EP1966097A1 - Inhibition de la corrosion - Google Patents

Inhibition de la corrosion

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EP1966097A1
EP1966097A1 EP06819368A EP06819368A EP1966097A1 EP 1966097 A1 EP1966097 A1 EP 1966097A1 EP 06819368 A EP06819368 A EP 06819368A EP 06819368 A EP06819368 A EP 06819368A EP 1966097 A1 EP1966097 A1 EP 1966097A1
Authority
EP
European Patent Office
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thp
salt
formulation
alkylphosphonic acid
acid
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP06819368A
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German (de)
English (en)
Inventor
Chris Jones
Julie Hardy
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Solvay Solutions UK Ltd
Original Assignee
Rhodia UK Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Rhodia UK Ltd filed Critical Rhodia UK Ltd
Publication of EP1966097A1 publication Critical patent/EP1966097A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N57/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic phosphorus compounds
    • A01N57/10—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic phosphorus compounds having phosphorus-to-oxygen bonds or phosphorus-to-sulfur bonds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N57/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic phosphorus compounds
    • A01N57/18—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing organic phosphorus compounds having phosphorus-to-carbon bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
    • C02F5/14—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing phosphorus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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    • C23F11/167—Phosphorus-containing compounds
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    • C23F11/08—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids
    • C23F11/10—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent in other liquids using organic inhibitors
    • C23F11/167—Phosphorus-containing compounds
    • C23F11/1676—Phosphonic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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    • C23F14/02—Inhibiting incrustation in apparatus for heating liquids for physical or chemical purposes by chemical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/08—Corrosion inhibition
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/20—Prevention of biofouling

Definitions

  • the present invention relates to a method for suppressing or mitigating the problems associated with corrosion and new formulations for use in such a process.
  • THP + salts tetrakis (hydroxyorgano) phosphonium
  • THPS tetrakis (hydroxymethyl) phosphonium sulfate
  • THP + salts can cause corrosion problems, particularly corrosion of ferrous surfaces, when used in aqueous systems at high concentrations.
  • THPS tetrachlorosulfate
  • an ammonium salt to improve performance.
  • this combination of THPS and an ammonium salt added at the high temperatures that can be encountered in oilfield applications, can be corrosive, for example for mild steel and other components. metal.
  • WO 2005/040050 formulations comprising a THP + salt and a primary, secondary or tertiary alcohol having an acetylenic bond in the carbon skeleton have been described to be used in order to avoid this problem, by allowing inhibition at both metal sulphide deposition and corrosion.
  • WO 2004/083131 also discloses formulations for use in the treatment of corrosion and deposition of metal sulfides in aqueous systems, which formulations comprise a THP + salt and a thio-substituted compound.
  • alkylphosphonic acid reduces or prevents the corrosive effect of a THP + salt.
  • the Alkylphosphonic acids are not specialized acidic inhibitors, and therefore this effect would not have been anticipated.
  • the invention thus proposes, in a first aspect, a formulation for the treatment of aqueous systems comprising a THP + salt (as defined above) and an alkylphosphonic acid.
  • THP + salt acts conventionally, e.g. as a biocide or to dissolve / disperse a metal sulfide, while alkylphosphonic acid controls the corrosive effect of the THP + salt.
  • Such formulations are also beneficial because the presence of alkylphosphonic acid surprisingly increases the effectiveness of the THP + salt as a biocide.
  • alkyl phosphonic acid is an acid (alkyl to C 30) phosphonic acid, preferably an acid (C 2 -C 2 5) phosphonic acid, more preferably an acid (alkyl C 3 -C 2 o) phosphonic acid, most preferably an acid (C 5 to C 5) phosphonic acid, for example an acid (alkyl Ce to Ci 2) phosphonic acid, such as an acid (C 7, Cg, C9, or Cio) phosphonic acid.
  • the alkyl group may be an unsubstituted or substituted alkyl group.
  • the alkyl group is substituted, one or more, for example two or more, such as three or more, hydrogens of the alkyl moiety are substituted with a functional group.
  • the substituent groups may be the same or different.
  • the substituent functional group may be any suitable group but may be, for example, a halogeno group (e.g., fluoro, chloro or bromo).
  • the alkyl group may be a straight or branched chain.
  • alkylphosphonic acid examples include octylphosphonic acid, nonylphosphonic acid, decylphosphonic acid and dodecylphosphonic acid.
  • the alkylphosphonic acid is octylphosphonic acid.
  • the anion of the THP + salt must be compatible with the aqueous system.
  • the anion must render the THP + salt water soluble.
  • Preferred anions for the THP + salt include sulfate, chloride, phosphate, bromide, fluoride, carbonate, citrate, lactate, tartrate, borate, silicate, formate and acetate. Sulphate is particularly preferred.
  • the ratio of THP + to alkylphosphonic acid in the formulation is typically in the range of from 1: 1 to 750: 1, preferably from 10: 1 to 500: 1, more preferably from 15: 1 to 300: 1, such as From 20: 1 to 100: 1, for example from 25: 1 to 75: 1, most preferably from 30: 1 to 60: 1, for example from 35: 1 to 55: 1, as from 40: 1 to 50: 1.
  • the formulation may include a surfactant.
