Хладоноситель


 


Владельцы патента RU 2489467:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий" (RU)

Изобретение относится к холодильной технике, в частности к промежуточным хладоносителям, и может найти применение в пищевой и других отраслях промышленности. Хладоноситель содержит, мас.%: пропиленгликоль - 34,80-39,90; хлорид натрия 12,70-11,40 и глюконат натрия - 0,22-0,42. Предложенный хладоноситель обеспечивает снижение коррозионной активности хладоносителя, что сказывается на долговечности металлического оборудования. 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к промежуточным хладоносителям и может быть использовано в пищевой и других отраслях промышленности в интервале температур от плюс 5 до минус 50 град.С.

Известны хладоносители на основе органических солей-ацетатов и формиатов, которые характеризуются низкой (до минус 50 град.С) температурой замерзания, нетоксичностью.

Недостатком таких хладоносителей является значительная скорость коррозии в присутствии ионов железа. Кроме того, эти хладоносители целесообразно использовать только в закрытых системах /1/.

На некоторых предприятиях в качестве хладоносителей используются растворы неорганических солей, в частности, кальция, который имеет хорошие теплофизические свойства, низкие температуры замерзания, вплоть до минус 55 град.С. Однако, хладоноситель на основе неорганических солей, имеет серьезный недостаток - высокую коррозионную активность, что приводит к быстрому разрушению системы трубопроводов /2/.

Известен хладоноситель для охлаждения и замораживания пищевых продуктов, который имеет следующий компонентный состав, % масс:

этиловый спирт 15,000-96,70
ингибитор коррозии 0,038-0,39
скипидар 0,010-0,10
вода остальное.

В качестве ингибитора коррозии хладоноситель содержит триэтаноламин и фосфорную кислоту в соотношении 5:1. Хладоноситель применим в диапазоне температур от 0 до минус 100 град.С, имеет малую вязкость, теплофизические характеристики, близкие к воде, экологически безопасен, не горюч при температурах от плюс 10 град.С и ниже /3/.

Недостатком данного хладоносителя является его горючесть и взрывоопасность. Кроме того, хладоносители с высоким содержанием этанола в процессе эксплуатации могут быть использованы не по прямому назначению.

Известен хладоноситель, содержащий пропиленгликоль, хлорид натрия и воду. Этот хладоноситель обладает рядом преимуществ, а именно: хладоноситель используется при отрицательных температурах - до минус 50 град.С и имеет низкую вязкость /4 - прототип/.

Недостатком данного хладоносителя является то, что скорость коррозии превышает значения, регламентированные ГОСТ 28084-89. Это обстоятельство ограничивает использование данного хладоносителя в холодильных установках.

Предлагаемое изобретение направлено на устранение основного недостатка хладоносителей, содержащих неорганические соли - их высокой коррозионной активности по отношению к металлическим конструкциям, с которыми соприкасается жидкий хладоноситель. За счет снижения коррозионной активности увеличивается срок службы дорогостоящего холодильного оборудования и, как следствие, повышение экономической эффективности систем хладоснабжения с промежуточным хладоносителем.

Задача достигается за счет того, что в хладоноситель, содержащий пропиленгликоль, хлорид натрия и воду, дополнительно введен глюконат натрия при следующем соотношении компонентов, масс.%:

Пропиленгликоль 34,80-39,90
хлорид натрия 12,70-11,40
глюконат натрия 0,22-0,42
вода остальное.

Скорость коррозии стали Ст20 в растворах этого хладоносителя в 1,7…1,8 раз выше допустимой 0,1 г/м2·сутки. Поэтому для обеспечения требований по коррозионной активности хладоносителя необходимо вводить в раствор ингибитор - замедлитель коррозии. В качестве ингибитора использовали глюконат натрия (СН2ОН-(CHOH)4-COONa). Использование глюконата натрия в качестве ингибитора основано на торможении анодной реакции окисления металла за счет сдвига электродного потенциала стали в положительную сторону и переводу ее в пассивное состояние. При этом скорость катодной реакции восстановления не замедлялась, что подтверждается подщелачиванием раствора после коррозионный испытаний - pH изменялся от 7,3 до 7,9. В приведенной выше формуле молекула растворителя, связанная с атомом кислорода. Так же были опробованы и другие ингибиторы, например, тиомочевина, натрий виннокислый и гексаметилендиамин, но их коррозионная эффективность по сравнению с глюконатом натрия оказалась значительно ниже.

Методика проведения коррозионных испытаний заключалась в следующем.

