DE69007822T2 - Methode zur Korrosionsverhütung von Dampf-/Kondensatwasser-Systemen. - Google Patents
Methode zur Korrosionsverhütung von Dampf-/Kondensatwasser-Systemen.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verhindern der Korrosion von Dampf/Kondenswasser-Systemen durch Zugabe eines Korrosionsschutzmittels, welches durch Umwandeln von CO&sub2;, welches in Kondenswasser enthalten ist und die Korrosion von Rohrleitungssystemen hervorruft, in ein Amincarbonat wirksaxn die Korrosion von Rohrleitungssystemen verhindern kann.
- Im allgeineinen wird weiches Wasser als Speisewasser für Niederdruckkessel bis zu etwa 1961 kPa (20 kg/cm²) verwendet. Wenn jedoch Kessel mit weichem Wasser gespeist werden, wird CO&sub2; durch die thermische Zersetzung von Methylorange-Alkalinitäts-Komponenten (M-Alkalinitäts-Komponenten), die in dem Speisewasser enthalten sind, gebildet, und das so gebildete CO&sub2; löst sich in dem Kondenswasser, wobei es somit die Korrosion von Rohrleitungssysteinen verursacht.
- Als Korrosionsschutzmittel für Dampf/Kondenswasser-Systeme sind bisher hochflüchtige Amine wie Cyclohexylamin und Morpholin eingesetzt worden. Im allgemeinen werden solche Mittel in ein Wasserspeisesystem eingespritzt und durch einen Kessel im Kreislauf geführt. Frühere Korrosionsschutzmittel, die aus hochflüchtigen Aminen bestehen, werden mehr im Dampf als im kondensierten Wasser zu dem Zeitpunkt, wenn durch einen Kessel erzeugter Dampf kondensiert wird, verteilt.
- Wenn die Flüchtigkeit von im Dampf enthaltenen Aminen niedrig ist, wird ein Kondenswasser gebildet, welches die Amine in großen Mengen enthält, wogegen hochflüchtige Amine, die im Dampf enthalten sind, sich nur in extrem kleinen Mengen in Kondenswasser auflösen können. Dementsprechend leiden frühere Korrosionsschutzmittel, die aus hochflüchtigen Aminen bestehen, unter dem Problem, daß sie wegen ihrer geringen Löslichkeit in Kondenswasser nicht in der Lage sind, in Kondenswasser gelöstes CO&sub2; in einem ausreichenden Maß zu entfernen.
- US-A-3976441 offenbart ein substituiertes Aminoalkylpropandiol zur Verwendung als Korrosionsinhibitor in flüssigen Kohlenwasserstoff/Brennstoff-Zusammensetzungen.
- Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, welches durch Umwandeln von CO&sub2;, welches in Kondenswasser enthalten ist und die Korrosion von Rohrleitungssystemen verursacht, in ein Amincarbonat wirksam die Korrosion von Rohrleitungssystemen verhindern kann durch Verwenden eines Korrosionsschutzmittels, welches sich in Speisewasser in einer hohen Konzentration auflösen kann und leicht den pH von Speisewasser auf einen ausreichend hohen Wert erhöhen kann.
- Diese Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Verhindern der Korrosion von Dampf/Kondenswasser-Systemen, welches das Zugeben eines Korrosionsschutzmittels, welches 1 bis 100 Gew.-% von mindestens einem Aminodiol umfaßt, das durch die allgemeine Formel (I) dargestellt ist
- worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; jeweils -H, -CH&sub3;, -C&sub2;H&sub5; oder -C&sub3;H&sub7; bedeuten; und n eine ganze Zahl von 0 bis 2 bedeutet, zu Kesselspeisewasser in einer Menge von 0,1 bis 500 mg/l des Kesselspeisewassers umfaßt.
- Die durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Aminodiole sind wenig flüchtige Amine, deren Flüchtigkeit niedrig genug ist, um es den Verbindungen zu ermöglichen, sich in großen Mengen in Kondenswasser zu lösen oder in es überzugehen, um wirksam in dem Kondenswasser enthaltenes CO&sub2; in Amincarbonate umzuwandeln.
