一種含溴咪唑啉季銨鹽碳鋼酸洗緩蝕劑及其應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及金屬表面腐蝕與緩蝕劑生產技術領域，具體的說是用以防止碳鋼及其制品在鹽酸酸洗過程中不必要的腐蝕和酸液過度消耗的一種含溴咪唑啉季銨鹽碳鋼酸洗緩蝕劑及其應用。
【背景技術】
[0002]在金屬材料、機械、冶金、化工等行業，鹽酸清洗表面銹蝕、污垢是金屬材料表面預處理、管道和鍋爐系統清潔除垢的重要清洗手段。因此，鹽酸酸洗對維持設備的正常運行和降低生產成本具有重要意義。近年來，快速發展的煉油工業促進了含酸及高酸原油的開采與煉制，使高溫環烷酸腐蝕凸顯為煉油廠腐蝕的主要問題之一。高溫條件下，金屬在酸性介質中腐蝕更加嚴重，嚴重的可導致安全事故，因此，尋求高效，環保的高溫緩蝕劑勢在必行。
[0003]在酸洗過程中，由于鹽酸對金屬設備有腐蝕作用，因此會出現“過蝕”現象，即酸洗過程在清除金屬表面的銹蝕和污垢的同時也會腐蝕金屬材料。另外鹽酸腐蝕過程中釋放出的氫會向金屬內部擴散，使被洗設備有發生氫脆的可能；所析出的酸性氣體，會使勞動環境惡化，同時產生大量酸液，對環境造成嚴重破壞。故在酸洗時添加緩蝕劑，可以抑制金屬在酸性介質中的腐蝕，提高酸洗效率，降低成本，保護設備。
[0004]目前常用的緩蝕劑中，主要包括鉻酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽等無機化合物，由于其具有毒副作用，不利于環保，其應用正在受到限制并將逐步淘汰。而綠色緩蝕劑不僅在使用過程中對環境無害無毒，在生產和制造過程中也不會對環境造成不良影響。目前，隨著人類環保意識的增強和可持續發展思想的深入，開發新的高效，環保，廉價，易得的有機緩蝕劑具有較高的生產價值和廣闊的市場前景。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種高效，廉價，環保，易合成的含溴咪唑啉季銨鹽碳鋼酸洗緩蝕劑及其應用。
[0006]為實現以上目的，本發明采用的技術方案為:一種碳鋼酸洗緩蝕劑，其特征在于所述緩蝕劑為N-乙氨基-2-全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨
[0007]本發明提供了上述含溴咪唑啉季銨鹽碳鋼酸洗緩蝕劑的在碳鋼酸洗中的應用。
[0008]按照每升酸液中加入緩蝕劑的量為0.Ι-lg，將緩蝕劑加入濃度為0.5mol/L的稀鹽酸中；用加入緩蝕劑的酸液浸沒清洗鋼材，其中浸沒溫度分別為30°C、5(TC、7(rC，浸沒時間為8h。
[0009]本發明的原理在于:本發明所涉及的緩蝕劑是一種咪唑啉類有機化合物，此類化合物是同時具有鹵素原子、長直鏈脂肪烴和咪唑啉環的結構特征，分子類含有咪唑啉環、氮、溴、-C=N-雙鍵等原子或原子團，能有效吸附在碳鋼表面，起到緩蝕作用。
[0010]本發明所具有的有點:
[0011]1.成本低。本發明緩蝕劑為咪唑啉類化合物，其是以三溴乙酸，二乙烯三胺以及溴代十二烷為主要原料合成得到的具有易合成，原料廉價的優點。
[0012]2.環境友好。本發明緩蝕劑為咪唑啉類化合物，為有機緩蝕劑，與目前常用的無機緩蝕劑相比，毒性小，對環境友好，不存在使用后的環境問題，符合綠色緩蝕劑發展的趨勢。
[0013]3.用量低，使用效果好。本發明用于碳鋼表面酸洗，添加少量的緩蝕劑就能有效抑制金屬材料在酸洗過程中金屬的過度浸蝕(即有害腐蝕)以及酸液的過度消耗，與目前常用的緩蝕劑比較，具有用量低，緩蝕效率高，持續作用能力強的突出優點。
[0014]4.緩蝕性能穩定。本發明緩蝕劑能承受清洗條件的變化，如溫度，酸液濃度等，不影響緩蝕劑的緩蝕效果。
【具體實施方式】
[0015]本發明安裝GB10124-88《金屬材料實驗室均勻腐蝕全浸試驗方法》進行掛片失重實驗。
[0016]本發明所需原料N-乙氨基-2-全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨參考專利《N-烷氨基-2-全氟烷基咪唑啉季銨鹽及其制備方法》，專利申請號201110002735.4，專利公開號 CN102070530A。
[0017]實施例1
[0018]酸洗液為稀鹽酸，濃度為0.5mol/L，酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨5g，在30°C條件下將待清洗的鋼材浸沒在酸洗液中浸沒8h。
