一種高效硫酸酸洗緩蝕劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及工業(yè)設備清洗領域，具體地說涉及酸洗緩蝕劑的開發(fā)領域，特別是指 一種高效硫酸酸洗緩蝕劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 酸洗廣泛應用于各個工業(yè)部門中的換熱設備、傳熱設備和冷卻設備等的水垢清 洗，特別是電力部門的熱力設備（如鍋爐）的酸洗尤其重要。從社會經(jīng)濟的角度來看，可減 少因污垢帶來的燃料耗費；從環(huán)境保護的角度來看，減少了燃料廢氣和大氣污染；從安全 角度來看，鍋爐和換熱器等熱力設備在使用過程中逐漸形成各類污垢，而這些污垢導熱不 良致使爐管局部溫度升高，降低了鋼材的強度，常常發(fā)生爆管事故，影響鍋爐運行。因此酸 洗對于電廠的鍋爐運行起著非常重要的作用。酸洗常用的酸有鹽酸、硫酸、磷酸、氫氟酸、氨 基磺酸等無機酸，和檸檬酸、EDTA等有機酸。但由于酸對金屬設備均有腐蝕作用，尤其無機 酸的腐蝕更為嚴重，同時所放出的氫會向金屬內(nèi)部擴散，使被洗設備發(fā)生氫脆，及酸洗過程 中所析出的大量的酸性氣體，會使勞動條件惡化。因此在酸洗時要加入緩蝕劑，以抑制金 屬在酸性介質中的腐蝕，減少酸的使用量，提高酸洗效果，延長熱力設備的使用壽命。酸洗 時不僅要考慮酸的溶鐵能力，還應考慮垢成分、金屬材質、廢液處理方法等因素。故選擇一 種質量好的緩蝕劑是酸洗的重要環(huán)節(jié)，而了解各類緩蝕劑的緩蝕性能可以更好的進行防腐 工作。
[0003] 硫酸常在酸洗用量較大的金屬材料酸浸除銹過程中作清洗主劑和在鍋爐污垢中 鈣化合物含量很低的情況下用于酸洗鍋爐。硫酸酸洗緩蝕劑目前市面上品種較多，但普遍 存在緩蝕率低的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對上述存在的問題和不足，提供了一種高效硫酸酸洗緩蝕劑及其制備方 法，硫酸酸洗緩蝕劑由硫脲及其衍生物、咪唑啉、季銨鹽及純水組合而來，硫脲及其衍生物、 咪唑啉、季銨鹽及純水的質量比為10~20: 10~20: 5~10: 50~75。本發(fā)明提供了一 種高效硫酸酸洗緩蝕劑的制備方法，將四種物質按照一定的質量比依次投入到攪拌容器中 攪拌溶解即可得本發(fā)明產(chǎn)品。本發(fā)明中四種物質按一定質量比復配使用，在硫酸酸洗過程 中對低碳鋼的緩蝕效果明顯優(yōu)于其中任何一種物質單獨使用，且用量比國內(nèi)現(xiàn)有硫酸酸洗 緩蝕劑使用量要少，可節(jié)約酸洗的藥劑成本。本發(fā)明中的高效硫酸酸洗緩蝕劑的用量少、緩 蝕率高，可廣泛用于工業(yè)設備的硫酸酸洗領域。
[0005] 本發(fā)明所采用的技術方案如下： 本發(fā)明提供了一種高效硫酸酸洗緩蝕劑及其制備方法，硫酸酸洗緩蝕劑由硫脲及其衍 生物、咪唑啉、季銨鹽及純水組合而來，硫脲及其衍生物、咪唑啉、季銨鹽及純水的質量比為 10 ~20: 10 ~20: 5 ~10: 50 ~75。
[0006] 所述的高效硫酸酸洗緩蝕劑，其特征在于：硫酸酸洗緩蝕劑由硫脲及其衍生物、 咪唑啉、季銨鹽及純水組合而來，硫脲及其衍生物、咪唑啉、季銨鹽及純水的質量比為10~ 20: 10 ~20: 5 ~10: 50 ~75。
[0007] 所述的高效硫酸酸洗緩蝕劑，其特征在于：所述的硫脲及其衍生物為甲基硫脲 (MTU)、乙基硫脲、甲苯基硫脲（TTU)和氯苯基硫脲（CPTU)中的一種或幾種。
[0008] 所述的高效硫酸酸洗緩蝕劑，其特征在于：所述的咪唑啉為2 -甲基咪唑啉、2 - 乙基咪唑啉、2 -異丙基咪唑啉中的一種或幾種。
[0009] 所述的高效硫酸酸洗緩蝕劑，其特征在于：所述的季銨鹽為芐基氯化喹啉、烯丙基 氯化喹啉中的一種或幾種。
[0010] 所述的高效硫酸酸洗緩蝕劑，其特征在于：本發(fā)明提供了一種高效硫酸酸洗緩蝕 劑的制備方法，將四種物質按照一定的質量比依次投入到攪拌容器中攪拌溶解即可得本發(fā) 明產(chǎn)品。
