一种碳钢缓蚀剂及其在海水淡化一级反渗透产水介质中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种碳钢缓蚀剂及其在海水淡化一级反渗透产水介质中的应用。
【背景技术】
[0002] 海水淡化是解决水资源短缺的重要方法。反渗透作为海水淡化的重要技术，在沿 海钢铁企业、滨海电厂及化工厂等高耗水型企业中有很广泛的应用前景。但是，海水淡化一 级RO产水溶有C02而呈弱酸性，pH值约为6. 5,故其对碳钢的腐蚀性大于为经淡化的海水。 这直接威胁着以碳钢材质为主的海水淡化一级RO工程的配水管网的安全，并且严重的腐 蚀现象会大大降低供水水质。
[0003] 目前一般的碳钢防腐措施是向海水淡化一级反渗透产水中添加药剂来调节碱度、 pH值、等指标来降低其腐蚀性。但是这些方法存在着现场实施困难、处理费用非常高和添加 药剂具有环境危害等问题。
【发明内容】
[0004] 本发明目的是为了解决上述的现场实施困难、处理费用非常高和药剂具有环境危 害等问题而提供一种碳钢缓蚀剂，该碳钢缓蚀剂具有工艺简单、成本低廉、绿色环保等优 点。
[0005] 本发明采用的技术方案 一种碳钢缓蚀剂，按质量百分比计算，其原料组成即含量如下： 2-i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 80-100% 聚天冬氨酸 0-20% ; 优选所述的碳钢缓蚀剂，按质量百分比计算，其原料组成即含量如下： 2-i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 80-95% 聚天冬氨酸 5-20% ; 上述2-i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸单独存放，使用时将 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸加入海水淡化一级反渗透产水中， 搅拌均匀即可。
[0006] 上述的一种碳钢缓蚀剂用于海水淡化一级反渗透产水中对碳钢的缓蚀，步骤如 下： 将2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸加入海水淡化一级反渗透 产水中，搅拌均匀即可； 上述的碳钢缓蚀剂的用量，按碳钢缓蚀剂：海水淡化一级反渗透产水为l〇〇mg:lL的比 例计算； 所述的海水淡化一级反渗透产水，其电导率为230ys/cm。
[0007] 本发明的有益效果 本发明的一种碳钢缓蚀剂，所用的原料之一 ：2_十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪 唑啉无味低毒，pH值为7. 0-9. 5,具有良好的抗静电性、润湿性和生物降解性，并对人的皮 肤刺激性小，是一种绿色环境友好型缓蚀剂；所用的原料之二：聚天冬氨酸，淡黄色透明溶 液，pH值9. 5,可被生物降解为无毒物质。因此本发明的碳钢缓蚀剂是一种绿色环保型缓蚀 剂。
[0008] 进一步，本发明的一种碳钢缓蚀剂，由于所使用的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟 乙基咪唑啉与聚天冬氨酸具有很好的协同效应，其在海水淡化一级反渗透产水中对碳钢具 有较好的缓蚀效果，复配使用后，其对碳钢的缓蚀效果明显好于各原料单独作为碳钢缓蚀 剂的缓蚀效果。
[0009] 进一步，本发明的一种碳钢缓蚀剂，由于该缓蚀剂对碳钢在海水淡化一级反渗透 产水中具有很好的缓蚀效果，能有效减缓碳钢的腐蚀，因此大大降低了海水淡化一级反渗 透产水中对碳钢缓蚀处理的成本。
【附图说明】
[0010] 图1、碳钢电极在含有实施例1-5所得的碳钢缓蚀剂的模拟海水淡化一级反渗透 产水中浸泡Id后的极化曲线。
【具体实施方式】
[0011] 下面通过实施例并结合附图对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。
[0012] 极化曲线获得方法 实验在三电极体系中进行，测试介质为含与不含缓蚀剂的模拟海水淡化一级反渗透产 水，工作电极为20号碳钢电极，取用环氧树脂密封，工作面积为lcm2,表面经1#-6#金相砂纸 打磨抛光，用无水乙醇除油，经去离子水冲洗干净。辅助电极和参比电极分别为Pt电极和 饱和甘汞电极（SCE)。极化曲线测量使用美国普林斯顿应用研宄公司的2273型电化学工作 站，极化曲线扫描速率lmv/s，扫描电位-0. 25V~0. 25V(相对开路电位)。
[0013] 本发明各实施例中所用的模拟海水淡化一级反渗透产水，其电导率为230ys/cm， 通过旋转挂片仪模拟流动条件，转速为95r/min，线速度0. 4m/s。
