一种十八胺浓度的测定方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及化学领域，特别设及十八胺停炉保护液中十八胺浓度的测定技术。
【背景技术】
[0002] 发电机组的锅炉、汽轮机、凝汽器、加热器等热力设备在停运期间，如果不采取有 效的保护措施，其表面会发生强烈腐蚀，该种腐蚀称为热力设备的停用腐蚀。多年来，我国 火电机组常因停运后未采取防腐蚀措施或采取的防腐蚀措施不当，造成诱蚀和损坏，尤其 是水汽侧的腐蚀，对电厂的安全经济运行造成严重影响。
[0003] 目前国内外普遍采用的停用保护措施，按照其作用原理，大体上可分为S类；第一 类是阻止空气进入热力设备水汽系统内部，其实质是减小氧的浓度，该类方法有充氮法、保 持蒸汽压力法等。第二类是降低热力设备水汽系统内部的湿度，其实质是防止金属表面凝 结水膜，形成腐蚀电池。该类方法有烘干法、干燥剂法等。第=类是使用缓蚀剂（包括气相 缓蚀剂和高温成膜缓蚀剂等），或加碱化剂、调整溶液的抑值，使金属表面形成保护膜，减 缓金属表面的腐蚀，或使用除氧剂，除去水中的溶解氧，使腐蚀减轻。所用药剂有气相缓蚀 剂、高温成膜缓蚀剂、氨、联胺等。该类方法的实质是使腐蚀电池的阳极和/或阴极过程受 到阻滞。
[0004] 根据热力设备在停（备）用期间所处防诱蚀状态的不同，停用保护方法可分为干 式保护法和湿式保护法两大类。干式保护法有；热炉放水余热烘干法、负压余热烘干法、邻 炉热风烘干法、干燥剂法、充氮法、气相缓蚀剂法等。湿式保护法有；氨水法、氨-联胺法、蒸 汽压力法、给水压力法等。
[0005] 其中高温成膜缓蚀剂法是目前国内应用较多、比较受欢迎的停用保护方法。它是 俄罗斯莫斯科动力学院于1987年研究成功的，首先在寿尔达利斯克区域电站机组上使用， 后相继在南斯拉夫、德国和俄罗斯等国的许多电站机组上使用。高温成膜缓蚀剂法是在机 组滑停过程中的一定温度、压力和抑条件下，一定时间内往锅炉给水或凝结水中一次性加 入高温成膜缓蚀剂，成膜缓蚀剂通过其N原子2P轨道上的孤对电子和化的3d空轨道之间 形成配位键，而在热力设备（包括锅炉、汽轮机等）金属表面形成一层憎水性薄膜，隔绝金 属基体跟大气与水的直接接触，防止水和大气中的氧及二氧化碳对金属的腐蚀，达到保护 热力设备的目的，膜的结构可能为；铁/氧化铁层/含氧化铁的缓蚀剂成膜层/缓蚀剂的成 膜层。
[0006] 高温成膜缓蚀剂法的特点是；（1)保护效果好，能在锅炉、汽轮机等设备表面形成 均匀、致密、耐蚀性好的保护膜，对金属表面的腐蚀产物如诱等有一定的清洗、去除作用，使 机组启动时水汽中的铜、铁等的含量降低，从而缩短机组再次启动时的并网时间。（2)保护 范围广，能同时保护锅炉（包括汽包、水冷壁、省煤器、过热器、再热器等）和汽轮机。（3)保 护时间长，热力设备表面成膜后，在大气中的防蚀时间可达6个月W上。（4)保护工艺简单、 操作方便，不需新增加药系统，可利用现场给水或凝结水加药系统，在机组滑停过程中的一 定温度、压力和抑条件下，一定时间内往锅炉给水或凝结水中一次性加入高温成膜缓蚀剂 即可。（5)应用范围广，运行温度在200°CW上的动力设备都可采用高温成膜缓蚀剂法进行 停用保护。
[0007] 目前，国内用于发电机组热力设备停（备）用停用保护的成膜缓蚀剂主要是十八 烧基胺（ODA)和咪挫咐类物质，其中十八烧基胺应用较为普遍。
[000引十八烧基胺，又名十八胺、薄膜胺，属于脂肪胺类，是一种有机高分子姪类化合物， 端基为-畑2,分子式为邸3(邸2)16邸2畑2,常温下为白色蜡状固体或颗粒状物质，属于阳离子 表面活性剂，易溶于氯仿，溶于己醇、己離和苯，微溶于丙酬，难溶于水，在75°C水中呈悬浊 液，密度为86化g/m，凝固点52. 9°C，沸点348. 8°C。
