Ингибитор коррозии и отложений черных металлов в нейтральных водных средах

 

Изобретение относится к области защиты черных металлов от коррозии и отложения осадков в нейтральных водных средах с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты теплообменной аппаратуры и оборудования замкнутых систем оборотного водоснабжения с высоким уровнем минерализации и повышенной температурой . Сущность: ингибитор содержит бис-(арилсульфонат) аммония при следующем соотношении ингредиентов, мг/л: оксиэтилидендифосфоновая кислота 10-13; хлорид цинка Zn+2 1-2; бис-(арилсульфонат) с аммо.ния 3-4. 1 табл. о %О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 С 23 Г 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ИИФВ;1У,2

Г - -" .: ьИ ЛймТЕНА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4855907/26 (22) 01.08.90 (46) 07.05.93. Бюл. N 17 (71) Саратовское производственное объединение "Нитрон" и Институт химии присадок

АН АЗССР (72) Л.А.Егорова, В.М.Кязимов, Ф.Н.Мамедов, Ф.А.Мамедов и Н.P.Ñóëòàíoâà (56) Патент IlHP М 125215, кл. С 23 F 11/16, 1985.

Патент США М 4239648, кл. С 23 F

11/16, 1980.

Патент США Nã 4217216, кл. 210-58, 1979.

Изобретение относится к области защиты черных металлов от коррозии и отложений осадков в нейтральных водных средах с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты теплообменной аппаратуры и оборудования замкнутых систем оборотного водоснабжения с высоким уровнем минерализации и повышенной температурой.

Цель изобретения — увеличение эффективности действия состава против коррозии и отложений в широком диапазоне температур и уровня минерализации. указанная цель достигается тем, что в состав для защиты металла от коррозии и отложения осадков в нейтральных водных средах, содержащий фосфонат, в частности оксиэтилидендифосфоновую кислоту и сое(и> Какао 1813797 А1 (54) ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ И ОТЛОЖЕНИЙ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ В НЕЙТРАЛЬНЫХ ВОДНЫХ СРЕДАХ (57) Изобретение относится к области защиты черных металлов от коррозии и отложения осадков в нейтральных водных средах с помощью ингибиторов и может быть использовано для защиты теплообменной аппаратуры и оборудования замкнутых систем оборотного водоснабжения с высоким уровнем минерализации и повышенной температурой. Сущность: ингибитор содержит бис-(арилсульфонат) аммония при следующем соотношении ингредиентов, мг/л: оксиэтилидендифосфоновая кислота 10-13; хлорид цинка Zn 1-2; бис-(арилсульфонат)

+2 аммо.ния 3-4. 1 табл. динение цинка, преимущественно хлорид цинка, вводится бис-(арилсульфонат) аммония при следующем соотношении компонентов,мг/л:

Бис-(арилсул ьфонат) аммония 3-4

Оксиэтилидендифосфоновая кислота 10-13

Хлорид цинка 1-2

В качестве исходн эго сырья для получе ния бис-(арилсульфон ата) аммония (далее

БА) использована бис-арилсульфокислота, которая синтезирована по известной методике сульфированием остатка каталитического крекинга (легкий газойль) с последующей конденсацией продукта сульфирования формалином.

1813797

Получение бис-(арилсульфоната) аммония, К бисарилсульфокислоте добавляют

25 ф,-ный водный раствор аммиака при перемешивании в количестве 307, от массы сульфокислоты

МНдОН

Н $0з=АгСН2-Ar-ЯОзН вЂ” -- —— и Н4ЯОз-Аг-СН2-Ar-ЯОзй Н4

Реакционную массу перемешивают 1,5-2 ч при 50-55 С.

Полученный продукт представляет собой 33 -ный водный раствор темного цвета и имеет следующую характеристику:

Плотность р4, г/см 1,1109 рН 7,7

Вязкость кинематическая при 50 С. сСт 5,8

Активное вещество, (22

Образцы углеродистой стали Ст.3 испытывали в лабораторных условиях на коррозионную стойкость в промышленной оборотной воде. Для количественной оценки коррозионности воды и определения защитных свойств ингибитора выбран гравиметрический метод, Он является самым надежным способом, при котором сравнивается потеря веса металлического образца до и после испытания, Для подсчета эффекта ингибирования образцы испытывали в неингибированной воде.

Испытание защитных свойств ингибиторных составов и определение их эффективности в оборотных водах проводили на установке, имитирующей реальные условия эксплуатации теплообменного аппарата.

Испытания проводили при температуре

90 С и уровне минерализации 4,5 г/л.

Рабочие растворы готовили на промышпенной оборотной воде. Длительность испытаний 1000 ч. Во время проведения эксперимента концентрацию ингибирующего состава поддерживали постоянной.

Скорость коррозии рассчитывали по потере массы образцов:, r/ìч.

Мг-М1

$ г где М1, Мр — вес образца до и после испытаний, г;

s — площадь образца, м; т — продолжительность испытаний образцов, ч, Пк = 1, 1 2 Ск, ммlгод.

