هیدرازین و کاهش خوردگی اکسیژن

اکسیژن محلول نقش مهمی در خوردگی در چرخه بخار نیروگاه ها دارد و استفاده از مواد اکسیژن زدا یکی از راه های نگه داشتن آن در کمترین حد ممکن است.
اندازه گیری هیدرازین و سایر مواد شیمیایی اکسیژن زدا از خوردگی اکسیژن یا مصرف بیش از حد آن که باعث افزایش هزینه های عملیاتی می شود و خطر خوردگی مس را افزایش می دهد، ممانعت می کند.
اندازه گیری بسیار دقیق، پایدار و سریع هیدرازین باعث بهبود کنترل فرآیند و کنترل کارایی سیستم می شود.

معیارهای انتخاب اکسیژن زدا

معیارهای زیادی برای انتخاب ماده اکسیژن زدا وجود دارد. اولین معیار این است که نباید مواد جامد تولید کند، که می تواند به پره های توربین آسیب برساند و یا گرما ایجاد کند. نتیجه این است که ابتدا به دنبال اکسیژن زدای غیر آلی و غیر جامد باشید. سایر معیارهای مورد نیاز برای انتخاب اکسیژن زدا عبارتند از:
۱٫ راندمان واکنش سریع در هر دما
۲٫ خطر سرطان زا یا کارکرد دیگری نداشته باشد.
۳٫ پایداری حرارتی مناسب در دمای بالا
۴٫ محصول جانبی تولید شده در مدار میعانات نداشته باشد و به شکل گیری یک فیلم فلزی غیرفعال کمک کند.
۵٫ واکنشی با سایر مواد شیمیایی مورد استفاده نداشته باشد.
۶٫ باعث کاهش pH سطح خورنده نشود (pHکمتر از۸)
۷٫ مقرون به صرفه باشد.

واکنش هیدرازین و اکسیژن

هیدرازین یک ترکیب معدنی، یک مایع قابل اشتعال بی رنگ است با بویی شبیه آمونیاک. به روش های مختلف واکنش نشان می دهد:
۱٫ در مرحله اول ، محصول واکنش بین هیدرازین و اکسیژن نیتروژن است، که هیچ تاثیری در عملکرد دیگ بخار و توربین ندارد.

مرحله اول سوختن هیدرازین

۲٫ هیدرازین باقیمانده، هنگامیکه بیش از ۲۰۵ درجه سانتیگراد در دیگ بخار گرم شود، به آمونیاک تبدیل می شود که سطح pH آب ورودی را افزایش می دهد و خطر خوردگی اسیدی را کاهش می دهد.

مرحله دوم سوختن هیدرازین

۳٫ در آخر هیدرازین با لایه هماتیت (Fe2O3) روی لوله های دیگ بخار واکنش نشان می دهد و یک لایه مگنتیت پایدار و سخت (Fe3O4) تشکیل می دهد و از دیگ بخار در برابر خوردگی بیشتر محافظت می کند.

مرحله سوم سوختن هیدرازین

بیشتر هیدرازین با تغییر در فرایند Raschig تولید می شود، جایی که آمونیاک با استفاده از هیپوکلریت قلیایی با حضور یا بدون حضور یک کتون مانند استون یا بوتانون اکسیده می شود. همچنین با اکسیداسیون آمونیاک توسط پراکسید هیدروژن در حضور بوتانون و یک ماده انتقال دهنده اکسیژن قابل تهیه است.
هیدرازین بدون آب با شکستن آیزوتروپ هیدرازین-آب با آنیلین ساخته می شود. بخار آنیلین و آب متراکم و فاز جدا می شود. لایه آب آلوده به مقدار کمی آنیلین و هیدرازین به حوضچه تصفیه بیولوژیکی می رود. آنیلین و هیدرازین بدون آب در یک ستون نهایی از هم جدا می شوند.

کاربرد هیدرازین

هیدرازین در فرم هیدراته شده آن، (محلول هایی با غلظت ۰۱/۰ تا ۱۰۰ درصد) در کاربردهای مختلف استفاده می شود. هیدرازین برای سنتز ترکیبات داروئی، مواد شمیایی مورد استفاده در کشاورزی مانند حشره کش ها، آفت کش ها، علف کش ها و مواد شیمیایی مورد استفاده در بویلرها و سیستم های حراراتی استفاده می شود. هیدرازین به عنوان یک عامل تثبیت کننده آمین های آروماتیک برای تولید رنگ ها، جوهرها و رنگ های آلی استفاده می شود. هیدرازین به عنوان یک معرف برای درمان پسماندهای راکتور هسته ای نیز مورد استفاده قرار می گیرد. از هیدرازین به عنوان یک مونومر در پلیمریزاسیون ها و همچنین هیدرازین برای پوشش های پلی اورتان و چسب ها استفاده می شود. کاربرد اصلی و عمده هیدرازین به عنوان یک مهار کننده خوردگی در تصفیه آب، برای از بین بردن اکسیژن محلول در سیستم است . برای تنظیم pH در آب خوراک دیگ ها و برای حذف مواد جامد از ژنراتور بخار، به ویژه در نیروگاه های هسته ای و حرارتی از هیدرازین استفاده می شود. اکسیژن زدایی بخار توسط هیدرازین ممکن است در کارخانه های کاغذ، ساخت فولاد و تولید مواد شیمیایی نیز انجام شود. همچنین از این ماده به عنوان ماده کاهش دهنده در رسوب فلزات استفاده می شود (مثلاً نیکل، کروم، قلع و فلزات گرانبها). در ساخت پلاستیک و شیشه؛ برای بازیابی فلزات گرانبها و اساسی از محلول های نمک فلزی و به عنوان ماسه پساب در تصفیه معرف های شیمیایی از هیدرازین استفاده می شود.

اندازه گیری و بررسی هیدرازین

ترکیبات هیدرازین در آب بسیار محلول هستند و می توان با استفاده از اسپکتروفتومتری اندازه گیری کرد.
هیدرازین های دیگر، مانند ۱،۱- و ۱،۲-دی متیل هیدرازین، ممکن است در این روش ها اختلال ایجاد کند.
علاوه بر این، اندازه گیری هیدرازین بر اساس روش های رنگ سنجی تجاری، با LOD 65 میکروگرم بر متر مکعب برای نوارها و ۳۳۰ میکروگرم بر متر مکعب برای لوله ها (IPCS ، ۱۹۸۷a).
اخیراً یک کاوشگر نوری برای هیدرازین موجود در هوا ایجاد شده است که از خروجی های رنگ سنجی، فلورسنت و شیمیایی استفاده می کند و LOD آن ۳٫۲ ppb (0.1 µM) است.
تولید و استفاده از هیدرازین ممکن است منجر به انتشار آن به محیط شود. هیدرازین در نمونه های فاضلاب در مقادیر پایین مشاهده شده است.