一種十八胺乳狀液及其制備工藝的制作方法
【專利摘要】一種十八胺乳狀液及其制備工藝屬于熱力設(shè)備維護(hù)領(lǐng)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(fù)配；助溶劑冰醋酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％～2％，溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％～25％，十八胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3％～5％，其余為去離子水。按上述比例取各個(gè)反應(yīng)物加入到四口燒瓶中，而后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，靜置冷卻到室溫后保存。本發(fā)明提高十八胺在水中的溶解度和分散度，并顯示出較明顯的緩蝕效果。配制的乳狀液流動(dòng)性強(qiáng)，混合均勻，利于運(yùn)輸和保存以及應(yīng)用。
【專利說明】一種十八胺乳狀液及其制備工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種十八胺乳狀液的制備工藝以及制作配方，特別是涉及一種高濃度十八胺乳狀液的制備工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]熱力設(shè)備工作時(shí)，對(duì)其進(jìn)行正常的維護(hù)是非常必要的，同時(shí)，也不能忽略設(shè)備在停運(yùn)期間的合理保護(hù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)字表明，國(guó)內(nèi)外大型鍋爐的腐蝕損壞事件，大多是由于鍋爐停運(yùn)過程中保護(hù)不當(dāng)造成的。這是因?yàn)樵谕＿\(yùn)期間如不采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施，其設(shè)備本體和整個(gè)水汽系統(tǒng)的金屬表面都會(huì)遭到溶解氧的腐蝕，并且這種腐蝕速率會(huì)比運(yùn)行期間快得多，范圍大得多。濕度、水中的含鹽量、金屬表面的清潔程度都會(huì)影響保護(hù)期間發(fā)生腐蝕的程度。
[0003]停運(yùn)腐蝕的原因:熱力設(shè)備停運(yùn)后，外面的大量空氣就會(huì)進(jìn)入熱力設(shè)備水汽系統(tǒng)內(nèi)，尤其是熱力設(shè)備沒有烘干時(shí)，金屬表面會(huì)附著一層水膜，而空氣中的氧則易在此水膜中溶解并達(dá)到飽和，而且當(dāng)氧與鐵發(fā)生腐蝕反應(yīng)時(shí)，空氣中的氧又會(huì)迅速不斷的加以補(bǔ)充，所以很容易導(dǎo)致金屬的氧腐蝕。
[0004]十八胺即十八烷基胺，為白色蠟狀固體，具有堿性，熔點(diǎn)為52.86°C，沸點(diǎn)為232°C(4.27kPa)，極易溶于氯仿，溶于醇、醚、苯，但是不溶于水。
[0005]十八胺停運(yùn)保護(hù)法機(jī)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(jié)合屬于吸附。關(guān)于吸附的解釋有兩種觀點(diǎn)，即物理吸附和化學(xué)吸附。物理吸附理論認(rèn)為十八胺屬于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(jìn)行，金屬腐蝕速度降低?；瘜W(xué)理論吸附則認(rèn)為有機(jī)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(duì)，可以與Fe的d電子空軌道進(jìn)行配位結(jié)合所引起的吸附，即能在金屬表面生成一層致密的膜。這兩種觀點(diǎn)都說明十八胺的結(jié)構(gòu)決定了十八胺可以作為良好的緩蝕劑，用于鍋爐的防腐。
[0006]近年來，運(yùn)用十八胺進(jìn)行停運(yùn)保護(hù)越來越受到重視。該停運(yùn)保護(hù)工藝與以前采用的方法相比，具有保護(hù)范圍廣、保護(hù)效果好、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是存在的一個(gè)問題是十八胺在水中的溶解度低，并且單純的十八胺溶液保存時(shí)間又短。為了解決此問題，乳化十八胺得到均勻穩(wěn)定的乳狀液顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種十八胺乳狀液的制備工藝，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(fā)明采取的技術(shù)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(yàn)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(píng)價(jià)乳化效果，靜置以40天為一個(gè)周期。在此配方中乳化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%~5%，包括單獨(dú)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(fù)配作為乳化劑，復(fù)配比例為1:1~4:1，助溶劑冰醋酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%~2%，溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%~25%，十八胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%~5%，其余為去離子水。離子水占70%~75%。