[0019]通過試驗測試獲得的最高緩蝕效率為89%，顯示為高效的緩蝕劑。
[0020]實施例2
[0021]酸洗液為稀鹽酸，濃度為0.5mol/L，酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨10g，在30°C條件下將待清洗的鋼材浸沒在酸洗液中浸沒8h。
[0022]通過試驗測試獲得的最高緩蝕效率為94%，顯示為高效的緩蝕劑。
[0023]實施例3
[0024]酸洗液為稀鹽酸，濃度為0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨20g，在30°C條件下將待清洗的鋼材浸沒在酸洗液中浸沒8h。
[0025]通過試驗測試獲得的最高緩蝕效率為94%，顯示為高效的緩蝕劑。
[0026]實施例4
[0027]酸洗液為稀鹽酸，濃度為0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨5g，在30°C條件下將待清洗的鋼材浸沒在酸洗液中浸沒8h。
[0028]通過試驗測試獲得的最高緩蝕效率為81%，顯示為高效的緩蝕劑。
[0029]實施例5
[0030]酸洗液為稀鹽酸，濃度為0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨10g，在30°C條件下將待清洗的鋼材浸沒在酸洗液中浸沒8h。
[0031]通過試驗測試獲得的最高緩蝕效率為90%，顯示為高效的緩蝕劑。
[0032]實施例6
[0033]酸洗液為稀鹽酸，濃度為0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨20g，在50°C條件下將待清洗的鋼材浸沒在酸洗液中浸沒8h。
[0034]通過試驗測試獲得的最高緩蝕效率為94%，顯示為高效的緩蝕劑。
[0035]實施例7
[0036]酸洗液為稀鹽酸，濃度為0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨5g，在30°C條件下將待清洗的鋼材浸沒在酸洗液中浸沒8h。
[0037]通過試驗測試獲得的最高緩蝕效率為71%，顯示為高效的緩蝕劑。
[0038]實施例8
[0039]酸洗液為稀鹽酸，濃度為0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨10g，在70°C條件下將待清洗的鋼材浸沒在酸洗液中浸沒24h。
[0040]通過試驗測試獲得的最高緩蝕效率為93%，顯示為高效的緩蝕劑。
[0041]實施例9
[0042]酸洗液為稀鹽酸，濃度為0.5mol/L,酸洗液用量200L，加入N-乙氨基_2_全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨20g，在70°C條件下將待清洗的鋼材浸沒在酸洗液中浸沒8h。
[0043]通過試驗測試獲得的最高緩蝕效率為94%，顯示為高效的緩蝕劑。
【主權項】
1.一種含溴咪唑啉季銨鹽碳鋼酸洗緩蝕劑，其特征在于:緩蝕劑成分為咪唑啉季銨鹽類化合物，所述化合物為:N-乙氨基-2-全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨。
2.一種按照權利要求1所述的咪唑啉季銨鹽類碳鋼酸洗緩蝕劑的應用，其特征在于:用加有咪唑啉季銨鹽類緩蝕劑的清洗液浸沒清洗鋼材。
3.根據權利要求2所述的應用，其特征在于:按每升酸液中加入緩蝕劑的量為.0.lg-lg，將緩蝕劑加入濃度為0.5mol/L的稀鹽酸中，其中浸沒溫度分別為30°C、50°C和.70°C，浸沒時間為8h。
【專利摘要】本發明涉及金屬表面腐蝕與緩蝕劑生產技術領域，具體的說是用以防止碳鋼及其制品在鹽酸酸洗過程中不必要的腐蝕和酸液過度消耗的一種咪唑啉季銨鹽類碳鋼酸洗緩蝕劑及其應用。緩蝕劑為N-乙氨基-2-全溴甲基-3-十二烷基-咪唑啉溴化銨。本發明緩蝕劑能有效防止在酸洗過程中鹽酸對碳鋼材料的腐蝕，并具有用量低，緩蝕效率高，性能穩定，耐高溫和環境友好等優點。本發明產品具有較高的生成價值和廣闊的市場前景。
【IPC分類】C23G1-06
【公開號】CN104611710
【申請號】CN201310540840
【發明人】楊文忠, 張可桂, 劉瑛, 尹曉爽, 吳迪, 徐斌
【申請人】南京工業大學
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2013年11月6日