  • the surfactant is preferably a cationic surfactant, for example a quaternary ammonium compound, an N-alkylated heterocyclic compound or a quaternized amido-amine.
  • anionic, amphoteric or nonionic surfactants can be used.
  • Aminomethane phosphonates can replace ammonium salts in the aqueous system.
  • the formulation may include a solvent.
  • the solvent may be aqueous or organic.
  • solvents examples include water, dimethylsulfoxide (DMSO), alkylene glycols, glycol ethers and tetrahydrofuran (THF).
  • DMSO dimethylsulfoxide
  • alkylene glycols examples include polyethylene glycols, polypropylene glycols, polystyrene (PS), polystyrene (PS), polystyrene (PS), polystyrene (PS), polysulfate, polysulfate, polysulfate, polysulfate, polysulfate, poly(ethylene glycol) ethoxysilyl)
  • THF tetrahydrofuran
  • the solvent is a glycolic solvent, particularly an alkylene glycol.
  • the alkylene glycol may be a monoalkylene glycol, a dialkylene glycol, a trialkylene glycol or a polyalkylene glycol.
  • the solvent is an alkylene glycol wherein the alkyl group is a C 2 -C 12 alkyl group, preferably a C 2-8 alkyl group, more preferably a C 2-5 alkyl group such as ethylene, propylene or butylene.
  • the solvent may preferably be ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol or propylene glycol.
  • the solvent is ethylene glycol.
  • the present invention also provides, in a second aspect, a formulation consisting essentially of the reaction product of a THP + salt and an alkylphosphonic acid, wherein the ratio of said THP + salt to said alkylphosphonic acid is from 1: 1 to 750: 1.
  • the ratio of THP + to alkylphosphonic acid is preferably from 10: 1 to 500: 1, more preferably from 15: 1 to 300: 1, as from 20: 1 to 100: 1, for example from 25: 1 to 75: 1, most preferably from 30: 1 to 60: 1, for example from 35: 1 to 55: 1, as from 40: 1 to 50: 1.
  • the alkylphosphonic acid may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the THP + salt may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the formulations according to the first and second aspects of the invention are particularly useful for preventing the corrosion of ferrous materials (eg, mild steel), copper and aluminum.
  • Such formulations may be suitably used to treat a metal sulphide deposit, for example an iron sulphide deposit.
  • the iron sulfide may be troilite (FeS) or pyrite (FeS2).
  • the iron sulfide may be mackinawite (Fe 9 S 8 ) or pyrrhotite (Fe 7 S 8 ).
  • the metal sulfide to be treated may be suitably lead sulfide or zinc sulfide, or a combination thereof.
  • Such formulations can also be used as biocides, for treat pests.
  • the present invention also provides, in a third aspect, a method for treating an aqueous system while simultaneously inhibiting corrosion of surfaces in contact with said aqueous system, which method comprises simultaneous, sequential or separate addition of an effective amount.
  • a THP + salt and an alkylphosphonic acid are simultaneous, sequential or separate addition of an effective amount.
  • the treatment may be a treatment to reduce or dissolve a metal sulphide deposit. Therefore, the aqueous system can be a system containing, or in contact with, or sensitive to, a metal sulfide deposit.
  • the metal sulphide deposit may be any metal sulphide deposit but, appropriately, it may be iron sulphide.
  • the iron sulfide may be troilite (FeS) or pyrite (FeS 2 ).
  • the iron sulfide may be mackinawite (FegSg) or pyrrhotite (Fe 7 Sg).
  • the metal sulfide may be lead sulfide or zinc sulfide, or a combination thereof.
  • the treatment may alternatively or additionally be a biocidal treatment. Therefore, the aqueous system can be a system containing, or in contact with, or sensitive to, harmful microorganisms.
  • the alkylphosphonic acid may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the THP + salt may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • sufficient alkylphosphonic acid is added to reduce or eliminate corrosion of the surfaces in contact with said aqueous system.
  • THP + salt is added to obtain the desired treatment of the aqueous system, e.g. an amount sufficient to reduce or eliminate pests or an amount sufficient to reduce or eliminate metal sulphide deposition.
  • the method may include adding a formulation according to the first aspect as described above.
  • the aqueous system can be any aqueous system in which the application of a THP + salt can cause corrosion.
  • the aqueous system is an improved aqueous oil extraction system.
  • the aqueous system can be an aqueous system for industrial water or an aqueous papermaking system.
  • the THP + salt is preferably added in an effective amount of up to 30% by weight, preferably from 5% to 30%, for example from 10% to 25% by weight, as from 15% to 20% by weight. weight.
  • the alkylphosphonic acid is preferably added in an effective amount of 0.1 to 100000 ppm, based on the volume of the treated system, more preferably from 1 to 10,000 ppm, such as from 10 to 10,000 ppm, for example from 100 to 100 ppm. 1000 ppm.
  • Surfaces in contact with said aqueous system may suitably include any metallic material but may include, in particular, ferrous materials (eg, mild steel), copper and / or aluminum.
  • the present invention also provides, in a fourth aspect, the use of an alkylphosphonic acid to reduce or prevent the corrosive effect of a THP + salt.
  • the alkylphosphonic acid is suitably as described above with respect to the first aspect.
