝管，溫度計顯示80°C時開始計時，邊加熱邊攪拌回流lh。
[0018](2)反應完畢，靜置冷卻到室溫後倒入廣口瓶保存。
[0019](3)取5ml進行離心分離,設定轉速為4000r/min,離心5min。未出現分層現象。
[0020](4)對合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個周期。未出現分層現象。
[0021](5)以乳狀液中十八胺的量為標準，取200ppm的十八胺進行失重測試，溶液為lm/L的HCl溶液。使用的鋼片為A3碳鋼。失重為0.0160g，腐蝕速率為3.3032，緩蝕率為98.02%.[0022]腐蝕速率和緩蝕率的計算公式如下:緩蝕率=(ms-m)/ms
[0023]其中ms為空白試驗的失重，單位為克，m為加入200ppm十八胺乳狀液後的失重，單位為克。
[0024]腐蝕速率=Δm X 87600/ P X Δ tXs
[0025]其中Am為失重，單位為克，s為碳鋼的表面積，A3碳鋼的表面積規格為13.6cm2，P為碳鋼的密度，A3碳鋼的密度規格為7.8g/cm3, Δ t為腐蝕時間，單位為小時，87600為換
算係數。
[0026]實施例2
[0027]本實施例製備100g的十八胺乳狀液，組成如下:3g乳化劑(十聚甘油單油酸酯
1.5g,單油酸甘油酯1.5g)、5g十八胺、2g冰乙酸、25g甲醇、其餘為去離子水。具體製備方法同上。
[0028](I)取5ml進行離心分離,設定轉速為4000r/min,離心5min,未出現分層現象。
[0029](2)對合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個周期。未出現分層現象。
[0030](3)以乳狀液中十八胺的量為標準，取200ppm的十八胺進行失重測試，溶液為lm/L的HCl溶液。使用的鋼片為A3碳鋼。失重為0.0179g，腐蝕速率為3.6954，緩蝕率為97.79%.[0031]實施例3
[0032]本實施例製備100g的十八胺乳狀液，組成如下:3g乳化劑(十聚甘油單油酸酯
2.0Og,單油酸甘油酯1.00g)、3g十八胺、2g冰乙酸、15g乙醇、其餘為去離子水。具體製備方法同上。
[0033](I)取5ml進行離心分離,設定轉速為4000r/min,離心5min,未出現分層現象。
[0034](2)對合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個周期。未出現分層現象。
[0035](3)以乳狀液中十八胺的量為標準，取200ppm的十八胺進行失重測試，溶液為lm/L的HCl溶液。使用的鋼片為A3碳鋼。失重為0.0180g，腐蝕速率為3.7161，緩蝕率為97.78%.[0036]實施例4
[0037]本實施例製備100g的十八胺乳狀液，組成如下:3g乳化劑(十聚甘油單油酸酯
2.40g,單油酸甘油酯0.60g)、5g十八胺、0.5g冰乙酸、25g乙醇、其餘為去離子水。具體製備方法同上。
[0038](I)取5ml進行離心分離,設定轉速為4000r/min,離心5min,未出現分層現象.[0039](2)對合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個周期。未出現分層現象.[0040](3)以乳狀液中十八胺的量為標準，取200ppm的十八胺進行失重測試，溶液為lm/L的HCl溶液。使用的鋼片為A3碳鋼。失重為0.0178g，腐蝕速率為3.6748，緩蝕率為97.80%.[0041]實施例5
[0042]本實施例製備100g的十八胺乳狀液，組成如下:3g乳化劑(十聚甘油單油酸酯
1.50g,單油酸甘油酯1.50g)、3g十八胺、2g冰乙酸、15g乙二醇、其餘為去離子水。具體製備方法同上。乳狀液流動性較差。
[0043](I)取5ml進行離心分離，設定轉速為4000r/min,離心5min,出現分層現象，下層
為澄清液。
[0044](2)對合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個周期。22天時出現分層現象。可見穩定性較溶劑為甲醇和乙醇的乳狀液差。
[0045](3)以乳狀液中十八胺的量為標準，取200ppm的十八胺進行失重測試，溶液為lm/L的HCl溶液。使用的鋼片為A3碳鋼。失重為0.0203g，腐蝕速率為4.1909，緩蝕率為97.49%.緩蝕率並沒有降低很多，可見當溶劑為乙二醇時，乳狀液穩定性較差，緩蝕效果沒有差別。
[0046]實施例6
[0047]本實施例製備100g的十八胺乳狀液，組成如下:3g乳化劑(十聚甘油單油酸酯3g)、5g十八胺、2g冰乙酸、25g乙醇、其餘為去離子水。具體製備方法同上。
[0048](I)取5ml進行離心分離,設定轉速為4000r/min,離心5min,未出現分層現象.[0049](2)對合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個周期。未出現分層現象.[0050](3)以乳狀液中十八胺的量為標準，取200ppm的十八胺進行失重測試，溶液為lm/L的HCl溶液。使用的鋼片為A3碳鋼。失重為0.0169g，腐蝕速率為3.4890，緩蝕率為97.91%.[0051]實施例7
[0052]本實施例製備100g的十八胺乳狀液,組成如下:3g乳化劑(單油酸甘油酯5g)、5g十八胺、0.5g冰乙酸、IOg乙醇、其餘為去離子水。具體製備方法同上.[0053](I)取5ml進行離心分離,設定轉速為4000r/min,離心5min,未出現分`層現象。
[0054](2)對合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個周期。未出現分層現象。
[0055](3)以乳狀液中十八胺的量為標準，取200ppm的十八胺進行失重測試，溶液為lm/L的HCl溶液。使用的鋼片為A3碳鋼。失重為0.0166g，腐蝕速率為3.4270，緩蝕率為97.95%。
【權利要求】
1.一種十八胺乳狀液，其特徵在於:該乳狀液包括乳化劑、助溶劑冰醋酸、溶劑、去離子水；其中溶劑為甲醇、乙醇、乙二醇或丙三醇； 其中乳化劑的質量分數為3%~5%，為單油酸甘油酯或十聚甘油甘油酸酯作為乳化劑，或者十聚甘油單油酸酯與單油酸甘油酯復配作為乳化劑，兩者質量比例為1:1~4:1 ;助溶劑冰醋酸的質量分數為0.5 %~2 %，溶劑的質量分數為10^-25%,十八胺的質量分數為3%~5%,其餘為去離子水。
2.根據權利要求1所述的一種十八胺乳狀液的製備方法，其特徵在於: 按上述比例取各個反應物加入到四口燒瓶中，而後將四口燒瓶放入水浴鍋中，連接回流冷凝管，在 80°C ±3°C攪拌回流lh，回流完畢，靜置冷卻到室溫後保存。
【文檔編號】C23F11/14GK103710711SQ201410007077
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2014年1月7日 優先權日:2014年1月7日
【發明者】趙景茂, 李曉傑, 姜瑞景 申請人:北京化工大學