Состав для ингибирования коррозии и солеобразования в системах оборотного водоохлаждения Российский патент 2024 года по МПК C23F11/14 C23F11/16 C02F5/14 

Изобретение относится к составам химических средств для ингибирования коррозии и солеотложения в системах оборотного водоснабжения и теплоснабжения. Изобретение может найти применение во многих отраслях народного хозяйства, в частности, для защиты металлических частей технологического оборудования в нефтегазовой, химической, пищевой промышленности; котлов, котельно-вспомогательного оборудования, теплообменников, трубопроводов, систем водоснабжения, градирен и другого оборудования в энергетике и коммунальном хозяйстве.

В последнее время в различных отраслях промышленности для защиты оборудования от солеотложения и коррозионных процессов наиболее широкое применение получили смесевые реагенты многофункционального назначения. Базовыми компонентами таких составов являются фосфорсодержащие соединения, применение которых характеризуется высокой эффективностью, простотой дозирования и экономичностью.

Известен ингибитор коррозии и солеотложения, включающий, % мае: фосфатный ингибитор 5-40, фосфонатный ингибитор 5-40, безводная гигроскопическая соль щелочных или щелочноземельных металлов неорганических кислот, молекула которой может присоединять от 4-х до 12-ти молекул воды, например, сульфаты и карбонаты натрия, калия, кальция, ортофосфаты натрия, калия остальное, (патент RU 2256727 C1 C23F 11/167, C23F 11/173, C23F 14/02, 20.07.2005). Недостатком данного состава является его низкая сорбционная способность и недостаточно высокая эффективность при одновременном образовании сульфатных и карбонатных отложений.

Известен ингибитор коррозии и накипеобразования, содержащий, мас. %: фосфонбутантрикарбоновую кислоту 0.5-25.0, аминотриметиленфосфоновую кислоту 0.5-10.0, оксиэтилендифосфоновую кислоту 0.5-15.0, полимер 2-метилпроп-2-еновой кислоты 0.5-10.0, метил-2-метилпроп-2-еноата 0.5-10.0, сополимер 2-метилпроп-2-еновой кислоты 0.1-8.0, 2-метилпроп-2-енамида 0.1-8.0, натрий пиросернистокислый 0.5-25.0, гидроксид натрия 0.5-5.0, вода - до 100% (патент RU 2693243 C1, C23F 11/167, C23F 14/02, 01.07.2019). Однако состав имеет сравнительно высокую скорость коррозии медьсодержащих сплавов.

Также известен ингибитор коррозии и накипеобразования для применения в системах оборотного охлаждения электростанций или промышленных предприятий, представляющий собой состав со следующем соотношении компонентов, мас. %: триполифосфат натрия и/или гексаметафосфат натрия 1-5, 1-гидроксиэтилендифосфоновая кислота 20-35, полимер проп-2-еновой кислоты с 2-гидроксипропил-проп-2-еноатом и проп-2-еноатом натрия и/или сополимер акрилата натрия и акриламида 10-30, 1,2,4-триазол и/или 1,2,3-бензотриазол и/или толилтриазол 0.5-2, вода остальное до 100% (патент RU 2702542 C1, C23F 11/167, C02F 5/04, 08.10.2019). Использование такого ингибитора несмотря на применение фосфонатов не позволяет в достаточной степени предотвратить защиту от коррозии.

Наиболее близким к заявляемому изобретению составом того же назначения по совокупности существенных признаков является состав для предотвращения отложений неорганических солей и коррозии, включающий фосфоновый компонент, водорастворимый полимер, аминный компонент, ингибитор коррозии и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит гидроксилсодержащее соединение при следующем соотношении компонентов, мас. %.: фосфоновый компонент 5.0-30.0, водорастворимый полимер 0.1-5.0, аминный компонент 5.0-20.0, ингибитор коррозии 0.1-0.5, гидроксилсодержащее соединение 5.0-30.0, вода - до 100% (RU 2447197 C1, C23F 11/10, C09K 8/54, 10.04.2012). Недостатком данного состава является низкая эффективность ингибирования солевых отложений, а также неустойчивость смеси во времени, сопровождающаяся выпадением мелкодисперсных осадков из раствора.

Анализ известных технических решений показал, что технической проблемой в данной области является необходимость создания состава, обладающего высокой ингибирующей способностью по отношению к неорганическим солевым отложениям и сниженной коррозионной агрессивностью.

Технический результат предлагаемого изобретения - увеличение степени защиты изделий из черных и цветных металлов от коррозии за счет снижения солеотложения при сокращении затрат на их техническое обслуживание.

Указанный технический результат достигается тем, что ингибитор коррозии и солеотложения в системах оборотного охлаждения, включающий оксиэтилидендифосфоновую кислоту, аминный компонент, ингибитор коррозии и воду, в качестве аминного компонента содержит борат диэтаноламина, а в качестве ингибитора коррозии - висмутол I, дополнительно содержит лауретсульфат натрия, силиконовый пеногаситель «ПС-1» и гидроксид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

оксиэтилидендифосфоновая кислота (60%-ный водный раствор)31,0-33,0 (60%-ный водный раствор)31,0-33,0 борат диэтаноламина29,5-31,5 борат диэтаноламина29,5-31,5 висмутол I2,0-2,2 висмутол I2,0-2,2 лауретсульфат натрия0,5-0,7 лауретсульфат натрия0,5-0,7 силиконовый пеногаситель «ПС-1»1,2-1,4 силиконовый пеногаситель «ПС-1»1,2-1,4 гидроксид натрия1,1-1,2 гидроксид натрия1,1-1,2 водадо 100 водадо 100

Отличительной особенностью предложенного ингибитора является то, что использование висмутола I усиливает антикоррозионные свойства деталей, содержащих черные и цветные металлы, за счет образования пассивирующего слоя, состоящего из тиадиазольных комплексов. Кроме того, использование силиконового пеногасителя «ПС-1» позволяет существенно снизить процент тяжелой пены в системах оборотного водоснабжения.

