针对高炉煤气TRT系统腐蚀和积盐的特点,本课题合成了几种高效气相缓蚀剂,通过优化配方设计,研制了系列TRT专用高效缓蚀阻垢剂。实验通过合适的条件分别合成了吗啉系列、脲胺类、季铵盐系列气相缓蚀剂。结果表明,4-(N,N)-二异丙基胺甲基吗啉(DIPAM)适宜合成条件为:吗啉、二异丙胺和甲醛的摩尔比为1:1:1.2,反应温度为40℃,反应时间为5h,苯甲酸与吗啉的摩尔比为1.5:1,产品为白色片状晶体,产率为96.35%;4-(N,N)-二正丁基胺甲基吗啉(DBM)的适宜合成条件为:吗啉、二正丁胺与甲醛的摩尔比为1:1.2:1.2,反应温为60℃,反应时间为5 h,产物为白色片状晶体,产率可达93.95%;4-(N,N)-二环己基胺甲基吗啉(DCHAM)的适宜合成条件为:吗啉、二环己胺和甲醛的摩尔比为1:1:1.2,反应温为50℃,反应时间为5 h,盐酸与吗啉的摩尔比为1.4:1,产物为白色粉状固体,产率可达75.50%;二异丙胺甲基脲(DMU)的适宜合成条件为:尿素、二异丙胺和甲醛的摩尔比为1:1:1.2,反应温度为80℃,盐酸与尿素的摩尔比为1.2:1,产物为白色粉末状固体,产率为90.83%;以多聚甲醛、丙炔醇、有机胺、氯化苄、无水乙醇为原料,甲苯为携水剂,在氮气保护下合成了环己基炔氧甲基苄基季铵盐(CABQAS)和辛基炔氧甲基苄基季铵盐(OABQAS),产物为棕红色液体。缓蚀阻垢剂选择了环己胺、乙醇胺、丙炔醇、HPMA(水解聚马来酸酐)作为基础组分与合成的缓蚀剂关键组分进行复配,以甲醇做溶剂。其中环己胺溶于水和有机溶剂,能随水蒸气挥发,并能吸收二氧化碳生成碳酸盐;乙醇胺有极强的吸收酸性气体的能力;丙炔醇挥发性好,成膜快,能抑制乙酸、磷酸、硫酸、盐酸等酸性物质对铁、铜、镍等金属的腐蚀,是钢铁行业广泛应用的防锈剂;HPMA分子中的羧基能与水中的成盐阳离子形成化合物,促进晶格畸变,使沉淀转为流动性好的松散性水渣,具有抑制新垢的形成和剥离老垢的作用,是一种性能优良的阻垢剂。该复合缓蚀阻垢剂各组分均为小分子物质,具有较低的饱和蒸汽压,容易气化和扩散,既能发挥最大的保护效果,同时也不易堵塞管道和阀门。采用静态失重法和极化曲线法对合成的缓蚀剂进行了缓蚀性能评价,结果表明,合成的系列缓蚀剂均具有良好的缓蚀效果。DIPAM缓蚀剂配方中,各组分的质量分数分别为DIPAM10%、乙醇胺30%、丙炔醇10%、环己胺10%时,缓蚀率可达100%。DBM缓蚀剂配方中,各组分的质量分数分别为DBM9%、环己胺15%、乙醇胺15%、丙炔醇10%时,缓蚀率可达98.46%。DCHAM缓蚀剂配方中,各组分的质量分数分别为环己胺15%、乙醇胺15%、丙炔醇10%、DCHAM 12%时,缓蚀率达95.67%。DMU缓蚀剂配方中,当各组分的质量分数分别为环己胺15%、乙醇胺15%、丙炔醇10%、DMU 15%时,缓蚀率达97.61%。季铵盐缓蚀剂配方中,当缓蚀剂用量为20%时,CABQAS缓蚀率达98.47%,OABQAS缓蚀率达97.87%。采用极化曲线法对缓蚀剂配方的类型进行了评价,结果表明上述几类缓蚀剂均使A3挂片的腐蚀电位Ecorr发生了负移,说明几类缓蚀剂主要抑制腐蚀过程的阴极反应,均属于阴极极化型气相缓蚀剂。通过优化配方实验,我们拟定了系列缓蚀阻垢剂的配方,其基本组成如下:环己胺15%~25%(质量分数,下同);乙醇胺15%~30%;吗啉盐8%~15%;脲胺盐5%~10%;炔氧甲基胺季铵盐5%~10%;丙炔醇8%~15%;HPMA8%~15%;甲醇余量。采用动态失重法在模拟高炉煤气中对缓蚀阻垢剂的缓蚀阻垢性能进行了评价,其缓蚀阻垢率可达90%。本课题研制的系列TRT缓蚀阻垢剂已在山东日照钢铁集团的高炉煤气TRT机组进行了工业应用试验,其缓蚀阻垢率等各项指标均达到协议要求,其中煤气排水器出水p H值基本稳定在5.0~6.0范围内,基本达到p H≥5.0的协议要求;缓蚀率达到72.6%,达到缓蚀率大于65%的协议要求;管壁平均损失厚度为0.08mm/a,达到平均壁厚损失小于0.1mm的协议要求。TRT轴瓦振动值基本维持在20~26μm范围内,机组检修周期成倍提高,吨铁发电量提高近30%,为企业创造了良好的经济效益和社会效益,为后续技术工艺改进和市场开发奠定了良好的基础。