  • the THP + salt may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the alkylphosphonic acid may be used in combination with the THP + salt by the use of a formulation according to the first or second aspect of the invention.
  • the alkylphosphonic acid can be suitably used in combination with a THP + salt in the form of a solution.
  • the solvent may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the use may involve the simultaneous, sequential or separate addition of an alkylphosphonic acid and a THP + salt to a system to be treated.
  • the use can be properly applied to the treatment of aqueous systems.
  • the use may be in the context of the treatment of an aqueous system containing or in contact with a metal sulphide deposit.
  • the use may be in the context of the treatment of an aqueous system containing or in contact with harmful microorganisms.
  • the use may adequately involve inhibiting the corrosion of surfaces in contact with the aqueous system.
  • Surfaces in contact with said aqueous system may suitably include any metallic material but may include, in particular, ferrous materials (eg, mild steel), copper and / or aluminum.
  • the present invention also proposes, in a fifth aspect, the use of a formulation according to the first or second aspect of the invention for the reduction, elimination or prevention of metal sulphide deposition and reduction, elimination or prevention of corrosion.
  • the alkylphosphonic acid may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the THP + salt may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the use can be properly applied to the treatment of aqueous systems.
  • the use may be in the context of the treatment of an aqueous system containing or in contact with a metal sulphide deposit.
  • the use may adequately involve inhibiting the corrosion of surfaces in contact with the aqueous system.
  • Surfaces in contact with said aqueous system may suitably include any metallic material but may include, in particular, ferrous materials (eg, mild steel), copper and / or aluminum.
  • the use may be to treat an aqueous system containing or in contact with a metal sulphide deposit while simultaneously inhibiting the corrosion of surfaces in contact with said aqueous system.
  • the aqueous system can be any aqueous system in which the application of a THP + salt can cause corrosion.
  • the aqueous system is an improved aqueous oil extraction system.
  • the aqueous system can be an aqueous system for industrial water or an aqueous papermaking system.
  • the metal sulphide deposit may be any metal sulphide deposit but, appropriately, it may be iron sulphide.
  • the iron sulfide may be troilite (FeS) or pyrite (FeS 2 ).
  • the iron sulfide may be mackinawite (Fe 9 S 8 ) or pyrrhotite (Fe 7 S 8 ).
  • the metal sulfide may be suitably lead sulfide or zinc sulfide, or a combination thereof.
  • the present invention also proposes, in a sixth aspect, the use of a formulation according to the first or second aspect of the invention for the reduction, elimination or prevention of harmful microorganisms and the reduction, elimination or prevention of corrosion.
  • the alkylphosphonic acid may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the THP + salt may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the use can be properly applied to the treatment of aqueous systems.
  • the use may be in the context of the treatment of an aqueous system containing or in contact with harmful microorganisms.
  • the use may adequately involve inhibiting the corrosion of surfaces in contact with the aqueous system.
  • Surfaces in contact with said aqueous system may suitably include any metallic material but may include, in particular, ferrous materials (eg, mild steel), copper and / or aluminum.
  • the use may be to treat an aqueous system containing or in contact with harmful microorganisms while simultaneously inhibiting the corrosion of surfaces in contact with said aqueous system.
  • the aqueous system can be any aqueous system in which the application of a THP + salt can cause corrosion.
  • the aqueous system is an improved aqueous oil extraction system.
  • the aqueous system can be an aqueous system for industrial water or an aqueous papermaking system.
  • the present invention provides, in a seventh aspect, the use of an alkylphosphonic acid in combination with a THP + salt to improve the biocidal efficacy of THP + salt.
  • the alkylphosphonic acid may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the THP + salt may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the alkylphosphonic acid may be used in combination with the THP + salt by the use of a formulation according to the first or second aspect of the invention.
  • the use adequately concerns the treatment of an aqueous system containing or in contact with harmful microorganisms.
  • the microorganisms may in particular be general heterotrophic bacteria.
  • the use may involve the simultaneous, sequential or separate addition of an alkylphosphonic acid and a THP + salt to a system to receive a biocidal treatment.
  • the alkylphosphonic acid can be suitably used in combination with a THP + salt in the form of a solution.
  • the solvent may suitably be as described above with respect to the first aspect.
  • the alkylphosphonic acid may be suitably used in combination with a THP + salt for contacting a system containing or in contact with harmful microorganisms.
  • the THP + acid and salt may be contacted with the system for any suitable duration, for example 10 seconds or more, such as 30 seconds or more, preferably 45 seconds or more, more preferably one minute or more, for example from one minute to four minutes or more, preferably one and a half minutes or more, for example from two minutes to three minutes or more.
  • Aqueous solutions of THPS were tested on mild steel specimens at 50 ° C. for 24 hours to evaluate the corrosion control effect of various agents, which included compounds generally known as inhibitors and alkylphosphonic acid.
  • Each solution included an active solution of THPS at 50% by weight plus 1% by weight of a "potential corrosion control agent". The effect of corrosion on mild steel specimens was measured.
  • Example 2 A solution of THPS and octylphosphonic acid (OPA) in ethylene glycol was tested on mild steel specimens at 50 0 C for 24 hours to evaluate the effect of corrosion control. The effect of corrosion on mild steel specimens was measured.
