缓蚀剂的应用

1.8缓蚀剂的实际应用

1.在酸性环境中的应用

生活生产当中金属材料及设备与酸类物质的接触是不可避免的。比如为了清洗掉在钢铁表面上的铁鳞和铁锈，需要对该材料进行酸浸酸洗；又如在工业设备上的铁锈铁垢也需要通过酸洗的方法来进行对设备清洗；而在油井中处于对出油速度的考虑或者说是为了提高出油率，要不断向地下油层内加入酸从而来溶解岩层厚度；此外，酸的一些贮运工具等。在这些情况下，为了保护设备，延长工程材料的使用寿命，经常都需要采用酸性介质的缓蚀剂来保护与酸性介质接触的或处于酸性环境中金属材料。大体来说，酸性介质的缓蚀剂可以分为两大类：

(1)无机缓蚀剂如Sb3r、AS3+、Sn2+、Bi3+、Fe3+、Fe2+、Cu、Br-2+和I-等。

(2)有机缓蚀剂据文献报道，已研制成功并得到实际运用的有机缓蚀剂作为酸性介质缓蚀剂的炔醇、有醛、有机酸等其他含碳氢氧的化合物；由于氮含有多对电子，所以有胺、吡啶、喹啉、吡咯烷、苯胺、嘧啶、哌啶、硬脂酰胺等含氮的有机化合物；含硫的有机化合物；含磷的有机化合物等。很多酸性体系缓蚀剂一般都采用无机物与有机物的多组分化学复合物。

2.在水系统中的应用

有文献报道，已经有多种缓蚀剂成功研制运用于来保护工业循环冷却水系统、采暖设备与管道、饮用水系统、水冷却器等。

所谓水质稳定技术是指通过添加具有缓蚀、消垢和杀菌灭藻作用的各种化学药剂来控制冷却水循环系统的腐蚀、结垢和生物繁殖，从而使得设备安全运转得以保证的技术。

在水质处理中常用的高效缓蚀剂有：聚磷酸盐、有机磷酸盐、锌盐、硅酸盐、重铬酸盐和铬酸盐等。

3.在石油天然气开采中的应用

由于在原油、天然气内含有H

2S、CO

2

有机酸等会给采油采气的管道和设备造

成比较轻微的腐蚀，日积月累，时间长了，由于硫化氢中氢的长期存在造成金属设备的穿孔或着形成层状会慢慢剥落，甚至更危险情况有可能造成应力腐蚀破裂和氢损伤。其中在石油天然气开采方面，抗硫化氢气体的缓蚀剂是吸引科学家们关注和研究最多的一类缓蚀剂，已有许多缓蚀剂成功研制并商品化，具体来说有咪唑啉、兰4-A、1014、粗喹啉、氧化松香胺等。

4.在炼油工业中的应用

与石油天然气开采情况类似，由于原油中含有多种无机盐、硫化物、环烷酸等物质组成，显然会对炼油厂中的常压、减压设备、管线和油罐等造成比较严重腐蚀，所以通常情况下也需要用缓蚀剂对设备进行有效的保护，比如已经广泛被采用尼凡丁-18、4502Nacol 65 AC等有效缓蚀剂。

5.在化学工业中的应用

任何缓蚀剂的自身保护都有一定的局限性，它在化学工业过程中的应用还不是很多，但也有一些已经应用成功的实例。

(1)熬碱锅的防护由于烧碱溶液是在铸铁制的熬碱锅中通过蒸发而获取碱，所以毋庸多异，会给熬碱锅造成比较严重腐蚀。在这种情况下也经常用缓蚀剂来保护锅炉，比如以硝酸钠为缓蚀剂应用为例，不单可以起到延长设备的使用寿命的效果和作用，而且会减少碱中Fe3+的含量从而使制碱的质量得到改善和有效提高。

(2)碳化塔的防护在碳酸氢铵厂中时常采用硫化钠溶液预膜的方法来减缓

碳化塔和冷却水箱的腐蚀。

(3)醋酸生产中不锈钢设备的防护通常在醋酸蒸发器中，通过加入1%H

2

O 作为中性缓蚀剂缓蚀剂，可以使得不锈钢设备的腐蚀速率得以大幅度的下降。

(4)合成氨生产中苯菲尔脱碳系统的防护脱碳系统中的K

2CO

2

-KHCO

3

-CO

2

介

质会使得碳钢设备和管道腐蚀十分严重，尤其是当向体系中通入大量CO

2

，在等

CO

2

吸收以后的溶液的PH值会变得更小，溶液的腐蚀性作用也变越强。在这种

生产状况中通常向设备中加入含1%KVO

3

的苯菲尔脱碳液运转一周，生成一层有

效的保护膜，再以0.6%KVO

3的溶液维持生产。其中KVO

3

是阳极型缓蚀剂。

6.在防止大气腐蚀方面的应用

当大气受到污染，人体吸入大气会对人的身体健康造成极为严重而广泛的影响，因此为防止大气遭受酸碱物质的污染，主要是通过研制成气相缓蚀剂、防锈油、防锈水和涂料等。

(1)气相缓蚀剂气相缓蚀剂本身具有一定蒸汽压，在十分有限空间范围内能够抑制大气或蒸汽对金属腐蚀以及通过中和酸碱性的缓蚀剂。已知的气相缓蚀剂有几百种，普遍应用的也有几十种。

①无机酸与有机酸的铵盐比如亚硝酸二环己胺、碳酸铵、苯甲酸铵、亚硝酸二异丙基胺等。因为钢铁在生产生活中的广泛应用，它们大部分主要都是钢铁的缓蚀剂，其中少数对Al、Cu也有一定的缓蚀作用。

②硝基化合物及其胺盐通常主要适合于黑色与有色金属的缓蚀剂。如硝基甲烷、间硝基苯酚、α-硝基氮茂等。

③酯类如己二酸二丁酯、邻苯二甲酸二丁酯和醋酸异戊酯等。

④混合型例如亚硝酸钠+磷酸氢二铵+碳酸氢钠、亚硝酸钠+苯甲酸铵、亚硝酸钠+乌洛托品、亚硝酸钠+尿素等，适用于黑色金属。

(2)防锈油对于油溶性缓蚀剂的润滑油和凡士林等油脂，可以采用对于金属的短期保护。防锈油是由油溶性缓蚀剂+基础油脂+辅剂组成的。

国内常用的油溶性缓蚀剂有石油磺酸钡、二壬基萘磺酸钡、十二烯基丁二酸、氧化石油脂及其皂类、硬脂肪铝、环烷酸锌、羊毛脂及其皂类、苯并三唑、咪唑啉衍生物等。

辅剂指抗氧化、助溶、消泡、抗熔、抗凝固以及提高低温附着力的助剂。

(3)防锈水防锈水是水溶性的缓蚀剂与各种辅剂(消泡、增稠、浸润等)的水溶液，通常用于短期的工序间防锈。