[0009]按上述比例取各個(gè)反應(yīng)物加入到四口燒瓶中，而后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，靜置冷卻到室溫后保存。
[0010]十八胺在水中發(fā)生水解的程度與溶液的pH有關(guān)，而隨著碳鏈長(zhǎng)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(shù)量很大，因此難以溶解于水。而冰醋酸的加入利于生成鹽十八烷基胺。在水溶液中十八胺能與酸作用，其反應(yīng)為=RNH2 +HCl - RNH3Cl (或RNH2*HC1)。胺分子中的氮原子具有未共享的電子對(duì)，容易與氫離子通過配價(jià)鍵結(jié)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]配制乳狀液時(shí)將各個(gè)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(jì)，邊加熱邊攪拌，控制溫度在80±3°c下回流I小時(shí)，制得十八胺完全溶解的乳狀液。
[0012]當(dāng)溶劑分別為甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇時(shí)，將各個(gè)乳化后的乳狀液進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)乙二醇和丙三醇作溶劑時(shí)，較同等條件下其他的乳狀液流動(dòng)性差，并且離心分離5min后均發(fā)生分層現(xiàn)象，靜止20天也均發(fā)生分層現(xiàn)象?？梢姴⒉皇撬写碱惗伎梢宰鳛槭税啡榛娜軇Ｒ约状己鸵掖甲鳛槿軇┤榛蟮氖税啡闋钜撼扇榘咨鲃?dòng)性較好，離心分離5min均未分層。將其靜止，30天后觀察未分層，移至陽光直射地方繼續(xù)靜置，10天后未分層，即一個(gè)周期40天內(nèi)乳狀液性能穩(wěn)定，分散性較好。利用失重法檢測(cè)配制的十八胺乳狀液的緩蝕效果，緩蝕率均在95%以上，即配制成乳狀液后并沒有影響十八胺的緩蝕效果，反而加強(qiáng)。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于避免了十八胺不溶于水的事實(shí)，提高十八胺在水中的溶解度和分散度，并顯示出較為明顯的緩蝕效果。以往文獻(xiàn)中的十八胺質(zhì)量分?jǐn)?shù)只能達(dá)到3%，本發(fā)明可以達(dá)到5%。配制后的十八胺乳狀液流動(dòng)性強(qiáng)，混合均勻，并且利于運(yùn)輸和保存以及應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例1
[0015]本實(shí)施例制備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、其余為去離子水。
[0016]本實(shí)施例的具體制備方法如下:
[0017](I)按比例取各個(gè)反應(yīng)物加入到四口燒瓶中,放入磁子,而后將四口燒瓶放入水浴鍋中，連接回流冷凝管，溫度計(jì)顯示80°C時(shí)開始計(jì)時(shí)，邊加熱邊攪拌回流lh。
[0018](2)反應(yīng)完畢，靜置冷卻到室溫后倒入廣口瓶保存。
[0019](3)取5ml進(jìn)行離心分離,設(shè)定轉(zhuǎn)速為4000r/min,離心5min。未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
[0020](4)對(duì)合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個(gè)周期。未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
[0021](5)以乳狀液中十八胺的量為標(biāo)準(zhǔn)，取200ppm的十八胺進(jìn)行失重測(cè)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(jì)算公式如下:緩蝕率=(ms-m)/ms
[0023]其中ms為空白試驗(yàn)的失重，單位為克，m為加入200ppm十八胺乳狀液后的失重，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(guī)格為13.6cm2，P為碳鋼的密度，A3碳鋼的密度規(guī)格為7.8g/cm3, Δ t為腐蝕時(shí)間，單位為小時(shí)，87600為換
算系數(shù)。
[0026]實(shí)施例2
[0027]本實(shí)施例制備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、其余為去離子水。具體制備方法同上。
[0028](I)取5ml進(jìn)行離心分離,設(shè)定轉(zhuǎn)速為4000r/min,離心5min,未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
[0029](2)對(duì)合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個(gè)周期。未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
[0030](3)以乳狀液中十八胺的量為標(biāo)準(zhǔn)，取200ppm的十八胺進(jìn)行失重測(cè)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(shí)施例3
[0032]本實(shí)施例制備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、其余為去離子水。具體制備方法同上。
[0033](I)取5ml進(jìn)行離心分離,設(shè)定轉(zhuǎn)速為4000r/min,離心5min,未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