Испытание растворов производили на плоских шлифовальных пластинах в состоянии поставки металла, т.е. после оптимальной термической обработки. В качестве основной характеристики скорости общей коррозии V принимали потерю массы образца металла за определенный промежуток времени, отнесенный к единице площади, г/м2·сутки. Использовали также другой показатель - глубину коррозионного проникновения за единицу времени V', мм/год.

Сопоставление величин наибольшего коррозионного разрушения, вычисленного по глубине камеры и потере массы, дает возможность охарактеризовать степень неравномерности коррозии. Этот фактор следует принимать во внимание при определении срока службы трубопроводов холодильных установок, так как неравномерная коррозия приводит к понижению прочности. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1.
Скорость коррозии образцов сталей Ст20 в среде водно-пропиленовых электролитных хладоносителей при температуре 20 град.С. Продолжительность испытаний 500 часов. Образцы металла находились в жидкой фазе.
Хладоноситель g1, мм g2, мм Δg, гр Концентрация ингибитора, % V, z/м2 сутки V', мм/год Защитный эффект ингибитора, %
Безингибитора С ингибитором Без ингибитора С ингибитором
40% ПГ + 2,5 NaCl + H2O 9,3156 9,3127 0,0029 0,30 0,17781 0,08989 0,00801 0,00416 44,81
45% ПГ + 2,2 NaCl + H2O 9,1862 9,1836 0,0026 0,30 0,16734 0,08616 0,00777 0,00399 46,29
40% ПГ + 2,5 NaCl + H2O 8,9033 8,9003 0,0038 0,22 0,17781 0,10022 0,00801 0,00464 44,24
45% ПГ + 2,2 NaCl + H2O 9,3413 9,3374 0,0039 0,42 0,16734 0,08101 0,00777 0,003957 46,84

Из таблицы 1 видно, что в присутствии ингибитора глюконата натрия скорость коррозии образцов сталей в новых электролитных водно-пропиленгликолевых хладоносителях уменьшалась в 2 и более раза и достигала значения менее 0,1 г/м2·сутки, что соответствует принятым нормативам по этому практически значимому показателю.

Известно применение глюконата натрия в пяти промышленных целях /5/:

1. В промышленных моющих средствах.

2. Присадка в бетон и строительные смеси.

3. Присадка в цемент для нефтедобывающей отрасли.

4. Применение в металлургии.

5. Применение в пищевой промышленности - как добавка-комплексообразователь и усилитель вкуса.

В качестве ингибитора использование глюконата натрия в составе хладоносителя не известно из просмотренной научно-технической литературы.

Использование пропиленгликоля в масс.% 34,9-39,9 необходимы и достаточны, потому, что ниже этих значений раствор хладоносителя имеет температуру замерзания не менее минус 30 град.С, а выше - будет малорастворим хлорид натрия в водно-пропиленгликолевом растворителе. Превышение использования хлорида натрия приведет к выпадению соли в осадок, а при низкой концентрации хлорида натрия не будет достигнута требуемая температура. Выбор пределов глюконата натрия выбран исходя из нормативов по коррозионной активности хладоносителей, а так же при подборе меньшей концентрации не будет достигаться защитный эффект ингибитора.

Примеры осуществления.

1. Брали 5,12 кг пропиленгликоля и разбавляли водой в соотношении 1:1,50. В водно-пропиленгликолевый растворитель с массовой долей пропиленгликоля 40% внесли 1,87 кг хлорида натрия. Образовался раствор хлорида натрия в водно-пропиленгликолевом растворителе с концентрацией хлорида натрия 2,5 моль/кг. Скорость коррозии стали 20 в растворе составила 0,1778 г/м2·сутки. В этот раствор хлорида натрия в водно-пропиленгликолевом растворителе добавили 0,044 кг глюконата натрия в качестве ингибитора. Скорость коррозии стали 20 в растворе с ингибитором составила 0,0899 г/м2·сутки. Защитный эффект ингибитора оказался равным 50%. Водно-пропиленгликолевый раствор в присутствии ингибитора отвечает требованиям к хладоносителям по их коррозионной активности. Температура замерзания водно-пропиленгликолевого электролитного раствора с ингибитором составила минус 51,2 град.С.