[0011] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點： 本發(fā)明所述的硫酸酸洗緩蝕劑由硫脲及其衍生物、咪唑啉、季銨鹽及純水組合而來；硫 脲及其衍生物：用以合成磺胺噻唑、蛋氨酸和肥豬片等藥物的原料。用作染料及染色助劑、 樹脂及壓塑粉的原料。也可用作橡膠的硫化促進劑、金屬礦物的浮選劑、制鄰苯二甲酸酐和 富馬酸的催化劑，以及用作金屬防銹蝕劑。硫脲已普遍用作酸洗緩蝕劑，硫脲系緩蝕劑在油 田方面的應用也見報道，近年來的研宄資料表明，硫脲不僅用作復合型酸洗緩蝕劑的主要 成分，甚至可以用作鹽水介質中鋼鐵緩蝕劑的主要成分；咪唑啉：咪唑啉是環(huán)烷酸與有機 多胺反應后，經(jīng)改性而成的水溶性、油溶性產(chǎn)品；產(chǎn)品適用于煉油設備，如常減壓設備初頂、 常頂、減頂?shù)?、加氫裝置、減粘裝置等；在中高溫條件下，對HCl-H 2S-H2O體系腐蝕具有良好 的抑制作用，特別是對高硫原油煉制過程防腐有良好效果，產(chǎn)品性能優(yōu)于國內(nèi)現(xiàn)在常用相 關廣品。
[0012] 本發(fā)明中四種物質按一定質量比復配使用，在硫酸酸洗過程中對低碳鋼的緩蝕效 果明顯優(yōu)于其中任何一種物質單獨使用，且用量比國內(nèi)現(xiàn)有高效硫酸酸洗緩蝕劑使用量要 少，可節(jié)約運行的藥劑成本。
[0013] 實施方式 實施例1 : 按重量百分比選取原料 甲基硫脈 10%， 2-甲基咪唑啉 10%， 芐基氯化喹啉 5%， 其余為水。
[0014] 將反滲透產(chǎn)水、甲基硫脲、2 -甲基咪唑啉、芐基氯化喹啉按比例依次加入容器內(nèi)， 在室溫下攪拌2~3小時，即得產(chǎn)品。
[0015] 實施例2: 按重量百分比選取原料 甲苯基硫脲 10%， 2-乙基咪唑啉 10%， 芐基氯化喹啉 5%， 其余為水。
[0016] 將反滲透產(chǎn)水、甲苯基硫脲、2 -乙基咪唑啉、芐基氯化喹啉按比例依次加入容器 內(nèi)，在室溫下攪拌2~3小時，即得產(chǎn)品。
[0017] 實施例3 : 按重量百分比選取原料 甲基硫脈 15%， 2-甲基咪唑啉 15%， 烯丙基氯化喹啉 10%， 其余為水。
[0018] 將反滲透產(chǎn)水、甲苯基硫脲、2 -甲基咪唑啉、烯丙基氯化喹啉按比例依次加入容 器內(nèi)，在室溫下攪拌2~3小時，即得產(chǎn)品。
[0019] 實施例4: 按重量百分比選取原料 甲基硫脈 15%， 2-甲基咪唑啉 15%， 芐基氯化喹啉 5%， 其余為水。
[0020] 將反滲透產(chǎn)水、甲基硫脲、2 -甲基咪唑啉、芐基氯化喹啉按比例依次加入容器內(nèi)， 在室溫下攪拌2~3小時，即得產(chǎn)品。
[0021] 實施例5: 按重量百分比選取原料 甲基硫脈 15%， 2-甲基咪唑啉 15%， 烯丙基基氯化喹啉 5%， 其余為水。
[0022] 將反滲透產(chǎn)水、甲基硫脲、2 -甲基咪唑啉、烯丙基基氯化喹啉按比例依次加入容 器內(nèi)，在室溫下攪拌2~3小時，即得產(chǎn)品。
[0023] 實施例6 : 按重量百分比選取原料 甲苯基硫脲 15%， 2-乙基咪唑啉 15%， 芐基氯化喹啉 8%， 其余為水。
[0024] 將反滲透產(chǎn)水、甲苯基硫脲、2 -乙基咪唑啉、芐基氯化喹啉按比例依次加入容器 內(nèi)，在室溫下攪拌2~3小時，即得產(chǎn)品。
[0025] 應用試驗及結果 一、實驗方法： 失重法測金屬腐蝕速度： (1)配溶液：用試劑硫酸和蒸餾水配制實驗溶液，每種溶液800mL，分別盛在1000 mL燒 杯內(nèi)； (2) 磨試樣：試樣表面狀態(tài)要求均一、光潔，需要進行表面處理。制作試樣時已經(jīng)過機 加工，試驗前還需用砂布打磨，以達到要求的光潔度。表面上應無刻痕與麻點。平行試樣的 表面狀態(tài)要盡量一致。打磨時注意避免過熱； (3) 打號碼：試樣標記，可用鋼號碼打印編號； (4) 量尺寸：用游標卡尺測量試樣的長、寬、厚和小孔直徑，以供計算暴露表面積。