一種成膜緩蝕劑及其應用的製作方法

2023-09-22 23:58:20 3

專利名稱：一種成膜緩蝕劑及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種成膜緩蝕劑及其應用，特別一種成膜緩蝕劑及其在防止熱力 發電廠停爐鏽蝕中的應用，屬於成膜緩蝕劑技術領域。
背景技術：
熱力發電機組不論參數高低和容量大小，不可避免地要停運檢修或處於備用 狀態。如果不採取有效的保護措施，停爐機組的水汽系統暴露在大氣環境中，會 產生大量鏽蝕。停爐腐蝕既會帶來直接和間接的巨大經濟損失，又會極大地危及 熱力機組的安全運行，危害是極大的。十八胺停爐保護法基於十八胺能通過物理 化學吸附作用，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，從而保護金屬，減少腐蝕。由於十八胺的性質特殊， 不溶於水，如何把十八胺加入到即將停運的熱力系統裡去，而不影響到機組再啟 動時的運行， 一直是十八胺應用技術的關鍵問題。此外， 一類改性十八胺類藥劑 咪唑啉衍生物(其中以間二氮雜環戊烯為主)，也是近些年在國內外應用的成膜 緩蝕劑，與十八胺相比，由於咪唑啉在分子中增加了親水基團，所以水溶性良好， 在電廠應用方便，保存時也不用擔心分層。咪唑啉與金屬的成膜主要是化學吸附 反應。但以咪唑啉衍生物為主的成膜緩蝕劑，其在高溫下使用時，會使溶液的 pH值下降，作為停爐保護緩蝕劑應用時，首先得向爐水中加入NaOH，把爐水的 pH值調節到9. 8 10. 2之間，既調節困難又存在風險。

發明內容
本發明的目的就是為克服上述現有技術的不足，提供一種成膜緩蝕劑，該成 膜緩蝕劑由十八胺、咪唑啉醯胺和還原劑碳醯肼組成，在金屬表面成膜，實現對 熱力發電廠停備用機組的保護。
實現本發明目的採用的技術方案是 一種成膜緩蝕劑，由30% 50%的十八 胺，20% 30%的咪唑啉醯胺，其他為還原劑碳醯肼組成，以上比例為質量百分比。
上述成膜緩蝕劑在防止金屬在大氣環境中遭受腐蝕的應用，其應用方法為 在溫度為150 500°C、成膜緩蝕劑的濃度為10 35ppm、 pH為7 11的溶液環 境中、時間為lh 10min的條件下，在金屬表面形成一種緻密的保護膜，起到防
止金屬在大氣環境中遭受腐蝕的作用。
在熱力發電機組由運行進入停備用狀態的滑參數停運過程中，當主蒸汽溫度 為300 50(TC時，爐水pH為9.0 10.0，由給水系統加入成膜緩蝕劑，使水汽 系統中成膜緩蝕劑的濃度為10 35ppm，並保證滑參數的過程持續2 3小時， 機組滑停後按正常的機組停運規程實施熱爐放水。成膜緩蝕劑隨水汽循環布滿整 個熱力系統，在與設備和管道內表面金屬接觸時，在金屬表面形成一層分子層保 護膜。熱爐放水後，這層保護膜就隔絕了空氣、水對金屬的侵蝕，從而保護了熱 力設備免造腐蝕；在機組再次啟動時，由於保護膜的熔點低，經熱水作用保護膜 被洗掉，設備金屬表面恢復了原狀。