  • OPA octylphosphonic acid
  • THPS octylphosphonic acid
  • OPA octylphosphonic acid
  • the experiment was repeated to establish a control by not using active ingredient in the aqueous solution in contact.
  • the experiment was also repeated for a comparative test, using an aqueous solution of THPS and a surfactant (250 ml / l of active ingredient).
  • an alkylphosphonic acid is surprisingly effective in increasing the biocidal effect of a THP + salt, a solution of a THP + salt and an acid. alkylphosphonic acid allowing a greater reduction of bacteria than a solution of a THP + salt and a surfactant.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé visant à supprimer ou atténuer les problèmes associés à la corrosion et de nouvelles formulations à utiliser dans un tel procédé.

Description

INHIBITION DE LA CORROSION
La présente invention concerne un procédé visant à supprimer ou atténuer les problèmes associés à la corrosion et de nouvelles formulations à utiliser dans un tel procédé.
Les sels de tétrakis(hydroxyorgano)phosphonium (ci-après, sels de THP+), en particulier le sulfate de tétrakis(hydroxyméthyl)phosphonium (ci-après, THPS), sont largement utilisés dans les systèmes aqueux, en particulier comme biocides et dissolvants/dispersants de sulfures métalliques.
Cependant, les sels de THP+ peuvent poser des problèmes de corrosion, en particulier de corrosion des surfaces ferreuses, quand ils sont utilisés dans des systèmes aqueux à de fortes concentrations.
Par exemple, quand du THPS est utilisé dans des champs pétrolifères, il est typiquement appliqué à des concentrations allant jusqu'à 30 %, conjointement avec un sel d'ammonium afin d'améliorer les performances. Cependant, cette combinaison de THPS et d'un sel d'ammonium, ajoutée aux températures élevées que l'on peut rencontrer dans des applications en champ pétrolifère, peut s'avérer corrosive, par exemple pour l'acier doux et d'autres composants métalliques.
Certains inhibiteurs acides spécialisés se sont précédemment révélés éviter efficacement ce problème de corrosion. Dans le document WO 2005/040050, des formulations comprenant un sel de THP+ et un alcool primaire, secondaire ou tertiaire comportant une liaison acétylénique dans le squelette carboné ont été décrites à utiliser afin d'éviter ce problème, en permettant l'inhibition à la fois du dépôt de sulfures métalliques et de la corrosion. Le document WO 2004/083131 décrit également des formulations à utiliser pour le traitement de la corrosion et du dépôt de sulfures métalliques dans des systèmes aqueux, ces formulations comprenant un sel de THP+ et un composé thio-substitué.
Cependant, on a maintenant découvert de façon surprenante que l'utilisation d'un acide alkylphosphonique réduit ou empêche l'effet corrosif d'un sel de THP+. Les acides alkylphosphoniques ne constituent pas des inhibiteurs acides spécialisés, et par conséquent cet effet n'aurait pas été anticipé.
L'invention propose donc, sous un premier aspect, une formulation pour le traitement de systèmes aqueux comprenant un sel de THP+ (tel que défini ci- dessus) et un acide alkylphosphonique.
De telles formulations sont bénéfiques car le sel de THP+ agit de manière classique, par ex. comme un biocide ou pour dissoudre/disperser un sulfure métallique, tandis que l'acide alkylphosphonique contrôle l'effet corrosif du sel de THP+.
De telles formulations sont également bénéfiques parce que la présence de l'acide alkylphosphonique augmente de façon surprenante l'efficacité du sel de THP+ comme biocide.
Adéquatement, l'acide alkylphosphonique est un acide (alkyl en Ci à C30)phosphonique, de préférence un acide (alkyl en C2 à C25)phosphonique, plus préférentiellement un acide (alkyl en C3 à C2o)phosphonique, le plus préférentiellement un acide (alkyl en C5 à Ci5)phosphonique, par exemple un acide (alkyl en Ce à Ci2)phosphonique, tel qu'un acide (alkyl en C7, Cg, C9 ou Cio)phosphonique.
Le groupe alkyle peut être un groupe alkyle non substitué ou substitué. Quand le groupe alkyle est substitué, un ou plusieurs, par exemple deux ou plus, comme trois ou plus, des hydrogènes de la fraction alkyle sont substitués par un groupe fonctionnel. Quand on dénombre plus d'un hydrogène substitué, les groupes substituants peuvent être identiques ou différents. Le groupe fonctionnel substituant peut être tout groupe approprié mais peut être, par exemple, un groupe halogéno (par ex., fluoro, chloro ou bromo).
Le groupe alkyle peut être une chaîne linéaire ou ramifié.
Les exemples d'acide alkylphosphonique incluent l'acide octylphosphonique, l'acide nonylphosphonique, l'acide décylphosphonique et l'acide dodécylphosphonique. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré de la présente invention, l'acide alkylphosphonique est l'acide octylphosphonique.
L'anion du sel de THP+ doit être compatible avec le système aqueux. L'anion doit rendre le sel de THP+ hydrosoluble.
Les anions préférés pour le sel de THP+ incluent le sulfate, le chlorure, le phosphate, le bromure, le fluorure, le carbonate, le citrate, le lactate, le tartrate, le borate, le silicate, le formate et l'acétate. Le sulfate est particulièrement préféré.