[0014] 实施例1 一种碳钢缓蚀剂，按质量百分比计算，其原料组成即含量如下： 2-i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 80% 聚天冬氨酸 20%。
[0015] 上述的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸单独存放，使用时 将2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸加入模拟海水淡化一级反渗透 产水中，搅拌均匀即可； 上述的一种碳钢缓蚀剂应用于模拟海水淡化一级反渗透产水中，其用量，按碳钢缓蚀 剂：模拟海水淡化一级反渗透产水为l〇〇mg:lL的比例计算。
[0016] 实施例2 一种碳钢缓蚀剂，按质量百分比计算，其原料组成即含量如下： 2-i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 95% 聚天冬氨酸 5%。
[0017] 上述的2-i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸单独存放，使用时 将2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸加入模拟海水淡化一级反渗透 产水中，搅拌均匀即可； 上述的一种碳钢缓蚀剂应用于模拟海水淡化一级反渗透产水中，其用量，按碳钢缓蚀 剂：模拟海水淡化一级反渗透产水为l〇〇mg:lL的比例计算。
[0018] 实施例3 一种碳钢缓蚀剂，按质量百分比计算，其原料组成即含量如下： 2-i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 90% 聚天冬氨酸 10%。
[0019] 上述的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸单独存放，使用时 将2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸加入模拟海水淡化一级反渗透 产水中，搅拌均匀即可； 上述的一种碳钢缓蚀剂应用于模拟海水淡化一级反渗透产水中，其用量，按碳钢缓蚀 剂：模拟海水淡化一级反渗透产水为l〇〇mg:lL的比例计算。
[0020] 实施例4 一种碳钢缓蚀剂，按质量百分比计算，其原料组成即含量如下： 2--I^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 100% 聚天冬氨酸 0%。
[0021] 上述的一种碳钢缓蚀剂，使用时将2-i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉加入 模拟海水淡化一级反渗透产水中，搅拌均匀即可； 上述的一种碳钢缓蚀剂应用于模拟海水淡化一级反渗透产水中，其用量，按碳钢缓蚀 剂：模拟海水淡化一级反渗透产水为l〇〇mg:lL的比例计算。
[0022] 实施例5 一种碳钢缓蚀剂，按质量百分比计算，其原料组成即含量如下： 2-i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 0% 聚天冬氨酸 100%。
[0023] 上述的一种碳钢缓蚀剂，使用时将聚天冬氨酸加入模拟海水淡化一级反渗透产水 中，搅拌均匀即可； 上述的一种碳钢缓蚀剂应用于模拟海水淡化一级反渗透产水中，其用量，按碳钢缓蚀 剂：模拟海水淡化一级反渗透产水为l〇〇mg:lL的比例计算。
[0024] 将电极用环氧树脂密封，工作面积为1cm2,表面经1#_6#金相砂纸主机打磨抛光， 用无水乙醇除油，然后经去离子水冲洗干净，然后分别放入含有实施例1、实施例2、实施例 3、实施例4、实施例5的碳钢缓蚀剂的模拟海水淡化一级反渗透产水中进行浸泡Id后，以不 加入碳钢缓蚀剂的模拟海水淡化一级反渗透产水作为空白对照，进行极化曲线测试，结果 如图1所示，图1中Blank表示空白对照， 100mg/LU表示实施例4的碳钢缓蚀剂，S卩100mg/L2- ^烷基-N-羧甲基-N-羟 乙基咪挫啉单独作用；100mg/LP表示实施例5的碳钢缓蚀剂，即100mg/L聚天冬氨酸单独 作用；U:P=80:20表示实施例1的碳钢缓蚀剂，即表示2-^烷基-N-羧甲基-N-羟乙基 咪唑啉与聚天冬氨酸浓度比为80mg/L:20mg/L;U:P=90:10表示实施例3的碳钢缓蚀剂， 即表示2-^烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸浓度比为90mg/L:10mg/ L;U:P=95:5表示实施例2的碳钢缓蚀剂，即表示2-i^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑 啉与聚天冬氨酸浓度比为95mg/L:5mg/L，从图1中可以看出，实施例1、2、3中以2-^烷 基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸复配得到的碳钢缓蚀剂的缓蚀效果优于实施 例4、5的单独使用2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉或单独使用聚天冬氨酸作为 碳钢缓蚀剂的缓蚀效果。
[0025] 由图1中的极化曲线分析得到的电化学参数如下表：
【主权项】
1. 一种碳钢缓蚀剂，其特征在于所述的碳钢缓蚀剂按质量百分比计算，其原料组成即 含量如下： 2- ^^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 80-100% 聚天冬氨酸 0-20% ; 上述的2- 十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸单独存放，使用时将 2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸加入模拟海水淡化一级反渗透产水 中，搅拌均匀即可。
2. 如权利要求1所述的碳钢缓蚀剂，其特征在于按质量百分比计算，其原料组成即含 量如下： 2- ^^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 80-95% 聚天冬氨酸 5-20%。
3. 如权利要求2所述的碳钢缓蚀剂，其特征在于按质量百分比计算，其原料组成即含 量如下： 2- ^^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 80% 聚天冬氨酸 20%。
4. 如权利要求2所述的碳钢缓蚀剂，其特征在于按质量百分比计算，其原料组成即含 量如下： 2- ^^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 90% 聚天冬氨酸 10%。
5. 如权利要求2所述的碳钢缓蚀剂，其特征在于按质量百分比计算，其原料组成即含 量如下： 2- ^^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 95% 聚天冬氨酸 5%。
6. 如权利要求2所述的碳钢缓蚀剂，其特征在于按质量百分比计算，其原料组成即含 量如下： 2- ^^一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉 80-95% 聚天冬氨酸 5-20%。
7. 如权利要求1-6任一所述的碳钢缓蚀剂在海水淡化一级反渗透产水介质中的应用， 其特征在于步骤如下： 将2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸加入海水淡化一级反渗透 产水中，搅拌均匀即可； 上述的一种碳钢缓蚀剂应用于海水淡化一级反渗透产水中，其用量，按碳钢缓蚀剂：海 水淡化一级反渗透产水为l〇〇mg: IL的比例计算； 所述的海水淡化一级反渗透产水，其电导率为230 μ s/cm。
【专利摘要】本发明公开一种碳钢缓蚀剂及其在海水淡化一级反渗透产水介质中的应用，所述碳钢缓蚀剂按质量百分比计算，由80-100%的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉和0-20%的聚天冬氨酸组成；2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸单独存放，使用时将2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉与聚天冬氨酸加入海水淡化一级反渗透产水中，搅拌均匀即可。其用量按碳钢缓蚀剂：海水淡化一级反渗透产水为100mg:1L的比例计算。该碳钢缓蚀剂绿色环保型，在海水淡化一级反渗透产水中对碳钢具有较好的缓蚀效果，复配使用后明显好于各原料单独作为碳钢缓蚀剂的缓蚀效果。
【IPC分类】C23F11-04
【公开号】CN104831284
【申请号】CN201510254961
【发明人】廖强强, 王玉娜, 聂凯斌, 刘松慧
【申请人】上海电力学院
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月19日