Ингибитор кислотной коррозии
Использование: при химических очистках энергетического оборудования от отложений , травлении черных и цветных металлов и сплавов (низкоуглеродистая, экономно легированная хромом и нержавеющая аустенитная стали, медь и ее сплавы). Сущность: ингибитор содержит, мае.%: бромид четвертичной аммониевой соли йзохийЬлиния (1,0 - 3,0), гидразингидрат (1,0 - 2,0). диметилформамид (4,0 - 6,0), кубовые остатки моноэтаноловой очистки коксового газа (89,0 - 94,0). 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНЙЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ,т,б 1 в, тп Е; (г ЬРЬвг б :м . я-- им l ие яя 1 (21) 4925347/26 (22) 04.04.91 . (46) 23.04.93; Бюл. N. 15 (71) Предприятие Южтехэнерго Производственного обьединения по наладке, совер шенствованию технологии и эксплуатации . электростаицйй и сетей иСоюзтехэнергом (72) Н. Н. Березкин и Ю: Я. Ван-Чин-Сян (73) ЛьвовОР ГРЭС (56} 1. Защита металлов, 1983 r., т. 19, % 2, с. 2.99 — 301. 2:. ЖФХ 1971, N 8, 1971 статья Н. Н. Березкина и С. С; Кирилюк. 3, Авторское свидетельство СССР % 1401921, кл. С 23 F 11/04, 1988. г - Изобретение относится к защите черных металлов и медьсодержащих сплавов от кислотной коррозии в водных растворах минеральных и низкомолекулярных жирных кислот (НМК), а также композиционных кислотных смесях и может найти применение в энергетике при химических очистках теплообменного и теплосилового оборудования от отложений и накипей, в травильном производстве при кислотной обработке металлических заготовок и готовых изделий. Целью изобретения является разработка ингибитора многоцелевого назначения для защиты.от коррозии черных и цветных металлов при химических очистках энергетического оборудования от отложений и накипей, максимально используя при этом отходы и роизводств, Поставлен на я задача достигается оптимально подобранной по составу композиционной синергитической. Ж 1811540 АЗ 2 (54) ИНГИБИТОР КИСЛОТНОЙ КОРРОЗИИ (57) Использование: при химических очистках энергетического оборудования ат отложений, травлении черных и цвЕтных металлов и сплавов (низкоуглеродистая, . экономно легированная хромом и нержавеющая аустенитная стали, медь и ее сплавы). Сущность: ингибитор содержит, мас.; : бромид четвертичной аммониевой соли изохийолийия (1,0 — 3,0), гидразингидрат (1,0 — 2,0). диметилформамид (4,0 — 6,0), кубовые остатки моноэтаноловой очистки коксового газа (89,0 — 94,0). 3 табл. смесью — ингибитором ЮТЭ-8. Ингибитор содержит бромид алкил (арил)-изохиноли- Ф . ний, гидразин-гидрат, диметилформамид и .QQ кубовые остатки моноэтаноловой очистки .а коксового газа (КМА). Состав КМА показан ранее. Получение четвертичной аммониевой соли показано на примере получения бромистого N-аллилизохинолиния: Берут 129 r (1 моль) технического изохинопина, добавляют 400 г диметипформамида (ДМФА) перемешивают, затем порциями () при перемешивании вводят 121 r (1 моль) бромистого аллила, нагревают до 333 К и перемешивают в течение 4 ч. Выход технического N-аллилизохинолиния бромида— 99,8%. Аналогично с тем же выходом получают и другие К-алкил(арил)изохинолиния бромиды, со следующей химической форму-. лой: 1811540 (cc . 