Le rapport entre THP+ et acide alkylphosphonique dans la formulation se situe typiquement dans la gamme de 1 : 1 à 750: 1, de préférence de 10: 1 à 500: 1, plus préférentiellement de 15: 1 à 300: 1, comme de 20: 1 à 100: 1, par exemple de 25: 1 à 75: 1, le plus préférentiellement de 30: 1 à 60: 1, par exemple de 35: 1 à 55: 1, comme de 40: 1 à 50: 1.
En outre, la formulation peut comporter un tensioactif. Le tensioactif est de préférence un tensioactif cationique, par exemple un composé d'ammonium quaternaire, un composé hétérocyclique N-alkylé ou une amido-amine quaternisée. Alternativement, des tensioactifs anioniques, amphotères ou non ioniques peuvent être utilisés. Les phosphonates d'aminométhane peuvent remplacer les sels d'ammonium dans le système aqueux.
En outre, la formulation peut comporter un solvant. Le solvant peut être aqueux ou organique.
Les exemples de solvants incluent l'eau, le diméthylsulfoxyde (DMSO), les alkylène glycols, les éthers de glycol et le tétrahydrofurane (THF). De préférence, le solvant est un solvant glycolique, en particulier un alkylène glycol.
L'alkylène glycol peut être un monoalkylène glycol, un dialkylène glycol, un trialkylène glycol ou un polyalkylène glycol. De préférence, le solvant est un alkylène glycol où le groupe alkyle est un groupe alkyle en C2-12, de préférence un groupe alkyle en C2-8, plus préférentiellement un groupe alkyle en C2-5, tel qu'un éthylène, un propylène ou un butylène. Par exemple, le solvant peut de préférence être l'éthylène glycol, le diéthylène glycol, le triéthylène glycol, le polyéthylène glycol ou le propylène glycol. Dans un mode de réalisation, le solvant est l'éthylène glycol.
La présente invention propose également, sous un second aspect, une formulation consistant essentiellement en le produit de réaction d'un sel de THP+ et d'un acide alkylphosphonique, dans laquelle le rapport entre ledit sel de THP+ et ledit acide alkylphosphonique est de 1 : 1 to 750: 1.
Le rapport entre THP+ et acide alkylphosphonique est de préférence de 10: 1 à 500: 1, plus préférentiellement de 15: 1 à 300: 1, comme de 20: 1 à 100: 1, par exemple de 25: 1 à 75: 1, le plus préférentiellement de 30: 1 à 60: 1, par exemple de 35: 1 à 55: 1, comme de 40: 1 à 50: 1.
L'acide alkylphosphonique peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
Le sel de THP+ peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
Les formulations selon le premier et le second aspects de l'invention sont particulièrement utiles pour la prévention de la corrosion des matériaux ferreux (par ex., acier doux), du cuivre et de l'aluminium.
De telles formulations peuvent être adéquatement utilisées pour traiter un dépôt de sulfures métalliques, par exemple un dépôt de sulfure de fer. Le sulfure de fer peut être de la troïlite (FeS) ou de la pyrite (FeS2). Alternativement, le sulfure de fer peut être de la mackinawite (Fe9S8) ou de la pyrrhotite (Fe7S8). Alternativement, le sulfure métallique à traiter peut être adéquatement un sulfure de plomb ou un sulfure de zinc, ou une combinaison de ceux-ci.
De telles formulations peuvent également être utilisées comme biocides, pour traiter des organismes nuisibles.
La présente invention propose aussi, sous un troisième aspect, un procédé visant à traiter un système aqueux tout en inhibant simultanément la corrosion des surfaces en contact avec ledit système aqueux, lequel procédé comprend l'addition simultanée, séquentielle ou séparée d'une quantité efficace d'un sel de THP+ et d'un acide alkylphosphonique.
Le traitement peut être un traitement visant à réduire ou dissoudre un dépôt de sulfures métalliques. Par conséquent, le système aqueux peut être un système contenant, ou en contact avec, ou sensible à, un dépôt de sulfure métallique.
Le dépôt de sulfure métallique peut être tout dépôt de sulfures métalliques mais, adéquatement, il peut s'agit de sulfure de fer. Le sulfure de fer peut être de la troïlite (FeS) ou de la pyrite (FeS2). Alternativement, le sulfure de fer peut être de la mackinawite (FegSg) ou de la pyrrhotite (Fe7Sg). Alternativement, le sulfure métallique peut être un sulfure de plomb ou un sulfure de zinc, ou une combinaison de ceux-ci.
Le traitement peut, alternativement ou en plus, être un traitement biocide. Par conséquent, le système aqueux peut être un système contenant, ou en contact avec, ou sensible à, des micro-organismes nuisibles.
L'acide alkylphosphonique peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
Le sel de THP+ peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
Adéquatement, une quantité suffisante d'acide alkylphosphonique est ajoutée pour réduire ou éliminer la corrosion des surfaces en contact avec ledit système aqueux.
Adéquatement, une quantité suffisante de sel de THP+ est ajoutée pour obtenir le traitement souhaité du système aqueux, par ex. une quantité suffisante pour réduire ou éliminer les organismes nuisibles ou une quantité suffisante pour réduire ou éliminer le dépôt de sulfures métalliques.