本發明利用十八胺水解後的弱鹼性和咪唑啉醯胺的水溶性，克服了單純使用 咪唑啉類成膜緩蝕劑造成爐水pH值下降和單純使用十八胺成膜緩蝕劑水溶性差 的缺陷，實施停爐保護過程中不需要用NaOH調節爐水的pH值，不存在爐水pH 下降的風險，也不需要加有機溶劑助溶，不存在產生有機酸的風險，而且在還原 劑碳醯肼存在下，成膜效果更好。成膜緩蝕劑的組成中含有極性基團和非極性基 團兩部分，利用極性基團中氮原子上的孤對電子與鐵基合金表面的Fe原子上的 空d軌道配位成鍵，產生化學吸附；或形成質子化的有機胺時與金屬表面的負電 荷區靜電吸引，發生物理吸附而在金屬表面成膜。非極性碳鏈基團使這層薄膜具 有憎水性，這層憎水性膜對腐蝕介質產生物理屏蔽效應，減緩了金屬表面的腐蝕， 成膜緩蝕劑中的還原劑碳醯肼增強了成膜效果。
本發明具有以下優點
(1) 成膜效果好，本發明的成膜緩蝕劑是一種混合型緩蝕劑，在金屬表面形成 的保護膜憎水性強，水滴在成膜後的金屬表面，猶如滴在荷葉上一樣，可以自由 滾動，不留痕跡；成膜緩蝕劑還有一定的能力滲透到水垢下的金屬表面成膜；保 護膜的耐侵蝕性強，對成膜金屬表面進行酸性硫酸銅點滴試驗，時間超過1小時 不變色；實施成膜保護後，停備用熱力設備暴露在大氣環境下不受腐蝕可達8 個月以上。
(2) 成膜保護範圍廣，不僅能保護鍋爐系統(包括汽包、水冷壁、省煤器、過 熱器、再熱器等)，而且能保護汽輪機系統(包括低壓加熱器、除氧器、高壓加 熱器和汽機高、中、低壓缸等)。
(3) 本發明的成膜緩蝕劑物理化學性能穩定，無毒、無害，在室溫、密閉條件 下，可放置l年以上不變性；實施停爐保護後的廢水排入電廠工業廢水處理系統 處理，不需要特殊的廢水處理措施。
(4) 高壓釜試驗表明，本發明的成膜緩蝕劑在濃度為10 35mg/L、 pH為7. 0 11.0、溫度為150 500°C、成膜時間為lh左右時，即可在打磨光滑的金屬表面 和未打磨的鏽蝕金屬表面的形成良好的保護膜，而且在汽相和液相均能在金屬表 面形成緻密、均勻和光滑的保護膜。
(5) 本發明的成膜緩蝕劑在高溫下分解後溶液的pH值不發生變化。
(6) 本發明的成膜緩蝕劑對銅合金的耐蝕性沒有影響。
(7) 本發明的成膜緩蝕劑對熱力系統金屬表面的水垢和腐蝕產物有一定的清洗、 剝離和去除作用，還減少了熱力設備腐蝕和"四管爆破"的機率，有利於延長鍋 爐的酸洗周期，延緩設備的使用壽命，具有主要的安全和經濟效益。
(8) 將成膜緩蝕劑及在防止熱力發電廠停爐鏽蝕中的應用，將大大縮短熱力發 電機組啟動時的水汽品質合格時間，從而縮短機組併網時間，節約大量的水和熱 量，具有顯著的節能效益。
具體實施例方式
下面結合具體的實施例對本發明作進一步的說明。
將質量百分比為30 50%的十八胺、質量百分比為20 30%咪唑啉醯胺和 50 20%碳醯肼混合，製成質量百分比為10 20%的成膜緩蝕劑水溶液。 本發明成膜緩蝕劑在停爐保護中應用的步驟為
(1) 將發電機組由運行狀態進入停備用狀態的滑參數停運過程。
(2) 成膜緩蝕劑溶液用大於2倍於藥劑體積的除鹽水或凝結水溶解稀釋1小時， 以便加快加藥過程。
(3) 向給水系統加入成膜緩蝕劑之前，將凝結水精處理系統退出，以避免成膜 緩蝕劑直接與凝結水精處理樹脂接觸造成樹脂汙染；停止向給水和凝結水加氨、 聯氨和向爐水加磷酸鹽；將本機輔汽切換為本機帶，保持停運機組單元制運行方 式；關閉鍋爐排汙系統的定排和連排；內冷水補水為凝結水的將補水切換為除鹽 水。
(4) 當機組滑停過程進行到參數為主蒸汽溫度為300 50(TC時，由給水加藥
