[发明专利]一种成膜缓蚀剂及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种成膜缓蚀剂及其应用，特别一种成膜缓蚀剂及其在防止热力发电厂停炉锈蚀中的应用，属于成膜缓蚀剂技术领域。

背景技术

热力发电机组不论参数高低和容量大小，不可避免地要停运检修或处于备用状态。如果不采取有效的保护措施，停炉机组的水汽系统暴露在大气环境中，会产生大量锈蚀。停炉腐蚀既会带来直接和间接的巨大经济损失，又会极大地危及热力机组的安全运行，危害是极大的。十八胺停炉保护法基于十八胺能通过物理化学吸附作用，在金属表面形成一层能抵抗氧和碳酸的单分子层或多分子层的憎水膜，起到屏障隔离作用，从而保护金属，减少腐蚀。由于十八胺的性质特殊，不溶于水，如何把十八胺加入到即将停运的热力系统里去，而不影响到机组再启动时的运行，一直是十八胺应用技术的关键问题。此外，一类改性十八胺类药剂咪唑啉衍生物(其中以间二氮杂环戊烯为主)，也是近些年在国内外应用的成膜缓蚀剂，与十八胺相比，由于咪唑啉在分子中增加了亲水基团，所以水溶性良好，在电厂应用方便，保存时也不用担心分层。咪唑啉与金属的成膜主要是化学吸附反应。但以咪唑啉衍生物为主的成膜缓蚀剂，其在高温下使用时，会使溶液的pH值下降，作为停炉保护缓蚀剂应用时，首先得向炉水中加入NaOH，把炉水的pH值调节到9.8～10.2之间，既调节困难又存在风险。

发明内容

本发明的目的就是为克服上述现有技术的不足，提供一种成膜缓蚀剂，该成膜缓蚀剂由十八胺、咪唑啉酰胺和还原剂碳酰肼组成，在金属表面成膜，实现对热力发电厂停备用机组的保护。

实现本发明目的采用的技术方案是：一种成膜缓蚀剂，由30％～50％的十八胺，20％～30％的咪唑啉酰胺，其他为还原剂碳酰肼组成，以上比例为质量百分比。

上述成膜缓蚀剂在防止金属在大气环境中遭受腐蚀的应用，其应用方法为：在温度为150～500℃、成膜缓蚀剂的浓度为10～35ppm、pH为7～11的溶液环境中、时间为1h～10min的条件下，在金属表面形成一种致密的保护膜，起到防止金属在大气环境中遭受腐蚀的作用。

在热力发电机组由运行进入停备用状态的滑参数停运过程中，当主蒸汽温度为300～500℃时，炉水pH为9.0～10.0，由给水系统加入成膜缓蚀剂，使水汽系统中成膜缓蚀剂的浓度为10～35ppm，并保证滑参数的过程持续2～3小时，机组滑停后按正常的机组停运规程实施热炉放水。成膜缓蚀剂随水汽循环布满整个热力系统，在与设备和管道内表面金属接触时，在金属表面形成一层分子层保护膜。热炉放水后，这层保护膜就隔绝了空气、水对金属的侵蚀，从而保护了热力设备免造腐蚀；在机组再次启动时，由于保护膜的熔点低，经热水作用保护膜被洗掉，设备金属表面恢复了原状。

本发明利用十八胺水解后的弱碱性和咪唑啉酰胺的水溶性，克服了单纯使用咪唑啉类成膜缓蚀剂造成炉水pH值下降和单纯使用十八胺成膜缓蚀剂水溶性差的缺陷，实施停炉保护过程中不需要用NaOH调节炉水的pH值，不存在炉水pH下降的风险，也不需要加有机溶剂助溶，不存在产生有机酸的风险，而且在还原剂碳酰肼存在下，成膜效果更好。成膜缓蚀剂的组成中含有极性基团和非极性基团两部分，利用极性基团中氮原子上的孤对电子与铁基合金表面的Fe原子上的空d轨道配位成键，产生化学吸附；或形成质子化的有机胺时与金属表面的负电荷区静电吸引，发生物理吸附而在金属表面成膜。非极性碳链基团使这层薄膜具有憎水性，这层憎水性膜对腐蚀介质产生物理屏蔽效应，减缓了金属表面的腐蚀，成膜缓蚀剂中的还原剂碳酰肼增强了成膜效果。

本发明具有以下优点：

(1)成膜效果好，本发明的成膜缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂，在金属表面形成的保护膜憎水性强，水滴在成膜后的金属表面，犹如滴在荷叶上一样，可以自由滚动，不留痕迹；成膜缓蚀剂还有一定的能力渗透到水垢下的金属表面成膜；保护膜的耐侵蚀性强，对成膜金属表面进行酸性硫酸铜点滴试验，时间超过1小时不变色；实施成膜保护后，停备用热力设备暴露在大气环境下不受腐蚀可达8个月以上。

(2)成膜保护范围广，不仅能保护锅炉系统(包括汽包、水冷壁、省煤器、过热器、再热器等)，而且能保护汽轮机系统(包括低压加热器、除氧器、高压加热器和汽机高、中、低压缸等)。

(3)本发明的成膜缓蚀剂物理化学性能稳定，无毒、无害，在室温、密闭条件下，可放置1年以上不变性；实施停炉保护后的废水排入电厂工业废水处理系统处理，不需要特殊的废水处理措施。