- Da die Flüchtigkeit der in dem Verfahren der Erfindung verwendeten Aminodiole niedrig ist, besitzen die Verbindungen, wenn sie zu Speisewasser zugegeben werden, nur eine relativ geringe Fähigkeit, aus dem Speisewasser in den Dampf überzugehen. Die Verbindungen können jedoch in Speisewasser in hohen Konzentrationen gelöst werden und besitzen zusätzlich eine ausgeprägt hohe Fähigkeit, aus dem Dampf in Kondenswasser überzugehen. Infolgedessen werden die Verbindungen in Kondenswasser in Mengen gelöst, die groß genug sind, um es ihnen zu ermöglichen, als Korrosionsschutzmittel in einer extrem wirksamen Weise zu dienen.
- Die vorliegende Erfindung wird im folgenden ausführlicher erläutert.
- Unter den Aminodiolen der allgemeinen Formel (I) sind diejenigen mit einer niedrigen Flüchtigkeit besonders bevorzugt.
- Spezifische Beispiele für Aminodiole der allgemeinen Formel (I) sind 1-Amino-1,2-ethandiol, 2-Dimethylamino-1,4-Butandiol, 2-Amino-2-ethyl-1,3-propandiol, 2-Diethylamino-2- propyl-1,3-propandiol und 2-Amino-2-ethyl-1,4-butandiol.
- Es gibt keine besondere Beschränkung des Gehalts der Aminodiole, die in dem Korrosionsschutzmittel enthalten sind.
- Die Konzentration der Verbindungen kann in dem Bereich von 1 bis 100 Gew.-% ausgewählt werden.
- Das Korrosionsschutzmittel kann andere flüchtige Amine in Kombination mit Aminodiolen der allgemeinen Formel (I) enthalten. Beispiele für solche flüchtigen Amine, die in Kombination mit den Aminodiolen verwendet werden können, sind Cyclohexylamin, Ammoniak Aminomethylpropanol, Morpholin und Aminoalkohole der allgemeinen Formel (II)
- worin R&sub4; und R&sub5; jeweils -H, -CH&sub3;, -C&sub2;H&sub5; oder -C&sub3;H&sub7; bedeuten. Spezifische Beispiele für Aminoalkohole der allgemeinen Formel (II) sind Monoethanolamin, N,N-Dimethylmonoethanolamin, N,N-Diethylmonoethanoiamin, N-Propylmonoethanolamin.
- Es ist möglich, weiter verbesserte Korrosionsschutzwirkungen zu erzielen durch Verwencen der durch die allgemeine Formel (I) dargestellten Aminodioie in Kombination mit anderen flüchtigen Aininen, wie Aminoalkoholen, die durch die allgemeine Formel (II) dargestellt sind.
- Es gibt keine besondere Beschränkung bezüglich der Gesamtmenge der Aminodiole und anderen flüchtigen Amine, die in dem Korrosionsschutzmittel enthalten sind, welches in dem Verfahren hier Erfindung verwendet wird. Sie kann in dem Bereich von 1 bis 100 Gew.% ausgewahlt werden.
- Es gibt keine besondere Beschränkung des Verhältnisses der Aminodiole zu anderen flüchtigen Aminen. Das Verhältnis kann innerhalb des folgenden Eereichs (bezogen auf das Gewicht) ausgewählt werden:
- Aminodiole : andere flüchtige Amine 1:99 bis 99:1.
- In einem solchen Fall können die Aminodiole und anderen flüchtigen Amine in Form eines Gemisches vorliegen, welches durch Vermischen dieser in einem vorbestimmten Verhältnis vor ihrer Verwendung hergestellt wird, oder sie können getrennt in die mit ihnen zu schützenden Systeme injiziert werden. Zusätzlich kann das in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Korrosionsschutzmittel andere Additive wie andere Korrosionsschutzmittel oder Modifikatoren enthalten.
- Das in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendete Korrosionsschutzmittel ist hochwirksam, was die Verhinderung von Korrosion in Dampf/Kondenswasser-Systemen mit einer Kondensationsrate von 0 bis 100% betrifft, z.B. in Kesselanlagen-Dampf/Kondenswasser-Systemen. Das Korrosionsschutzmittel kann die Korrosion von Rohrleitungssystemen verhindern, da es eine extrem hohe Löslichkeit in Kondenswasser besitzt und folglich wirksam CO&sub2;, welches in Kondenswasser enthalten ist und die Korrosion von Rohrleitungssystemen verursacht, in Ainincarbonat umwandeln kann. Das Korrosionsschutzmittel ist auch hochwirksam im Hinblick auf die Verhinderung der Korrosion von Kesseln an sich, da seine Löslichkeit in Speisewasser für Kessel ziemlich hoch ist und folglich der pH des Speisewassers leicht erhöht werden kann.
- Die vorliegende Erfindung wird weiter durch Beispiele erläutert.