2. Брали 6,66 кг пропиленгликоля и разбавляли водой в соотношении 1:1,22. В водно-пропиленгликолевый растворитель с массовой долей пропиленгликоля 45% внесли 1,91 кг хлорида натрия. Образовался раствор хлорида натрия в водно-пропиленгликолевом растворителе с концентрацией хлорида натрия 2,2 моль/кг. Скорость коррозии стали 20 в растворе составила 0,1673 г/м2·сутки. В этот раствор хлорида натрия в водно-пропиленгликолевом растворителе добавили 0,050 кг глюконата натрия в качестве ингибитора. Скорость коррозии стали 20 в растворе с ингибитором составила 0,0861 г/м2·сутки. Защитный эффект ингибитора оказался равным 51,5%. Водно-пропиленгликолевый раствор в присутствии ингибитора отвечает требованиям к хладоносителям по их коррозионной активности. Температура замерзания водно-пропиленгликолевого электролитного раствора с ингибитором составила минус 55,4 град.С.

3. Брали 5,8 кг пропиленгликоля и разбавляли водой в соотношении 1:1,5. В водно-пропиленгликолевый растворитель с массовой долей пропиленгликоля 40% внесли 2,12 кг хлорида натрия. Образовался раствор хлорида натрия в водно-пропиленгликолевом растворителе с концентрацией хлорида натрия 2,5 моль/кг. Скорость коррозии стали 20 в растворе составила 0,1778 г/м2·сутки. В этот раствор хлорида натрия в водно-пропиленгликолевом растворителе добавили 0,036 кг глюконата натрия в качестве ингибитора. Скорость коррозии стали 20 в растворе с ингибитором составила 0,1002 г/м2·сутки. Защитный эффект ингибитора оказался равным 56,1%. Водно-пропиленгликолевый раствор в присутствии ингибитора отвечает требованиям к хладоносителям по их коррозионной активности. Температура замерзания водно-пропиленгликолевого электролитного раствора с ингибитором составила минус 50,7 град.С.

Список литературы.

1. Генель Л.С., Галкин М.Л. Влияние хладоносителей на безопасность пищевой продукции. «Холодильный бизнес» - 2003, №9. С.40.

2. Успенская Л.А. Хладоноситель «Нордвэй» - лучшее становится доступным. «Холодильный бизнес» - 2003, №12. С.26.

3. Патент РФ №2250244, публ. 10.05.2008.

4. Патент РФ №2323953, публ. 10.05.2008.

5. http://ru.wikipedia.org/wiki/e576.

Хладоноситель, включающий раствор хлорида натрия в водно-пропиленгликолевом растворителе, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глюконат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

пропиленгликоль 34,80-39,90
хлорид натрия 12,70-11,40
глюконат натрия 0,22-0,42
вода остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к концентрату ингибиторов коррозии, содержащему, в мас.%: 0,02-70,0 смесь, по крайней мере, одной монокарбоновой кислоты, такой как ундекановая, додекановая, 2-этилгексановая, октановая, и, по крайней мере, одной дикарбоновой кислоты, такой, как 1,6-гександикарбоновая, себациновая, 1,4-бутандикарбоновая или их солей щелочных металлов в любом сочетании и в любом соотношении; 0,001-5,0 толилтриазол, или бензотриазол, или их смесь в равных соотношениях; 0,01-3,0 соль щелочного металла или триэтаноламина 2,2'-[[(метил-1н-бензотриазол-1-ил)-метил]имино]бисэтанола; 0,01-5,0 6,6',6''-(1,3,5-триазин-2,4,6-трилтриимино)тригексановую кислоту; 0,01-1,5 пеногаситель; 10,0-15,0 воду; остальное - гликоли, такие как этиленгликоль, пропиленгликоль.

Изобретение относится к защите от коррозии, наводороживания и предупреждения развития сульфатвосстанавливающих бактерий в условиях пониженной аэрации деталей машин.
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для борьбы с отложениями труднорастворимых неорганических солей и с коррозией.

Изобретение относится к водным жидким теплоносителям, в частности к антифризовым хладагентам и к обычным охлаждающим жидкостям, которые обеспечивают как защиту от замерзания, так и защиту от коррозии с помощью синергетических комбинаций карбоновых кислот.

Изобретение относится к веществам, обладающим способностью подавлять жизнедеятельность бактерий и может быть использовано в нефтяной промышленности. .

Изобретение относится к веществам, обладающим способностью подавлять жизнедеятельность бактерий, и может быть использовано в нефтяной промышленности. .

Изобретение относится к органическим кислотным ингибиторам коррозии для использования в антифризных охлаждающих композициях и концентратах. .

Изобретение относится к области защиты от кислотной коррозии черных металлов в однофазных и двухфазных средах типа нефть-минерализованная вода и может быть использовано для одновременной защиты поверхности нефтепромыслового оборудования систем сбора нефти и утилизации сточных вод от коррозии, вызванной действием CO2, H2S и CO2, а также для разрушения водонефтяных эмульсий в процессе перекачки и промысловой подготовки нефти.