Dans un mode de réalisation, le sel de THP+ et l'acide alkylphosphonique sont ajoutés simultanément. Par conséquent, le procédé peut comprendre l'addition d'une formulation selon le premier aspect décrit ci-dessus.
Le système aqueux peut être tout système aqueux dans lequel l'application d'un sel de THP+ peut provoquer une corrosion. De préférence, le système aqueux est un système aqueux d'extraction des huiles amélioré. Alternativement, le système aqueux peut être un système aqueux pour les eaux industrielles ou un système aqueux de fabrication du papier.
Le sel de THP+ est de préférence ajouté dans une quantité efficace allant jusqu'à 30 % en poids, de préférence de 5 % à 30 %, par exemple de 10 % à 25 % en poids, comme de 15 % à 20 % en poids.
L'acide alkylphosphonique est de préférence ajouté en une quantité efficace de 0,1 à lOO OOO ppm, rapportée au volume du système traité, plus préférentiellement de 1 à 10 000 ppm, comme de 10 à 10 000 ppm, par exemple de 100 à 1000 ppm.
Les surfaces en contact avec ledit système aqueux peuvent adéquatement comprendre tout matériau métallique mais peuvent comprendre en particulier des matériaux ferreux (par ex., acier doux), du cuivre et/ou de l'aluminium.
La présente invention propose également, sous un quatrième aspect, l'utilisation d'un acide alkylphosphonique pour réduire ou empêcher l'effet corrosif d'un sel de THP+.
L'acide alkylphosphonique est adéquatement tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect. Le sel de THP+ peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
L'acide alkylphosphonique peut être utilisé en combinaison avec le sel de THP+ par l'utilisation d'une formulation selon le premier ou le second aspect de l'invention.
L'acide alkylphosphonique peut être adéquatement utilisé en combinaison avec un sel de THP+ sous la forme d'une solution. Dans ce cas, le solvant peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
L'utilisation peut impliquer l'addition simultanée, séquentielle ou séparée d'un acide alkylphosphonique et d'un sel de THP+ à un système à traiter.
L'utilisation peut adéquatement s'appliquer au traitement de systèmes aqueux.
De préférence, l'utilisation peut se situer dans le cadre du traitement d'un système aqueux contenant ou en contact avec un dépôt de sulfures métalliques.
De plus, ou alternativement, l'utilisation peut se situer dans le cadre du traitement d'un système aqueux contenant ou en contact avec des micro-organismes nuisibles.
L'utilisation peut adéquatement impliquer l'inhibition de la corrosion de surfaces en contact avec le système aqueux. Les surfaces en contact avec ledit système aqueux peuvent adéquatement comprendre tout matériau métallique mais peuvent comprendre en particulier des matériaux ferreux (par ex., acier doux), du cuivre et/ou de l'aluminium.
La présente invention propose aussi, sous un cinquième aspect, l'utilisation d'une formulation selon le premier ou le second aspect de l'invention pour la réduction, l'élimination ou la prévention de dépôt de sulfures métalliques et la réduction, l'élimination ou la prévention de la corrosion. L'acide alkylphosphonique peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
Le sel de THP+ peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
L'utilisation peut adéquatement s'appliquer au traitement de systèmes aqueux.
De préférence, l'utilisation peut se situer dans le cadre du traitement d'un système aqueux contenant ou en contact avec un dépôt de sulfures métalliques.
L'utilisation peut adéquatement impliquer l'inhibition de la corrosion de surfaces en contact avec le système aqueux. Les surfaces en contact avec ledit système aqueux peuvent adéquatement comprendre tout matériau métallique mais peuvent comprendre en particulier des matériaux ferreux (par ex., acier doux), du cuivre et/ou de l'aluminium.
En particulier, l'utilisation peut consister à traiter un système aqueux contenant ou en contact avec un dépôt de sulfures métalliques tout en inhibant simultanément la corrosion de surfaces en contact avec ledit système aqueux.
Le système aqueux peut être tout système aqueux dans lequel l'application d'un sel de THP+ peut provoquer une corrosion. De préférence, le système aqueux est un système aqueux d'extraction des huiles amélioré. Alternativement, le système aqueux peut être un système aqueux pour les eaux industrielles ou un système aqueux de fabrication du papier.
Le dépôt de sulfure métallique peut être tout dépôt de sulfure métallique mais, adéquatement, il peut s'agit de sulfure de fer. Le sulfure de fer peut être de la troïlite (FeS) ou de la pyrite (FeS2). Alternativement, le sulfure de fer peut être de la mackinawite (Fe9S8) ou de la pyrrhotite (Fe7S8). Alternativement, le sulfure métallique peut être adéquatement un sulfure de plomb ou un sulfure de zinc, ou une combinaison de ceux-ci. La présente invention propose également, sous un sixième aspect, l'utilisation d'une formulation selon le premier ou le second aspect de l'invention pour la réduction, l'élimination ou la prévention de micro-organismes nuisibles et la réduction, l'élimination ou la prévention de la corrosion.
L'acide alkylphosphonique peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
Le sel de THP+ peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
L'utilisation peut adéquatement s'appliquer au traitement de systèmes aqueux.