1 где R — алкил (арил), 1,0 1,0 4,0 94,0 Х вЂ” бром ид-ион. Для повышения выхода четвертичной аммониевой соли, реакцию взаимодействия изохинолиния с бромистыми алкилами (арилами) проводят в среде ДМФА, Получение композиционной синергитической смеси — ингибитора ЮТЭ-8: раствор технического N-алкил(арил)изохинолиния бромида в ДМФА смешивают с кубовыми остатками моноэтаноловой очистки коксового газа (KMA), гидразин-гидратом и оставшейся частью ДМФА, тщательно перемешивают полученную композицию после добавления каждого компонента. Состав ингибитора ЮТЭ-8, мас.%: Бромид N-алкил(арил)изохинолиния (ЧАС) 1,0 — 3,0 Гидразин-гидрат 1,0 — 2,0 Диметилформамид (ДМФА) 4,0 — 6,0 Кубовые остатки (КМА) 94,0 — 89,0 Оптимальный состав компонентов в ингибиторе ЮТЭ-8 определялся экспериментальным путем, нахождения граничных и средних концентраций компонентов, мас, : Состав 1 ЧАС 0,5 Гидразин-гидрат 0,5 ДМФА 4,0 КМА 95,0 Состав 2 ЧАС . Гидразин-гидрат ДМФА KMA Состав 3 ЧАС 3,0 Гид разин-гидрат 2,0 ДМФА 6,0 КМА 89,0 Состав 4 ЧАС 4,0 Гид разин-гид рат 3,0 ДМФА 7,0 KMA 86,0 Для экспериментальной проверки защитных свойств предлагаемого ингибитора взяты образцы стали марки Ст. 3, Ст. 10, Ст, 20, Ст. 30, Ст. 40Х, Ст. 12Х1МФ, Ст. 25ХМФ, Ст..22К, Ст. 20Х13, Ст, 08Х18Н1ЛТ в виде круглых плашек диаметром 45 мм и толщиной 3 мм со сквозным отверстием 3 мм для подвешивания образцов в растворы кислот. Образцы меди (М-1) и латуни Л68 — пласти10 15 ны ЗОХ20Х 2 мм со сквозным отверстием 2 мм, сплав МНЖ-5-1 представлен вырезками . конденсаторных трубок в виде колец диаметром 28 мм, высотой 10 мм, толщиной стенки 1,5 мм, Испытания проводились в растворах минеральных кислот различной концентрации, некоторых кислотных композициях и низкомолекулярных жирных кислотах (НМК), которые применяются при химических очистках оборудования от отложений и накипей, а также в травильном растворе следующего состава. 200 г/дм серной кислоты + 40 г/дм хлорида натрия + 40 г/дм нитрата натрия и 4 н. растворах серной и соляной кислот, Руководствова- лись при этом СТ СЭВ 4815-84 В табл. 1 приведены результаты испытаний защитных свойств ингибитора ЮТЭ-8. в зависимости от состава компонентов сине20 ргитической смеси. Оптимальными составами следует признать составы 2 и 3. Повышение концентрации чистых компонентов (не отходов производства) в составе 4 не подкрепляется существенным повыше25 нием защитных свойств ингибитора, а защитные свойства состава 1 менее выражены, Для сравнения эффективности защиты разбавленного ингибитора с прототипом 30 ИР-2 проведены специальные испытания в 4 н. растворах серной и соляной кислот, а также в травильном растворе (см. табл; 2). Полученные результаты свидетельствуют о предпочтительности использования в этих 