RU2580685C2 - Corrosion and scaling inhibitor - Google Patents
Corrosion and scaling inhibitor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2580685C2 RU2580685C2 RU2014127411/05A RU2014127411A RU2580685C2 RU 2580685 C2 RU2580685 C2 RU 2580685C2 RU 2014127411/05 A RU2014127411/05 A RU 2014127411/05A RU 2014127411 A RU2014127411 A RU 2014127411A RU 2580685 C2 RU2580685 C2 RU 2580685C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phosphonates
- water
- corrosion
- inhibitor
- acid
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- C02F5/02—Softening water by precipitation of the hardness
- C02F5/04—Softening water by precipitation of the hardness using phosphates
-
- 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
- C23F11/00—Inhibiting corrosion of metallic material by applying inhibitors to the surface in danger of corrosion or adding them to the corrosive agent
- 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
- C23F11/173—Macromolecular compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
- Anti-Oxidant Or Stabilizer Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к ингибиторам коррозии и солеотложений для применения при обработке систем теплоснабжения, систем водооборотного снабжения химических, нефтехимических, металлургических, других промышленных и энергетических предприятий, в коммунальном хозяйстве.The invention relates to corrosion and scale inhibitors for use in the processing of heat supply systems, water supply systems of chemical, petrochemical, metallurgical, other industrial and energy enterprises, in the public utilities.
В последние годы особое внимание уделяется составам многофункционального назначения, одновременно ингибирующим и коррозию, и отложение различных солей (карбонатных, сульфатных, железооксидных). Базовыми компонентами таких составов являются фосфорсодержащие соединения, применение которых характеризуется высокой эффективностью, простотой дозирования и экономичностью. Для ингибирования водооборотных систем широко применяются неорганические полифосфаты, требующие использования приема подкисления серной кислотой. Однако этот традиционный метод имеет ряд недостатков, таких как возможность эффективной стабилизация растворов только с низким уровнем карбонатной жесткости, склонность полифосфатов к гидролизу, образование значительного количества фосфатного шлама, значительные расходы реагентов, возможность интенсификации коррозионных процессов в случаях нарушения режима подкисления. Кроме этого, известно, что, попадая в открытые водоемы, полифосфаты обогащают воду веществами, способствующими развитию сине-зеленых водорослей, зарастанию водоемов водными растениями, снижающими содержание кислорода в воде, и далее к засорению и обескислороживанию водоемов, что существенно ухудшает санитарно-биологическое состояние водных ресурсов, подрывает самоочистительный механизм водоемов и приводит к гибели рыбы.In recent years, special attention has been paid to multifunctional compounds that simultaneously inhibit both corrosion and deposition of various salts (carbonate, sulfate, iron oxide). The basic components of such compositions are phosphorus-containing compounds, the use of which is characterized by high efficiency, ease of dosage and cost-effectiveness. Inorganic polyphosphates are widely used to inhibit water circulation systems, requiring the use of sulfuric acid acidification. However, this traditional method has several disadvantages, such as the ability to effectively stabilize solutions with only a low level of carbonate hardness, the tendency of polyphosphates to hydrolyse, the formation of a significant amount of phosphate sludge, the significant consumption of reagents, the possibility of intensification of corrosion processes in cases of violation of the acidification regime. In addition, it is known that, when exposed to open water bodies, polyphosphates enrich water with substances that promote the development of blue-green algae, overgrowing of water bodies with water plants, which reduce the oxygen content in water, and further to clogging and deoxygenation of water bodies, which significantly worsens the sanitary-biological state water resources, undermines the self-cleaning mechanism of water bodies and leads to the death of fish.
Неприемлемость возросших за последние годы масштабов эвтрофирования водоемов приводит к ограничению применения полифосфатов и поиску новых экологически благоприятных реагентов для обработки воды с низким содержанием фосфора на основе органических фосфонатов, молекулы, которых содержат связь углерод - фосфонатная группа.The unacceptability of increased levels of eutrophication of water bodies in recent years leads to a restriction of the use of polyphosphates and the search for new environmentally friendly reagents for treating water with a low phosphorus content based on organic phosphonates, molecules that contain a carbon-phosphonate group bond.