Группа коррозионной стойкости и балл стойкости определяются по десятибалльной шкале коррозионной стойкости металлов (ГОСТ 13819-68). Защитный эффект ингибирования рассчитывается по формуле где C« — скорость коррозии металла в среде без ингибирования, г/м ч;

C« — скорость коррозии металла в среде

"0 с применением ингибитора, г/м ч.

Параллельно определяли скорость карбонатных отложений по известному методу.

Весовая скорость отложений рассчитывалась по формуле

С= РТ г/ %

М2 — M)

20 линейная скорость отложений:

h0 = 0,73 —, мм /месяц, Со где М1 и Mz — вес образца до и после экспозиции (с отложениями), r;

F — площадь поверхности образца, м;

Т вЂ” продолжительность экспозиции образца, ч;

0,73 — коэффициент пересчета; ро- плотность(обьемный вес) карбонатных отложений, г/см, для плотных карбонатных отложений принято 2,28, Полученные результаты приведены в табли35

Как видно из таблицы, оптимальным является следующее соотношение ингредиентов ингибирующего состава, мг/л:

БА 3

ОЭДФ (Р205) . 10

Хлорид цинка (Zn 2) 1

Обработка оборотной воды с уровнем минерализации 4,5 г/л и температурой 90 С заявляемым составом приводит к максимальному снижению скорости коррозии до 0,001 мм/год (у прототипа 0,083 мм/год). Скорость карбонатных отложений при этом также минимальна: 0,0024 мм/год (у прототипа 0,098 мм/год).

Уменьшение концентрации БА до 2 мг/л и 1 мг/л в заявляемом составе приводит к увеличению скорости коррозии до 0,00770,047 мм!год и скорости карбонатных отложений до 0,042-0,064 мм/год.

Увеличение концентрации БА до 4 мг/л приводит к незначительному увеличению скорости коррозии — 0,0029 ммl год и скорости карбонатных отложений — 0,0066 мм/год. Дальнейшее увеличение концентрации БА до 5 мгlл увеличивает скорость

1813797

3-4

Скорость карбонатных отложеГруппа стойкости, ний(гlм ч и в мм/год) при уровне минералиэации 4,5 г/л

0,201/0,064

0,130/0,042

0,0078/0,002

0,020/0,0066

О, 154/0,048

0,026/0,0083

0,250/0,080

0,149/0,047 коррозии до 0,029 ммlгод, скорость карбонатных отложений до 0,048 мм/год.

Соответственное увеличение концентрации ОЭДФ до 13 мг/л и хлорида цинка до

2 мг/л также незначительно увеличивает скорость коррозии до 0,0042 мм/год и скорость карбонатных отложений до 0,0083 мм! год.

Уменьшение концентрации ОЭДФ до 8 мг/л и хлорида цинка до 0,5 мг/л, а также увеличение концентрации ОЭДФ до 15 мг/л и хлорида цинка до 3 мг/л приводит к увеличению скорости коррозии до 0,028-0,041 мм/год и скорости карбонатных отложений до 0,047-0,080 мм/год.

Следовательно, оптимальной концентрацией ингредиентов заявляемого состава является,мг/л:

БА 3,0

ОЭДФ (Р205) 10,0

Хлорид цинка (Zn ) 1,0

Предлагаемый состав позволяет значительно снизить скорость коррозионных разрушений углеродистой стали (до 0,001 мм/год) по сравнению с известным составом, повысить степень защиты от карбонатных отложений при высоком уровне минерализации и высокой температуре обо5 ротной воды, кроме того, существенно снизить рабочие концентрации и исключйть применение дорогостоящих реагентов.

Формула изобретения

Ингибитор коррозии и отложений чер10 ных металлов в нейтральных водных средах, содержащий оксиэтилидендифосфоновую кислоту и хлорид цинка, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью усиления эффективности действия состава против коррозии и от15 ложения осадков при высоком уровне минерализации и высокой температуре, он дополнительно содержит бис-(арилсульфонат) аммония при следующем соотношении ингредиентов, г/л:

20 Оксизтилидендифосфоновая кислота 10-13

Хлорид цинка 1-2 бис-(Арилсул ьфонат) аммония

4,стойкие

3, весьма стойкие

1, совершенно стойкие

2, весьма стойкие

4, стойкие

2, весьма стойкие

4, стойкие

4, стойкие

1813797

Продолжение таблицы

Состав ингибито а, мг/л

Скорость

Скорость карбонатбис арилсульфонат) аммония хлорид цинка ных отложений(г/м ч и в мм/год) рализации, 4,5 г/л при уровне минерализации 4,5 г/л

5, стойкие

0,074/0,082

0,307/0,098

Составитель А.Бардачева

Техред М,Моргентал Корректор С.Юско

Редактор Е,Хорина

Заказ 1813 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

Прототип фосфонат 2-100 молибдат 1,5-100 окись цинка 0-50 гидролизованный полиакрилонитрил

h/

0,1 — 30 оксиэтилидендифосфоновая кислота коррозии (гlм ч, ммl год) при

gðîâHå минеГруппа стойкости, балл