[0009] 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。所W十八烧基胺被 用于发电机组热力设备水汽系统停用防腐保护技术。
[0010] 十八胺停用防腐保护技术最早出现于前苏联，五十年代初在某热电厂进行试用， 效果较好，但因加药工艺问题，一直未得到推广。八十年代后期，前苏联和东德相继推出主 要成分为十八胺的液态防腐剂，很快在俄罗斯和德国的核电站、火电站得到应用，效果十分 明显。我国是在1993年赴俄考察和技术交流人员带回了有关信息后，许多电力科研单位和 大专院校开始了相应的研制、开发与应用。其中，武汉大学等一些单位对十八烧基胺的成膜 条件和成膜机理进行了系统和深入的研究，认为作为一种有机缓蚀剂，十八烧基胺在高温 成膜方面具有较强的优越性，在汽相和液相均能成膜，浓度越高，成膜效果越好，在高压蓋 中恒温一个小时的成膜效果最好，最佳成膜温度为220°C，试样表面的粗趟度对成膜有一定 影响；通过俄歇电子能谱分析，经十八烧基胺成膜处理后，铁表面有如下结构：铁I氧化铁 层I含氧化铁的十八胺层I十八胺层。
[0011] 常见的停用保护工艺是将十八胺乳浊液在停机前的滑停过程中控制蒸汽温度小 于450°C，快速将药剂加入热力系统，循环比后停机，再经冷却后系统带压放水，利用余热 烘干锅炉。
[0012] 目前，停炉保护用十八胺乳浊液在火电厂的应用越来越广泛，但高浓度十八胺乳 浊液，也就是作为产品销售的停炉保护用十八胺乳浊液的浓度检测一直没有合适方法，因 而火电厂对所购停炉保护用十八胺乳浊液产品进行验收时遇到困难，只能通过称重了解停 炉保护用十八胺乳浊液的重量够不够，却不知真正起保护作用的十八胺的量够不够，迫切 需要可用于实际验收停炉保护用十八胺乳浊液产品的十八胺浓度检测方法，W加强停炉保 护用十八胺乳浊液产品的质量监督，保障停炉保护用十八胺乳浊液产品的安全应用。
[0013] 之所作为产品销售的停炉保护用十八胺乳浊液的浓度检测一直没有合适方 法"，一方面是因为已经有一个"一种十八胺浓度的测定方法"，很多人W为该方法也可W作 为产品销售的停炉保护用十八胺乳浊液中十八胺浓度的检测方法。其实该方法只能测水 中低浓度的十八胺，检测高浓度十八胺会带来很大误差。因为该方法的测定范围为10 -50mg/L十八胺浓度，而一般作为产品销售的停炉保护用十八胺乳浊液中的十八胺浓度为百 分之几，如果用该方法检测，要将十八胺乳浊液稀释上万倍，加上十八胺不易溶于水、十八 胺乳浊液稀释后会分层，该样就带来很大误差，导致检测结果和实际浓度差异很大，因而实 际不能用。另一方面是因为作为产品销售的停炉保护用十八胺乳浊液还不是一种真正的商 品，只是作为科研产品在销售，无形中被蒙上了一层神秘色彩，再加上使用单位的购买者不 懂技术，于是使用单位的购买者只管量够不够，而不懂也管不了真正起保护作用的十八胺 的量够不够，该样给销售者、使用者也减少了麻烦，否则销售者、使用者都会因找不到合适 的浓度检测办法而抓瞎、无法验收。基于此，我们发明了可用于实际验收停炉保护用十八胺 乳浊液产品的十八胺浓度检测方法。为了发明本方法，我们更换了多种发明思路，进行了上 千次试验，如想过、试验过检测乳浊液密度、体积来计算十八胺浓度，也想过、试验过真正恒 重来检测乳浊液中十八胺浓度，为了得到恒重温度、时间，更是不断改进发明思路、不断试 验，才趋于完善。
【发明内容】
[0014] 本发明提供一种用重量法测定十八胺乳浊液中十八胺浓度的方法，该方法只需常 规仪器设备，操作方便，可控制误差在5%之内，可供火电厂对所购停炉保护用十八胺乳浊 液产品进行验收使用。