- Ein dampferzeugender Autoklav wurde bei 180ºC betrieben, währenddessen ein Testwasser (weiches Wasser) mit der unten angegebenen Qualität, das (mit Ausnahme von Versuch Nr. 1) verschiedene Mittel, die in Tabelle 1 gezeigt sind, in einer Konzentration von 15 mg/l Speisewasser enthielt, mit einer Rate von 12 bis 12,8 l/h eingespeist wurde.
- Der so erzeugte Dampf wurde einem Kondensatorkühler zugeführt, und ein Probekörper aus weichem unlegiertem Stahl (15 x 50 x 1 mm) wurde in das Kondenswasser eingetaucht. Die Korrosionsrate wurde nach 48 Std. gemessen. Die Abblasrate (blow rate) wurde auf 10% gesetzt.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
- Enthärtetes Wasser von der städtischen Wasserversorgung von Atsugi
- pH: 8,1
- Elektrische Leitfähigkeit: 200 uS/cm
- M-Alkalinität: 45 mg - CaCO&sub3;/l
- Cl: 13 mg/l
- SiO&sub2;: 29 mg/l
- SO&sub4;²&supmin;: 25 mg/l Tabelle 1 Mittel Versuch Nr. Art Gehalt (Gew.-%) Korrosionsrate (mdd) Anmerkungen Cyclohexylamin Morpholin Monoethanolamin 2-Amino-2-ethyl-1,3-propandiol Monoethanolamin Cyclohexylamin *1: Kontrollbeispiele zum Vergleich *2: Beispiele gemäß der vorliegenden Erfindung
- Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, daß die in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Korrosionsschutzmittel ausgezeichnete Korrosionsschutzwirkungen aufweisen.
- Der in Beispiel 1 verwendete Autoklav wurde unter den gleichen Bedingungen betrieben, und die Verteilung der Mittel, wie sie in Tabelle 2 gezeigt sind, wurde bei einer Kondensationsrate von 10% untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2 Mittel Konzentration in Kesselwasser (mg/l) Konzentration im Dampf (mg/l) Konzentration in Kondenswasser (mg/l) Cyclohexylamin Morpholin Monoethanolamin 2-Amino-2-ethyl-1,3-propandiol
- Aus den in Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen ist ersichtlich, daß 2-Amino-2-ethyl-1,3-propandiol eine geringere Fähigkeit besitzt, in den Dampf überzugehen, aber daß es insgesamt eine ausgezeichnete Fähigkeit hat, in Kondenswasser überzugehen.
Claims (5)
1. Verfahren zum Verhindern der Korrosion von
Dampf/Kondenswasser-Systemen, welches das Zugeben eines
Korrosionsschutzmittels, welches 1 - 100 Gew.-% von mindestens
einem Aminodiol umfaßt, das durch die allgemeine Formel
(I) dargestellt ist
worin R&sub1;, R&sub2; und R&sub3; jeweils -H, -CH&sub3;, -C&sub2;H&sub5; oder -C&sub3;H&sub7;
bedeuten, und n eine ganze Zahl von 0 bis 2 bedeutet,
zu Kesselspeisewasser in einer Menge von 0,1 bis 500 mg
pro Liter des Kesselspeisewassers umfaßt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, worin mindestens eir
flüchtiges Amin zusätzlich zu dem Kesselspeisewasser in
Kombination mit den Aminodiolen zugegeben wird, worin das
Verhältnis des Aminodiols zu dem anderen flüchtigen Amin
im Bereich von 1/99 bis 99/1, bezogen auf das Gewicht,
liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Aminodiol ein
Bestandteil ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
1-Amino-1,2-ethandiol, 2-Dimethylamino-1,4-butandiol,
2-Amino-2-ethyl-1,3-propandiol, 2-Diethylamino-2-propyl-
1,3-propandiol und 2-Amino-2-ethyl-1,4-butandiol.
4. Verfahren nach Anspruch 2, worin das andere fluchtige
Amin mindestens ein Aminoalkohol, dargestellt iurch die
allgemeine Formel (I), ist
worin R&sub4; und R&sub5; jeweils -H, -CH&sub3;, -C&sub2;H&sub5; oder -C&sub3;H&sub7;
bedeuten.
5. Verfahren nach Anspruch 4, worn der Aminoalkohol ein
Bestandteil ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Monoethanolamin, N, N-Dimethylmonoethanolamin,
N,N-Diethylmonoethanolamin und N-Propylmonoethanolamin.
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