測量 時必須量幾個部位，取其平均值； (5) 清洗去油：將試樣表面殘肩除盡，用浸丙酮的棉花球擦拭，除去表面油污，再用蒸餾 水沖洗，濾紙吸干。然后用電吹風干燥(注意用冷風?。?。清洗后的試樣不能再用手拿取，需 放在干凈的濾紙上； (6) 稱初重：干燥后的試樣用分析天平稱取初重Wtl,準確到0.1 mg ; (7) 浸入試驗溶液：試樣稱重后立即穿上塑料線，浸入試驗溶液內(nèi)（記下浸入時間?。?。 每種試驗溶液內(nèi)掛3~4塊平行試樣。注意試樣不能彼此接觸，也不能與容器接觸。試樣浸 入深度應大致相同。其上端距液面應大于2cm。觀察并記錄試樣浸入溶液后發(fā)生的現(xiàn)象； (8) 試驗時間：由于碳鋼在不同濃度的硫酸溶液中的腐蝕速度相差很大，不同體系的試 驗時間應根據(jù)具體情況確定； (9) 清除腐蝕產(chǎn)物：取出試樣前應仔細觀察試樣表面和溶液中的變化。取出試樣(記下 時間?。┖笥^察試樣表面腐蝕產(chǎn)物的形態(tài)和分布。將試樣放在自來水流下沖洗，用毛刷刷去 疏松的腐蝕產(chǎn)物，再次觀察試樣表面狀態(tài)。將試樣用化學法除膜。除膜操作應進行多次，以 達到恒重(兩次稱重差別小于0. 5mg)，并由空白試樣確定金屬基體的損失； (10) 稱腐蝕后重：除膜后用蒸餾水沖洗，除去已變疏松的腐蝕產(chǎn)物，然后擦拭、干燥，用 分析天平稱重量。恒重后的重量作為腐蝕后重A。
[0026] 二、實驗結果： 實施例在20%的硫酸酸洗實驗中對低碳鋼的緩蝕效果對比表1
【主權項】
1. 本發(fā)明提供了一種高效硫酸酸洗緩蝕劑及其制備方法，硫酸酸洗緩蝕劑由硫脲及其 衍生物、咪唑啉、季銨鹽及純水組合而來，硫脲及其衍生物、咪唑啉、季銨鹽及純水的質量比 為 10 ~20: 10 ~20: 5 ~10: 50 ~75。
2. 根據(jù)權利要求1所述的高效硫酸酸洗緩蝕劑，其特征在于：硫酸酸洗緩蝕劑由硫脲 及其衍生物、咪唑啉、季銨鹽及純水組合而來，硫脲及其衍生物、咪唑啉、季銨鹽及純水的質 量比為10~20: 10~20: 5~10: 50~75。
3. 根據(jù)權利要求1所述的高效硫酸酸洗緩蝕劑，其特征在于：所述的硫脲及其衍生物 為甲基硫脲（MTU)、乙基硫脲、甲苯基硫脲（TTU)和氯苯基硫脲（CPTU)中的一種或幾種。
4. 根據(jù)權利要求1所述的高效硫酸酸洗緩蝕劑，其特征在于：所述的咪唑啉為2 -甲 基咪唑啉、2 -乙基咪唑啉、2 -異丙基咪唑啉中的一種或幾種。
5. 根據(jù)權利要求1所述的高效硫酸酸洗緩蝕劑，其特征在于：所述的季銨鹽為芐基氯 化喹啉、烯丙基氯化喹啉中的一種或幾種。
6. 根據(jù)權利要求1所述的高效硫酸酸洗緩蝕劑，其特征在于：本發(fā)明提供了一種高效 硫酸酸洗緩蝕劑的制備方法，將四種物質按照一定的質量比依次投入到攪拌容器中攪拌溶 解即可得本發(fā)明產(chǎn)品。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高效硫酸酸洗緩蝕劑及其制備方法，硫酸酸洗緩蝕劑由硫脲及其衍生物、咪唑啉、季銨鹽及純水組合而來，硫脲及其衍生物、咪唑啉、季銨鹽及純水的質量比為10～20:10～20:5～10:50～75。本發(fā)明提供了一種高效硫酸酸洗緩蝕劑的制備方法，將四種物質按照一定的質量比依次投入到攪拌容器中攪拌溶解即可得本發(fā)明產(chǎn)品。本發(fā)明中四種物質按一定質量比復配使用，在硫酸酸洗過程中對低碳鋼的緩蝕效果明顯優(yōu)于其中任何一種物質單獨使用，且用量比國內(nèi)現(xiàn)有硫酸酸洗緩蝕劑使用量要少，可節(jié)約酸洗的藥劑成本。本發(fā)明中的高效硫酸酸洗緩蝕劑的用量少、緩蝕率高，可廣泛用于工業(yè)設備的硫酸酸洗領域。
【IPC分類】C23G1-06
【公開號】CN104726882
【申請?zhí)枴緾N201510133409
【發(fā)明人】張曉冬, 李洪社, 喻果
【申請人】威海翔宇環(huán)保科技股份有限公司
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年3月26日