De préférence, l'utilisation peut se situer dans le cadre du traitement d'un système aqueux contenant ou en contact avec des micro-organismes nuisibles.
L'utilisation peut adéquatement impliquer l'inhibition de la corrosion de surfaces en contact avec le système aqueux. Les surfaces en contact avec ledit système aqueux peuvent adéquatement comprendre tout matériau métallique mais peuvent comprendre en particulier des matériaux ferreux (par ex., acier doux), du cuivre et/ou de l'aluminium.
En particulier, l'utilisation peut consister à traiter un système aqueux contenant ou en contact avec des micro-organismes nuisibles tout en inhibant simultanément la corrosion de surfaces en contact avec ledit système aqueux.
Le système aqueux peut être tout système aqueux dans lequel l'application d'un sel de THP+ peut provoquer une corrosion. De préférence, le système aqueux est un système aqueux d'extraction des huiles amélioré. Alternativement, le système aqueux peut être un système aqueux pour les eaux industrielles ou un système aqueux de fabrication du papier.
La présente invention propose, sous un septième aspect, l'utilisation d'un acide alkylphosphonique en combinaison avec un sel de THP+ afin d'améliorer l'efficacité biocide du sel de THP+.
L'acide alkylphosphonique peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
Le sel de THP+ peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
L'acide alkylphosphonique peut être utilisé en combinaison avec le sel de THP+ par l'utilisation d'une formulation selon le premier ou le second aspect de l'invention.
L'utilisation concerne adéquatement le traitement d'un système aqueux contenant, ou en contact avec, des micro-organismes nuisibles. Les micro-organismes peuvent en particulier être des bactéries hétérotrophes générales.
L'utilisation peut impliquer l'addition simultanée, séquentielle ou séparée d'un acide alkylphosphonique et d'un sel de THP+ à un système devant recevoir un traitement biocide.
L'acide alkylphosphonique peut être adéquatement utilisé en combinaison avec un sel de THP+ sous la forme d'une solution. Dans ce cas, le solvant peut adéquatement être tel que décrit ci-dessus relativement au premier aspect.
L'acide alkylphosphonique peut être adéquatement utilisé en combinaison avec un sel de THP+ pour sa mise en contact avec un système contenant, ou en contact avec, des micro-organismes nuisibles. L'acide et le sel de THP+ peuvent être mis en contact avec le système pendant toute durée appropriée, par exemple 10 secondes ou plus, comme 30 secondes ou plus, de préférence 45 secondes ou plus, plus préférentiellement une minute ou plus, par exemple de une minute à quatre minutes ou plus, de préférence une minute et demie ou plus, par exemple de deux minutes à trois minutes ou plus.
La présente invention va être illustrée, simplement à titre d'exemple, de la façon suivante.
Exemple 1
Des solutions aqueuses de THPS ont été testées sur des éprouvettes d'acier doux à 500C pendant 24 heures pour évaluer l'effet de contrôle de la corrosion de divers agents, qui incluaient des composés généralement connus comme inhibiteurs et un acide alkylphosphonique. Chaque solution comprenait une solution active de THPS à 50 % en poids plus 1 % en poids d'un "agent de contrôle de la corrosion potentiel". L'effet de la corrosion sur les éprouvettes d'acier doux a été mesuré.
La vitesse de corrosion en mils par an a ensuite été calculée pour chaque agent.
Exemple 2 Une solution de THPS et d'acide octylphosphonique (OPA) dans de l'éthylène glycol a été testée sur des éprouvettes d'acier doux à 500C pendant 24 heures pour évaluer l'effet de contrôle de la corrosion. L'effet de la corrosion sur les éprouvettes d'acier doux a été mesuré.
La vitesse de corrosion en mils par an a ensuite été calculée.
Comme on peut le constater d'après ces exemples, l'utilisation d'un acide alkylphosphonique est très efficace pour contrôler l'effet corrosif du sel de THP+. Ceci est surprenant car les inhibiteurs classiques se sont avérés inefficaces à cet égard.
Exemple 3
Un biofilm établi a été cultivé pendant 29 jours. Ce biofilm a été retiré de sa surface de croissance et éprouvé avec des solutions d'essai.
Tout d'abord, une solution aqueuse de THPS et d'acide octylphosphonique (OPA) (250 ml/1 de principe actif) a été mise en contact avec le biofilm pendant 0 à 3 minutes pour évaluer l'effet biocide. Le nombre de bactéries survivantes par ml (bactéries hétérotrophes générales) dans le biofilm a ensuite été mesuré.
L'expérience a été répétée pour établir un témoin en n'utilisant pas de principe actif dans la solution aqueuse en contact.
L'expérience a également été répétée pour un test comparatif, en utilisant une solution aqueuse de THPS et d'un tensioactif (250 ml/1 de principe actif).
Les résultats, indiquant le nombre de bactéries survivantes dans le biofilm pour chacune des solutions testées, sont représentés sur la figure 1.
Comme on peut le constater d'après cet exemple, l'utilisation d'un acide alkylphosphonique est étonnamment efficace pour augmenter l'effet biocide d'un sel de THP+, une solution d'un sel de THP+ et d'un acide alkylphosphonique permettant d'obtenir une plus grande réduction des bactéries qu'une solution d'un sel de THP+ et d'un tensioactif.