Изобретение относится к защите от коррозии металлов в технологических средах, содержащих углекислый газ и сероводород, и может быть применено для борьбы с коррозией оборудования нефтяных и газовых промыслов, транспортных нефте- и газопроводов, систем по переработке углеводородного сырья.

Изобретение относится к области защиты от коррозии черных металлов в однофазных и двухфазных средах, насыщенных углекислым газом, и может быть использовано для борьбы с коррозией оборудования нефтяных и газовых промыслов.
Изобретение относится к холодоаккумулирующему материалу, который может быть использован в термостабилизирующих устройствах в приборостроении и оптоэлектронике, в термоконтейнерах для транспортировки медицинских, биологических препаратов, пищевых продуктов.
Изобретение относится к разработке холодоаккумулирующих материалов, применяемых в термостабилизирующих устройствах, например в оптоэлектронике, в термоконтейнерах для транспортировки медицинских, биологических препаратов и пищевых продуктов.

Изобретение относится к изолирующим текучим средам на водной основе. .

Изобретение относится к разработке теплоаккумулирующих составов, включающих фториды, бромиды и хроматы щелочных элементов, которые применяются в качестве теплоаккумулирующих веществ.

Изобретение относится к холодильному маслу и к композиции рабочего вещества для холодильной установки. .
Изобретение относится к низкозамерзающим охлаждающим жидкостям-антифризам и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания (ДВС) транспортных и стационарных энергетических систем, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах.

Изобретение относится к получению гибкого теплоаккумулирующего материала, предназначенного для использования в средствах защиты органов дыхания человека от воздействия повышенных температур, а также в элементах защитной одежды, упаковках и т.п.

Изобретение относится к усовершенствованному способу для переноса тепла на жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, выбранный из группы, включающей акриловую кислоту, метакриловую кислоту, гидроксиэтилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, гидроксипропилакрилат, гидроксипропилметакрилат, глицидилакрилат, глицидилметакрилат, метилакрилат, метилметакрилат, н-бутилакрилат, изо-бутилакрилат, изо-бутилметакрилат, н-бутилметакрилат, трет-бутилакрилат, трет-бутилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, 2-этилгексилакрилат и 2-этилгексилметакрилат, с помощью косвенного теплообменника, по которому на его первичной стороне течет флюидный теплоноситель и на его вторичной стороне одновременно течет указанная жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, причем жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, для уменьшения загрязнения дополнительно содержит добавленное, по меньшей мере, одно отличающееся от (мет)акрилмономеров активное соединение из группы, состоящей из третичных аминов, солей, образованных из третичного амина и кислоты Бренстеда, а также четвертичных соединений аммония, при условии что третичные и четвертичные атомы азота в, по меньшей мере, одном активном соединении не имеют никакой фенильной группы, но, по меньшей мере, частичное количество указанных третичных и четвертичных атомов азота имеет, по меньшей мере, одну алкильную группу.

Изобретение относится к усовершенствованному способу для переноса тепла на жидкую смесь, содержащую, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, выбранный из группы, включающей акриловую кислоту, метакриловую кислоту, гидроксиэтилакрилат, гидроксиэтилметакрилат, гидроксипропилакрилат, гидроксипропилметакрилат, глицидилакрилат, глицидилметакрилат, метилакрилат, метилметакрилат, н-бутилакрилат, изо-бутилакрилат, изо-бутилметакрилат, н-бутилметакрилат, трет-бутилакрилат, трет-бутилметакрилат, этилакрилат, этилметакрилат, 2-этилгексилакрилат и 2-этилгексилметакрилат, с помощью косвенного теплообменника, по которому на его первичной стороне течет флюидный теплоноситель и на его вторичной стороне одновременно течет указанная жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, причем жидкая смесь, содержащая, по меньшей мере, один (мет)акрилмономер, для уменьшения загрязнения дополнительно содержит добавленное, по меньшей мере, одно отличающееся от (мет)акрилмономеров активное соединение из группы, состоящей из третичных аминов, солей, образованных из третичного амина и кислоты Бренстеда, а также четвертичных соединений аммония, при условии что третичные и четвертичные атомы азота в, по меньшей мере, одном активном соединении не имеют никакой фенильной группы, но, по меньшей мере, частичное количество указанных третичных и четвертичных атомов азота имеет, по меньшей мере, одну алкильную группу.

Изобретение относится к противообледенительным и теплообменным жидким составам, применяемым для борьбы с обледенением или получения теплообменных жидкостей. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности к разработке теплоаккумулирующих составов
Наверх