При других соотношениях компонентов состава, кроме заявленных, не удается достичь усиления защитных свойств.

Предлагаемый ингибитор позволяет обеспечивать высокую антикоррозионную защиту технологического оборудования, изготовленного из стали, чугуна и латуни, и предотвращать отложение солей в процессе эксплуатации водных систем.

Использование предлагаемой совокупности существенных признаков, характеризующих ингибитор коррозии и солеотложения, позволяет получить синергетический эффект, не описанный ни для одного аналогичного ингибитора.

Предлагаемый состав получают последовательным смешением исходных компонентов, при постоянном перемешивании и поддержании температуры не выше 60°С.

Пример 1 (прототип). Состав при содержании компонентов, мас.%:

оксиэтилидендифосфоновая кислота30,0 оксиэтилидендифосфоновая кислота30,0 диэтаноламин20,0 диэтаноламин20,0 смесь четвертичных аммонийных солей ИВВ-10.5 смесь четвертичных аммонийных солей ИВВ-10.5 сополимер малеиновой кислоты с акриловой кислотой5,0 сополимер малеиновой кислоты с акриловой кислотой5,0 этиленгликоль30,0 этиленгликоль30,0 водадо 100 водадо 100

Пример 2. Заявленный состав при минимальном содержании компонентов, мас. %:

оксиэтилидендифосфоновая кислота (60%-ный водный раствор)31,0 (60%-ный водный раствор)31,0 борат диэтаноламина29,5 борат диэтаноламина29,5 висмутол I2,0 висмутол I2,0 лауретсульфат натрия0,5 лауретсульфат натрия0,5 силиконовый пеногаситель «ПС-1»1,2 силиконовый пеногаситель «ПС-1»1,2 гидроксид натрия1,1 гидроксид натрия1,1 водадо 100. водадо 100.

Пример 3. Заявленный состав при максимальном содержании компонентов, мас.%:

оксиэтилидендифосфоновая кислота (60%-ный водный раствор)33,0 (60%-ный водный раствор)33,0 борат диэтаноламина31,5 борат диэтаноламина31,5 висмутол I2,2 висмутол I2,2 лауретсульфат натрия0,7 лауретсульфат натрия0,7 силиконовый пеногаситель «ПС-1»1,4 силиконовый пеногаситель «ПС-1»1,4 гидроксид натрия1,2 гидроксид натрия1,2 водадо 100. водадо 100.

Пример 4. Состав при максимальном содержании компонентов без висмутола I, мас.%:

оксиэтилидендифосфоновая кислота (60%-ный водный раствор)33,0 (60%-ный водный раствор)33,0 борат диэтаноламина31,5 борат диэтаноламина31,5 лауретсульфат натрия0,7 лауретсульфат натрия0,7 силиконовый пеногаситель «ПС-1»1,4 силиконовый пеногаситель «ПС-1»1,4 гидроксид натрия1,2 гидроксид натрия1,2 водадо 100 водадо 100

Испытания коррозионной активности составов проводят при температуре 90°С на образцах, выполненных из стали марки Ст3, чугуна СЧ-20 и латуни Л-63 (табл.1). Эффективность ингибирования коррозии металла рассчитывают по изменению массы образца.

Эффективность ингибирования солеотложений при использовании состава определяли титрованием по методу остаточной концентрации осадкообразующих катионов в минерализованной воде (общая минерализация 52.3 г/л) (табл.1).

После проведения сравнительного анализа предлагаемого изобретения с прототипом можно сделать вывод, что техническое решение позволяет существенно снизить солеотложение и увеличить степень защиты изделий из черных и цветных металлов от коррозии при сокращении затрат на их техническое обслуживание.

Изобретение относится к составам химических средств для ингибирования коррозии и солеотложения в системах оборотного водоснабжения и теплоснабжения. Состав включает оксиэтилидендифосфоновую кислоту, аминный компонент, ингибитор коррозии и воду. В качестве аминного компонента состав содержит борат диэтаноламина, а в качестве ингибитора коррозии - висмутол I. Дополнительно состав содержит лауретсульфат натрия, силиконовый пеногаситель «ПС-1» и гидроксид натрия. Компонента взяты в следующих количествах, мас.%: оксиэтилидендифосфоновая кислота в виде 60%-ного водного раствора 31,0-33,0; борат диэтаноламина 29,5-31,5; висмутол I 2,0-2,2; лауретсульфат натрия 0,5-0,7; силиконовый пеногаситель «ПС-1» 1,2-1,4; гидроксид натрия 1,1-1,2; вода до 100. Технический результат: увеличение степени защиты изделий из черных и цветных металлов от коррозии за счет снижения солеотложения в системах оборотного водоснабжения и теплоснабжения. 1 табл., 3 пр.

Состав для ингибирования коррозии и солеобразования в системах оборотного водоохлаждения, включающий оксиэтилидендифосфоновую кислоту, аминный компонент, ингибитор коррозии и воду, отличающийся тем, что в качестве аминного компонента содержит борат диэтаноламина, а в качестве ингибитора коррозии - висмутол I, дополнительно содержит лауретсульфат натрия, силиконовый пеногаситель «ПС-1» и гидроксид натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

оксиэтилидендифосфоновая кислота, в виде 60%-ного водного раствора 31,0-33,0 борат диэтаноламина 29,5-31,5 висмутол I 2,0-2,2 лауретсульфат натрия 0,5-0,7 силиконовый пеногаситель «ПС-1» 1,2-1,4 гидроксид натрия 1,1-1,2 вода до 100