[0015] 具体技术方案如下：
[0016] 一种十八胺浓度的测定方法，称取一定质量的待测溶液在70?110°C条件下恒温 干燥1-ioh，至待测溶液呈无色澄清透明的胶体状时冷却至室温，分别记录待测溶液干燥前 的质量为m。，干燥后的质量为叫，根据公式（mi/m。）X100%即可计算出待测溶液中的重量百 分比浓度；所述待测溶液为停炉保护用十八胺乳浊液。
[0017] 所述待测溶液的干燥条件为在90°C或100°C条件下干燥化。
[0018] 本发明的有益效果在于：本方法操作方便，无需另外添加任何试剂，只需常规仪器 设备即可；可测量高浓度的十八胺乳浊液，且误差非常小，可控制在5%之内，可供火电厂 对所购停炉保护用十八胺乳浊液产品进行验收使用。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。 [0020] 实施例1
[0021] (1)配制浓度为2 %的十八胺乳浊液；
[0022] (2)打开干燥箱电源将干燥箱升温到100°C并恒温；
[002引 做将S个表面皿先后用自来水和除盐水清洗干净、放入温度已调到105±3°C的 干燥箱中干燥至恒重，然后放入干燥器内冷却30min后称重，并将=个表面皿的质量记录 为 Ml。、Mg。、Mg。；
[0024] (4)用玻璃椿薩取配制的、浓度为2%的十八胺乳浊液均匀涂抹在表面皿上，用电 子砰控制每个表面皿上十八胺乳浊液的质量为7. 3g，然后用电子分析天平称量该3个表面 皿（含十八胺乳浊液）的质量，并记录为
[0025] (5)将涂有十八胺乳浊液的表面皿连同托盘一起放入已恒温到100°C的干燥箱 中；
[0026] (6)干燥一定时间（2h?化）、观察到十八胺乳浊液呈无色澄清透明的胶体状时， 取出托盘将表面皿放入干燥器中干燥冷却至室温，然后用电子分析天平称重，并记录为Mi3、 M23、M33;如果
[0027] (7)计算十八胺乳浊液中十八胺的浓度及其与2%的偏差；如果偏差大于5%，贝。 重复步骤巧）、化），直到计算出来的十八胺乳浊液中十八胺的浓度与2%的偏差小于5%。 [002引实施结果如表1。
[0029] 表1 100°C下测得的与不同恒温时间对应的十八胺浓度及与2%的偏差
[0030]
【主权项】
1. 一种十八胺浓度的测定方法，其特征在于：称取一定质量的待测溶液在70~110°C条 件下恒温干燥l-l〇h，至待测溶液呈无色澄清透明的胶体状时冷却至室温，分别记录待测溶 液干燥前的质量为叫，干燥后的质量为叫，根据公式(1^/11^ ) X 100%即可计算出待测溶液中 的重量百分比浓度；所述待测溶液为停炉保护用十八胺乳浊液。
2. 如权利要求1所述的十八胺浓度的测定方法，其特征在于：所述待测溶液的干燥条 件为在90°C或100°C条件下干燥4h。
【专利摘要】本发明提供一种十八胺浓度的测定方法，称取一定质量的待测溶液在70~110℃条件下恒温干燥1-10h，至待测溶液呈无色澄清透明的胶体状时冷却至室温，分别记录待测溶液干燥前的质量为m0，干燥后的质量为m1，根据公式（m1/m0）×100%即可计算出待测溶液中的重量百分比浓度；所述待测溶液为停炉保护用十八胺乳浊液。本方法只需常规仪器设备，操作方便，可控制误差在5%之内，可供火电厂对所购停炉保护用十八胺乳浊液产品进行验收使用。
【IPC分类】G01N5-04
【公开号】CN104596883
【申请号】CN201510063319
【发明人】谢学军, 张园林, 孙祥飞, 张芮
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年2月6日