СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ И КОРРОЗИИ Российский патент 2016 года по МПК C02F5/14 C23F11/167 

Изобретение относится к способам предотвращения отложений минеральных солей, коррозии и может быть использовано в системах водоподготовки, в которых вода используется в качестве хладагента, теплоносителя, гидротранспорта.

Известен способ предотвращения отложений в теплоэнергетике и промышленных системах водоснабжения с использованием реагента ИОМС /сравнительная оценка эффективности отечественных и импортных ингибиторов солеотложений / Б.Н. Дрикер, А.П. Ваньков // Энергосбережение и водоподготовка, №1, 2010, с. 55-59/. Однако этот способ неэффективен для ингибирования коррозии конструкционных сталей, латуни.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ предотвращения солеотложений, коррозии и биообрастаний путем введения в обрабатываемую среду органофосфоната - гексаметилендиаминтетраметиленфосфоновой кислоты (ГМДТФ) и металлосодержащего комплексоната при мольном соотношении 3:1-2:1. В качестве металлосодержащего комплексоната используют смесь комплексонатов цинка и меди при их мольном соотношении 0,75:0,25-0,5:0,5 соответственно (патент RU 2409523).

Однако этот способ недостаточно эффективен для систем с высоким солесодержанием, при температуре выше 70°С для одновременного ингибирования коррозии, как конструкционных сталей, так и цветных металлов (латунь).

Задачей изобретения является повышение эффективности обработки воды с целью предотвращения отложений и коррозии.

Технический результат - повышение эффективности ингибирования солеотложений и ингибирования коррозии в системах с высоким солесодержанием при повышенных температурах.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемый способ предотвращения минеральных отложений и коррозии ведут путем введения в обрабатываемую среду органофосфоната, где в качестве органофосфоната берут гексаметилендиаминтетраметиленфосфоновую кислоту (ГМДТФ) и ее металлосодержащие комплексонаты никеля и кобальта при мольном соотношении ГМДТФ:металлосодержащие комплексонаты никеля и кобальта 2,5:1 и мольном соотношении комплексонатов никеля и кобальта 0,75:0,25-0,25-0,75 соответственно.

Сравнение заявляемого изобретения с прототипом позволяет сделать вывод о соответствии критерию «новизна», поскольку заявляемое решение характеризуется использованием новых комплесонатов - никеля и кобальта, а также их новым соотношением с ГМДТФ и между собой.

Использование заявляемого способа позволяет обеспечить достижение нового технического результата, ранее неизвестного для систем с повышенным солесодержанием, позволяя с высокой эффективностью осуществить ингибирование коррозии не только стали, но и латуни. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «изобретательский уровень».

Заявляемое изобретение может быть использовано с применением известных веществ, оборудования в известных системах для предотвращения отложений минеральных солей, коррозии и может быть эффективно использовано в системах водоподготовки. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию «промышленная применимость».

Заявляемое изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения и реализовано с использованием установки одновременного определения скорости коррозии и солеотложения, схема которой изображена на Фиг. 1.

На фиг. 1 изображены - водный термостат 1, коррозиметр 2, перистальтический насос 3, теплообменник 4, емкость из которой происходит циркуляция воды 5.

Воду для испытаний готовили смешением равных объемов двух растворов: раствор №1 - СаСl₂ - 2.92 г/дм³, NaCl - 40,6 г/дм³, MgSO₄ - 4.26 г/дм³; раствор 2 - NaHCO₃ - 2,4 г/дм³.

Испытания поводили на установке, состоящей из водного термостата 1, перистальтического насоса 3 (V=1,2 м/с), стеклянного теплообменника 4 и емкости, из которой происходит циркуляция исследуемой воды 5.

Продолжительность процесса составляла 3 часа, температура изменялась в диапазоне 70-90°С. Количество отложений определяли по окончании процесса, растворяя образовавшиеся отложения на теплообменнике 0,1 н. соляной кислотой и определяя количество образовавшегося карбоната кальция по стандартной комплексонометрической методике.

Скорость коррозии определяли в течение всего процесса электрическими зондами, изготовленными из стали Ст 3 и латуни - Л-60, коррозиметром «Эксперт-004». Реагенты использовали в виде 0,1% растворов в количестве 2-6 мг/л в пересчете на 100% продукт.

Эффективность ингибирования солеотложений рассчитывали по формуле:

где A₁ - количество отложений в контрольном опыте;

А₂ - количество отложений в опыте с реагентом.

Эффективность ингибирования коррозии рассчитывали по коэффициенту торможения (К)

где B₁ - скорость коррозии в контрольном опыте, мкм/год;

В₂ - скорость коррозии с реагентом, мкм/год.

Данные представлены в таблице 1, 2.

Из данных, представленных в таблице 1, 2, видно, что композиция, состоящая из ГМДТФ и ее комплексонатов с никелем и кобальтом, имеет более высокую эффективность для ингибирования солеотложений и значительно более высокую эффективность для ингибирования коррозии как стали, так и латуни. По нашему мнению, в первом случае это обусловлено образованием более прочных комплексов, чем у прототипа, и, как следствие, меньшей склонностью к гидролизу комплексонатов с повышением температуры. В случае ингибирования коррозии, очевидно, что с повышением температуры происходит быстрое образование защитных слоев на поверхности металла (см., например, Ю.И. Кузнецов, Г.В. Зинченко. Ж. Коррозия. Материалы защиты, 2003, №3, с. 26-29). В случае использования комплексонатов никеля и кобальта защитные слои образуются с большей скоростью и плотностью, что обеспечивает высокую эффективность защиты от коррозии.

Изобретение относится к способам предотвращения отложений минеральных солей, коррозии и может быть использовано в системах водоподготовки, где вода используется в качестве хладагента, теплоносителя, гидротранспорта. Способ предотвращения минеральных отложений и коррозии ведут путем введения в обрабатываемую среду органофосфоната. В качестве органофосфоната берут гексаметилендиаминтетраметиленфосфоновую кислоту (ГМДТФ) и ее металлосодержащие комплексонаты никеля и кобальта при мольном соотношении ГМДТФ: металлосодержащие комплексонаты никеля и кобальта 2,5:1 и мольном соотношении комплексонатов никеля и кобальта 0,75:0,25-0,25-0,75 соответственно. Технический результат - повышение эффективности ингибирования солеотложений и ингибирования коррозии в системах с высоким солесодержанием при повышенных температурах. 1 ил., 2 табл.

Способ предотвращения солеотложений и коррозии в системах водоснабжения путем введения в обрабатываемую воду гексаметилендиаминтетраметиленфосфоновой кислоты и ее металлосодержащего комплексоната, отличающийся тем, что гексаметилендиаминтетраметиленфосфоновую кислоту и ее металлосодержащий комплексонат берут при мольном соотношении 2,5:1,0 соответственно, а в качестве металлосодержащего комплексоната используют смесь комплексоната никеля и комплексоната кобальта при их мольном соотношении 0,75:0,25-0,25:0,75 соответственно.