[0034](2)對(duì)合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個(gè)周期。未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
[0035](3)以乳狀液中十八胺的量為標(biāo)準(zhǔn)，取200ppm的十八胺進(jìn)行失重測(cè)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(shí)施例4
[0037]本實(shí)施例制備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、其余為去離子水。具體制備方法同上。
[0038](I)取5ml進(jìn)行離心分離,設(shè)定轉(zhuǎn)速為4000r/min,離心5min,未出現(xiàn)分層現(xiàn)象.[0039](2)對(duì)合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個(gè)周期。未出現(xiàn)分層現(xiàn)象.[0040](3)以乳狀液中十八胺的量為標(biāo)準(zhǔn)，取200ppm的十八胺進(jìn)行失重測(cè)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(shí)施例5
[0042]本實(shí)施例制備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、其余為去離子水。具體制備方法同上。乳狀液流動(dòng)性較差。
[0043](I)取5ml進(jìn)行離心分離，設(shè)定轉(zhuǎn)速為4000r/min,離心5min,出現(xiàn)分層現(xiàn)象，下層
為澄清液。
[0044](2)對(duì)合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個(gè)周期。22天時(shí)出現(xiàn)分層現(xiàn)象?？梢姺€(wěn)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(biāo)準(zhǔn)，取200ppm的十八胺進(jìn)行失重測(cè)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%.緩蝕率并沒有降低很多，可見當(dāng)溶劑為乙二醇時(shí)，乳狀液穩(wěn)定性較差，緩蝕效果沒有差別。
[0046]實(shí)施例6
[0047]本實(shí)施例制備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、其余為去離子水。具體制備方法同上。
[0048](I)取5ml進(jìn)行離心分離,設(shè)定轉(zhuǎn)速為4000r/min,離心5min,未出現(xiàn)分層現(xiàn)象.[0049](2)對(duì)合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個(gè)周期。未出現(xiàn)分層現(xiàn)象.[0050](3)以乳狀液中十八胺的量為標(biāo)準(zhǔn)，取200ppm的十八胺進(jìn)行失重測(cè)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(shí)施例7
[0052]本實(shí)施例制備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、其余為去離子水。具體制備方法同上.[0053](I)取5ml進(jìn)行離心分離,設(shè)定轉(zhuǎn)速為4000r/min,離心5min,未出現(xiàn)分`層現(xiàn)象。
[0054](2)對(duì)合成的十八胺乳狀液靜置，40天為一個(gè)周期。未出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
[0055](3)以乳狀液中十八胺的量為標(biāo)準(zhǔn)，取200ppm的十八胺進(jìn)行失重測(cè)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(quán)利要求】
1.一種十八胺乳狀液，其特征在于: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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(fù)配作為乳化劑，兩者質(zhì)量比例為1:1~4:1 ;助溶劑冰醋酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5 %~2 %，溶劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10^-25%,十八胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%~5%,其余為去離子水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種十八胺乳狀液的制備方法，其特征在于: 按上述比例取各個(gè)反應(yīng)物加入到四口燒瓶中，而后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，靜置冷卻到室溫后保存。
【文檔編號(hào)】C23F11/14GK103710711SQ201410007077
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】趙景茂, 李曉杰, 姜瑞景 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)