Известен ингибитор накипеобразования для водных сред, содержащих барий и стронций (Патент КНР 101759304, C02F 5/12, C02F 5/14, оп. 20.02.2013), включающий 10% масс. 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты, 10% масс. полиакриловой кислоты, 10% масс. цитрата аммония, 25% масс. 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновой кислоты. A known scale inhibitor for aqueous media containing barium and strontium (Patent PRC 101759304, C02F 5/12, C02F 5/14, op. 20.02.2013), including 10% of the mass. 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, 10% of the mass. polyacrylic acid, 10% of the mass. ammonium citrate, 25% of the mass. 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid.
Недостатком данного состава является наличие цитрата аммония, использование которого повышает хлороемкость охлаждающей воды и снижает биоцидное действие хлора, что приводит к увеличению биокоррозии и биообрастания.The disadvantage of this composition is the presence of ammonium citrate, the use of which increases the chlorine consumption of cooling water and reduces the biocidal effect of chlorine, which leads to an increase in biocorrosion and biofouling.
Известен ингибитор коррозии и отложений для промышленной воды, содержащий 20-30% масс. сополимера акрилата, 12-20% масс. сополимера сульфоновой кислоты, 5-10% масс. полиэпоксиянтарной кислоты, 0,6-0,9% масс. бензтриазола, 10-15% масс. гидроксиэтилиден-дифосфоновой кислоты, 15-25% масс. 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновой кислоты, 2-4% масс. цинковой соли (Патент КНР 101117256, C02F 5/14, оп. 10.06.2009).Known inhibitor of corrosion and deposits for industrial water, containing 20-30% of the mass. acrylate copolymer, 12-20% of the mass. copolymer of sulfonic acid, 5-10% of the mass. polyepoxy succinic acid, 0.6-0.9% of the mass. benztriazole, 10-15% of the mass. hydroxyethylidene diphosphonic acid, 15-25% of the mass. 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, 2-4% of the mass. zinc salt (Patent China 101117256, C02F 5/14, op. 10.06.2009).
Известен ингибитор коррозии и отложений для повторно закачиваемых нефтепромысловых вод, содержащий 5-20% масс. 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновой кислоты, 15-30% масс. полималеиновой кислоты, 10-25% масс. имидазолина, 2-5% масс. сульфата цинка, 3-10% масс. сульфита натрия (Патент КНР 102167450, C02F 5/14, оп. 27.06.2012).Known inhibitor of corrosion and deposits for re-injected oil field containing 5-20% of the mass. 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid, 15-30% of the mass. polymaleic acid, 10-25% of the mass. imidazoline, 2-5% of the mass. zinc sulfate, 3-10% of the mass. sodium sulfite (Patent PRC 102167450, C02F 5/14, op. 27.06.2012).
Известен ингибитор коррозии и накипеобразования для обработки циркулирующих водных сред систем охлаждения с высокими показателями щелочности и жесткости (Патент КНР 101560023, C02F 5/14, оп. 18.05.2011), содержащий 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновую кислоту, 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновую кислоту, сульфонатный сополимер, сополимер малеиновой или акриловой кислоты, полиакриловую кислоту, медьсодержащий реагент.A known inhibitor of corrosion and scale formation for the treatment of circulating aqueous media of cooling systems with high alkalinity and hardness (Patent China 101560023, C02F 5/14, op. 18.05.2011), containing 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid, 2-phosphonobutane -1,2,4-tricarboxylic acid, sulfonate copolymer, copolymer of maleic or acrylic acid, polyacrylic acid, copper-containing reagent.
Недостатком указанных ингибиторов является наличие в составе токсичных соединений цинка и меди. Ужесточившиеся требования охраны окружающей среды диктуют необходимость отказа от соединений тяжелых металлов в составе композиций, предназначенных для реагентной обработки воды.The disadvantage of these inhibitors is the presence in the composition of toxic compounds of zinc and copper. Tougher environmental requirements dictate the need to abandon heavy metal compounds in compositions intended for reagent water treatment.