35 условиях сийергитической смеси — ингибитора ЮТЭ-.8 по сравнению с ИР-2, степень защиты которого значительно ниже. Принимая во внимание, что разработанный ингибитор ЮТЭ-8 предполагается в ос40 новном применять при химических очистках энергетического оборудования от отложений и накипей, в табл, 3 приведены некоторые результаты по исследованию эффективности ингибиторной защиты с 45 применением для этой цели композиционной синергитической смеси — ингибитора ЮТЭ-8. Как видно из приведенных в табл. 3 данных ингибйтор ЮТЭ-8 обладает широким спектром защитного действия в различных растворах кислот и их композициях, применяющихся при химических очистках оборудования от отложений и накипей, Положительные результаты лабораторных 55 испытаний позволили применить разработанный ингибитор для промышленных испытаний при кислотных промывках реального оборудования АЭС от отложений растворами НМК и азотной кислоты. Проведенные испытания опытно-промышленной. 1811540 5 где R — алкил (арил); Х вЂ” бромид-ион, при следующем соотношении компонентов, мас. ь: бромид четвертичной 10 аммониевой соли изохинолиния — 1,0 — 3,0; гидразин-гидрат — 1,0 — 2,0;. диметилформамид — 4,0 — 6,0; кубовые остатки мо15 ноэтаноловой очистки коксового газа — 89,0 — 94,0 таблица! Влияние соотношения компонентов в синергетической смеси ингибиторе !0Т3-8 на степень защиты металлов и сплавов в растворах кислот, С„„„ 1,5 rläì3, продолжительность зкспозиции образцов - 8 ч Раствор кислоты Марка металла сплава Степень защиты, ь t 333 к 313 к! . Состав Состав 99,0 Ст.3:- 30 Ст.40Х 98,8 99,8 2 н. р-р соляной кислоты Ст.12Х!ИФ Си (И-1) МНИ-5-1 Л63 98,9 98,8 99,0 99,6 99,6 Ст.3 - 30 2 н. р-р Ст>ггк С . 40Х 99,3 99,8 99,8 99,8 99,9 99,9 99,9 серной Ст. 120Х !МФ Ст.OBX)BH10T кислоты Ст.3 - 30 Ст.40Х 1н. р-р азотной кислоты. Ст.25ХМФ Ст.12Х1ИФ 99;9 99,9 партии ингибитора (7тн.) показали высокую эффективность ингибиторной защиты оборудования от коррозионного износа в высокоагрессивных растворах кислот. Формула изобретения Ингибитор кислотной коррозии, содержащий кубовые остатки моноэтаноловой очистки коксового газа, гидразин-гидрат, четвертичную аммонийную соль и диметилформамид, отличающийся тем, что, с целью усиления защитного действия при коррозии аустенитных нержавеющих сталей меди и медьсодержащих сплавов, в качестве четвертичной аммониевой соли содержит бромид четвертичной аммонийной соли изохинолиния формулы 93,8 97,8 94,6 98, 1 96,7 99,1 94,1 98,1 94,7 98;7 95,8 98,3 96,5 98,9 97,3 98,7 96, 4 98,6 96,9 99,2 87,9 99,5 98,9 99,8 98,6 98,7 98;9 99,8 99,0 99,8 98,4 98,7 99,4 98,6 .98, 8 98,5 99,4 99;3 99,5 99,8 99,7 99,9 99,9 99,9 99,9 ч 98,3 94,4 98,7 98,7 95,3 98,3 99,4 96,9 97,9 98,6 96,2 98,6 98,9 96,6 98,1 98,5 . 