系統在l 2h內將上述製得的成膜緩蝕劑溶液加入水汽系統中，或在給水加藥母 管上外接加藥泵，加入成膜緩蝕劑溶液，或在電動給水泵前置泵入口濾網的排汙 管的閥門之前接一個旁路，由外接加藥泵從旁路泵加入成膜緩蝕劑溶液，成膜緩 蝕劑的加藥量視機組的大小，根據熱力系統水容積進行估算，使成膜緩蝕劑的濃 度在10 35ppm之間即可，濃度更大除增加藥劑的消耗，對成膜無不良影響。自 加藥開始到機組打閘，保證成膜緩蝕劑在水汽系統中循環2 3小時，最長不要 超過8小時，機組停運後，按正常的運行規程進行熱爐放水。實施成膜緩蝕劑加 藥過程中，除氧器、凝汽器儘量維持較高水位，汽包維持較低水位；並將給水流 量儘可能調低，除氧器排汽閥儘量關小，避免藥品的損失。
技術實施效果檢查檢查項目包括對除氧器、凝汽器、加熱器、汽包內表面 (汽、水側)、汽輪機葉片表面進行憎水性檢查，水滴在成膜後的熱力設備內壁 金屬表面，猶如滴在荷葉上一樣，可以自由滾動，不留痕跡；機組解體時肉眼檢
査汽包內部、汽輪機、省煤器、水冷壁、再熱器、過熱器管等處的成膜情況，成
膜的金屬表面顯示鋼灰色；在解體的熱力設備金屬表面進行酸性CuS04點滴試驗， 液滴由蘭灰色變成紅色的時間大於1小時；機組啟動時，取樣分析水汽質量， 並與未進行此項保護時的情況進行比較，水汽中鐵的含量明顯小於未進行此項保 護時的值。
實施本發明對機組的保護後，機組重新啟動時水質合格快，保護效果好，安 全環保，投資少，費用低，實施容易，有很高的推廣應用價值。
權利要求
1.一種成膜緩蝕劑，至少包括30％～50％的十八胺，20％～30％的咪唑啉醯胺，其它為還原劑碳醯肼，以上比例為質量百分比。
2. 權利要求1所述成膜緩蝕劑的用途，其特徵在於成膜緩蝕劑在防止金屬在大 氣環境中受腐蝕的應用。
3. 根據權利要求l所述成膜緩蝕劑的用途，其特徵在於在溫度為150 500°C、 成膜緩蝕劑的濃度為10 35卯m、 pH為7 11、時間為lh 10min的條件下，在 金屬表面形成一種緻密的保護膜，起到防止金屬在大氣環境中受腐蝕的作用。
4. 根據權利要求2或3所述的成膜緩蝕劑的用途，其特徵在於在熱力發電機組 由運行進入停備用狀態的滑參數停運過程中，當主蒸汽溫度為300 50CTC，爐 水pH為9.0 10.0，由給水系統加入成膜緩蝕劑，使水汽系統中成膜緩蝕劑的 濃度為10 35卯m，並保證滑參數的過程持續2 3小時，使成膜緩蝕劑在水汽 系統中充分循環、成膜，機組滑停後按正常的機組停運規程實施熱爐放水。
全文摘要
本發明公開的一種成膜緩蝕劑至少包括30％～50％的十八胺，20％～30％的咪唑啉醯胺，其它為還原劑碳醯肼，以上比例為質量百分比。成膜緩蝕劑在溫度為150～500℃、成膜緩蝕劑的濃度為10～35ppm、pH為7～11、時間為1h～10min的條件下，在金屬表面形成一種緻密的保護膜，起到防止金屬在大氣環境中遭受腐蝕的作用，特別是在熱力發電廠停爐保護中的應用，可使熱力設備水汽系統內金屬表面形成憎水性強和耐侵蝕性好的保護膜，使停備用熱力設備暴露在大氣環境下不受腐蝕達8個月以上，同時還對熱力系統金屬表面的水垢和腐蝕產物有一定的清洗、剝離和去除作用，減少了熱力設備腐蝕和「四管爆破」的機率，有利於延長鍋爐的酸洗周期，延緩設備的使用壽命，增強了安全，提高了經濟效益。
文檔編號C23F11/14GK101195919SQ20071016904
公開日2008年6月11日 申請日期2007年12月27日 優先權日2007年12月27日
發明者曹順安 申請人:武漢大學