Claims

REVENDICATIONS
1. Formulation pour le traitement de systèmes aqueux, comprenant un sel de THP+ et un acide alkylphosphonique.
2. Formulation selon la revendication 1 dans laquelle l'acide alkylphosphonique est un acide (alkyl en Ci à C3o)phosphonique.
3. Formulation selon la revendication 2 dans laquelle l'acide alkylphosphonique est un acide (alkyl en C5 à Ci5)phosphonique.
4. Formulation selon la revendication 3 dans laquelle l'acide alkylphosphonique est un acide (alkyl en C6 à Ci2)phosphonique.
5. Formulation selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle, dans l'acide alkylphosphonique, le groupe alkyle n'est pas substitué.
6. Formulation selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle, dans l'acide alkylphosphonique, le groupe alkyle est une chaîne linéaire.
7. Formulation selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le sel de THP+ est choisi parmi le sulfate, le chlorure, le phosphate, le bromure, le fluorure, le carbonate, le citrate, le lactate, le tartrate, le borate, le silicate, le formate et l'acétate.
8. Formulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, la formulation comportant en outre un tensioactif.
9. Formulation selon l'une quelconque des revendications précédentes, la formulation comportant en outre un solvant.
10. Formulation selon la revendication 9 dans laquelle le solvant est un alkylène glycol.
1 1. Formulation selon la revendication 10 dans laquelle le solvant est un éthylène glycol.
12. Formulation selon l'une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le rapport entre ledit sel de THP+ et l'acide alkylphosphonique est de 1 : 1 à 750: 1.
13. Formulation consistant essentiellement en le produit de réaction d'un sel de THP+ et d'un acide alkylphosphonique, dans laquelle le rapport entre ledit sel de THP+ et ledit acide alkylphosphonique est de 1 : 1 à 750: 1.
14. Formulation selon la revendication 13, dans laquelle le rapport entre THP+ et acide alkylphosphonique est de préférence de 15: 1 à 300: 1.
15. Formulation selon la revendication 14, dans laquelle le rapport entre THP+ et acide alkylphosphonique est de 30: 1 à 60: 1.
16. Formulation selon l'une quelconque des revendications 13 à 15 dans laquelle l'acide alkylphosphonique est un acide (alkyl en Ci à C3o)phosphonique.
17. Formulation selon l'une quelconque des revendications 13 à 16 dans laquelle le sel de THP+ est choisi parmi le sulfate, le chlorure, le phosphate, le bromure, le fluorure, le carbonate, le citrate, le lactate, le tartrate, le borate, le silicate, le formate et l'acétate.
18. Formulation comprenant un sel de THP+ et un acide alkylphosphonique essentiellement comme décrit ci-avant et par renvoi aux exemples.
19. Procédé visant à traiter un système aqueux tout en inhibant simultanément la corrosion de surfaces en contact avec ledit système aqueux, lequel procédé comprend l'addition simultanée, séquentielle ou séparée d'une quantité efficace d'un sel de THP+ et d'un acide alkylphosphonique.
20. Procédé selon la revendication 19 dans lequel le traitement comprend un traitement visant à réduire ou dissoudre un dépôt de sulfures métalliques.
21. Procédé selon la revendication 19 ou la revendication 20 dans lequel le traitement comprend un traitement biocide.
22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 21 dans lequel le sel de THP+ et l'acide alkylphosphonique sont ajoutés simultanément.
23. Procédé selon la revendication 22, le procédé comprenant l'addition d'une formulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 17.
24. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 23 dans lequel le système aqueux est un système aqueux d'extraction des huiles amélioré, un système aqueux pour les eaux industrielles ou un système aqueux de fabrication du papier.
25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 23 dans lequel le sel de THP+ est ajouté en une quantité efficace de 30 % ou moins en poids.
26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 25 dans lequel l'acide alkylphosphonique est ajouté dans une quantité efficace de 0,1 à 100 000 ppm rapportée au volume du système traité.
27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 19 à 26 dans lequel les surfaces en contact avec ledit système aqueux comprennent des matériaux ferreux, du cuivre et/ou de l'aluminium.
28. Utilisation d'un acide alkylphosphonique pour réduire ou empêcher l'effet corrosif d'un sel de THP+.
29. Utilisation selon la revendication 28, l'utilisation s'appliquant au traitement de systèmes aqueux.
30. Utilisation selon la revendication 29, l'utilisation impliquant l'inhibition de la corrosion des surfaces comprenant des matériaux ferreux, du cuivre et/ou de l'aluminium qui sont en contact avec le système aqueux.
31. Utilisation d'une formulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 18 pour la réduction, l'élimination ou la prévention d'un dépôt de sulfures métalliques et la réduction, l'élimination ou la prévention de la corrosion.
32. Utilisation d'une formulation selon l'une quelconque des revendications 1 à 18 pour la réduction, l'élimination ou la prévention de micro-organismes nuisibles et la réduction, l'élimination ou la prévention de la corrosion.
33. Utilisation d'un acide alkylphosphonique en combinaison avec un sel de THP+ afin d'améliorer l'efficacité biocide du sel de THP+.
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