97,3 98,8 99,4 96,9 99," 99,5 97,1 98,9 99;4 97,1 98,6 99,8 97,7 99,4 99,7 98, 9Ý,4 99,9 99,3 99,8 99,9 99,5 99,9 .99,9 ...99,4 99,9 99,9 99,3 99,8 98,9 98,8 99,7 98,9 98,8 99,1 99,6 99,5 99,3 99,8 99,8 99,9 99,9 1811540 Таблица 2 Степень защиты, Марка металла, сплаКислотный раствор ва ЮТЭ-8 И Р-2 98,4 Ст. 3-30 Ст, 40Х Ст. 22К Ст. 20Х13 Ст.12X I M Ф Ст, 25ХМФ Ст. 3-30 Ст. 22К Ст. 40Х. Ст. 20Х13 Ст. 12Х2МФ Ст. 25ХМФ Ст, 3-30 Ст. 22К Ст. 40Х Ст. 20Х13 Ст. 12Х1МФ Ст. 25ХМФ Ст. 08Х18Н10Т 4 н. р-р серной кислоты 96,7 97,1 98,9 98,8 96,6 99,1 97,4 99,4 96,9 99,5 96,3 4 н. р-р соляной кислоты 99,6 96,2 99,4 96,1 99,7 96,5 99,6 96,8 99,8 96,1 99,8 96,3 99,6 Травил ьный раствор 93,5 99,4 95,1 99,5 94,2 99,5 96,1 99,7 95,3 99,6 95,2 99,7 91,7 Таблица 3 Степень защиты металлов и сплавов от кислотной коррозии в зависимости от концентрации (г/дмз) ингибитора ЮТЭ-8, Температура раствора 313 К, продолжительность экспозиции образцов в кислотах 8 ч. Эффективность ингибиторной защиты от кислотной коррозии металлов. Концентрация ингибиторов 1 гlдм, температура растворов 333 К, время испытаний 24 ч. 1811540 Продолжение табл.З Степень защиты, сплава Синг.=2,0 Синг.=1 0 Синг.=0.5 Л68 98,7 98,7 98,1 98,3 98,6 98,7 99,1 99,2 98,3 99,5 98,5 к-та + 0,5 -ный Ст, 22К 99,6 99,6 99,4 98,4 99,6 98,6 99,5 кислоты 99,6 99,7 99,5 99,7 99,7 99,5 99,5 99,1 99,5 98,8 98,9 98,9 98,4 3 -ная соляная к-та + 4о -ный р-р НМК 99,5 99,4 99,6 99,1 99,5 99,6 99,6 99,7 99,1 99,7 Ст. 12Х1МФ 99,3 99,5 98,8 Л68 99,7 99,4 99,7 99,3 МНЖ-5-1 Ст. 3-30 Ст. 22К 7%-ный р-р НМК 99,5 98,4 99,1 98,3 99,6 99,4 98,6 99,4.99,4 99,5 99,5 99,5 98,9 99,3 99,5 99,4 99,4 99,9 9g 9 98,3 99,1 99,4 99,8 99,2 99,5 99,6 4о ный р р НМК+ 2%-ный 99,9 99,8 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 р-р азотной кис99,8 лоты 99,9 99,9 5 -ный р-р азотНОЙ КИСЛОТЫ 99,9 99,9 99,8 Раствор кислоты Марка металла, МНЖ-5-1 4 -ная соляная Ст. 3-30 р-р плавиковой . Ст. 40Х Ст, 20Х13 Ст. 12Х1МФ. Л68 Си(М-1) М НЖ-5-1 Ст. 3-30 Ст, 22К Ст, 40Х . Ст. 40Х Ст. 12Х1МФ Л68 Си(М-1) МНЖ-5-1 Ст, 3-30 Ст. 22К Ст. 12Х1МФСт.25ХМФ Ст, 40Х Л68 Си(М-1) М НЖ-5-1 Ст. 3-30 Ст. 40Х Ст, 22К Ст, 20Х13 ,Ст. 12Х1МФ 99,9 99,9 . 99,9 99,9 99,8 . 99,8 99,9 99,8 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 1811540 Продолжение табл,3 Степень защиты, % Марка металла, сплава Раствор кислоты Синг.=1,0 Синг,=0,5 Синг.=2,0 3%-ный р р азотной кислоты+ 0;5% -н ы и р-р плавиковой кислоты 5%-ный р-р серной к-ты + 0,5 %ный плавиковой кислоты 5%-ный р-р серной кислоты 99,9 Составитель Н.березкин Техред М.Моргентал Корректор. В,Петраш Редактор Заказ 1463 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Л68 МН Ж-5-1 Ст. 3-30 Ст, 22К . Ст. 4ОХ Ст. 12Х1МФ Л68 Си(М-1) М НЖ-5-1 Ст. 3-30 Ст. 22К Ст. 40Х Ст. 12Х1МФ Ст.25ХМФ Ст.08Х18Н10Т Ст. 3-30 Ст, 22К Ст, 40Х Ст. 12Х1МФ Ст.08Х18Н10Т 99,9 99;8 99,8 99,9 99,8 99,9 99,8 99,8. 99;9 99,7 99,8 99,6 99,8 99,5 99,6 99,1 . 99,3 99,6 99,6 99,4 99,9 99,9 99,9 99,9 .. 99,9 99,9 99,9 99,9 99 9 99;9 99,9 99,7 99,9 99,8 99,8 99,6 99,8 99.8 99,8 99,8 99,9 99,9 99,9 99,9 9g 9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,9 99,8 99,9 . 99,8 99,9 99,9 99,8 99,8 99,9