Известен ингибитор накипеобразования для водных сред, предназначенный для регулирования отложений карбоната кальция в водных системах с высоким уровнем рН, температуры, состоящий из 10-90% масс. водорастворимого полимера карбоксильной кислоты, сульфоновой кислоты и аллилметоксиполиэтиленгликоля, 10-90% масс. водорастворимого фосфоната (выбранного из группы, состоящей из 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновой кислоты и гексаметилендиамитетраметиленфосфоновой кислоты), 0-40% масс. водорастворимого полимера с молекулярной массой менее 25000, выбранного из гомополимеров акриловой и метакриловой кислоты и их сополимеров (Патент США 5124046, C02F 5/14, оп. 23.06.1992).Known scale inhibitor for aqueous media, designed to control the deposits of calcium carbonate in aqueous systems with a high pH level, temperature, consisting of 10-90% of the mass. water-soluble polymer of carboxylic acid, sulfonic acid and allyl methoxypolyethylene glycol, 10-90% of the mass. water-soluble phosphonate (selected from the group consisting of 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid and hexamethylenediamidetamethylenephosphonic acid), 0-40% of the mass. a water-soluble polymer with a molecular weight of less than 25,000 selected from homopolymers of acrylic and methacrylic acid and their copolymers (US Patent 5124046, C02F 5/14, op. 23.06.1992).
Описанное выше изобретение направлено на эффективное снижение накипеобразования даже в условиях высокой бикарбонатной щелочности от 100 до 1000 мг/л HCO3 -, при рН в пределах 8-10; концентрации иона кальция - от 10 до 5000 мг/л. Эффективность ингибирования по данному изобретению образования карбоната кальция до 95%. Однако состав ингибитора, предложенный в данном изобретении, не способен эффективно снизить коррозию углеродистой стали. Использование данного состава ингибитора позволяет «деликатно» удалить старую накипь (без образования забивок из старых «отмытых» отложений в тупиковых местах) и предотвратить образование новых солевых отложений, но при этом не достигается необходимая эффективность защиты оборудования от коррозии.The invention described above is aimed at effectively reducing scale formation even in conditions of high bicarbonate alkalinity from 100 to 1000 mg / l HCO 3 - , at a pH in the range of 8-10; concentration of calcium ion - from 10 to 5000 mg / l. The inhibition efficiency of the formation of calcium carbonate according to this invention is up to 95%. However, the composition of the inhibitor proposed in this invention is not able to effectively reduce corrosion of carbon steel. The use of this inhibitor composition allows you to “delicately” remove old scale (without clogging from old “washed” deposits at dead ends) and prevent the formation of new salt deposits, but the required corrosion protection efficiency is not achieved.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому ингибитору коррозии и солеотложений является ингибитор коррозии и накипеобразования для систем с рециклом охлаждающей воды (Патент КНР 102198982, C02F 5/14, оп. 27.03.2013), содержащий 15-30% масс. 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновой кислоты и/или 5-20% масс. гидроксилфосфоноуксусной кислоты, 10-30% масс. аминтриметиленфосфоновой кислоты и/или 5-10% масс. 1-гидроксиэтилиден-1,1-дифосфоновой кислоты и/или 10-20% масс. полиакриловой кислоты и/или 5-20% масс. полималеиновой кислоты и 1-2% бензотриазола и/или 10-20% масс. сополимера фосфонкарбоксильной кислоты. Однако использование этого ингибитора коррозии и накипеобразования не позволяет в достаточной степени предотвратить защиту от коррозии и снизить содержание фосфора в охлаждающей воде.The closest in technical essence to the proposed corrosion and scaling inhibitor is a corrosion and scale formation inhibitor for systems with a recycle of cooling water (Patent PRC 102198982, C02F 5/14, op. 03/27/2013), containing 15-30% of the mass. 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid and / or 5-20% of the mass. hydroxylphosphonoacetic acid, 10-30% of the mass. aminotrimethylene phosphonic acid and / or 5-10% of the mass. 1-hydroxyethylidene-1,1-diphosphonic acid and / or 10-20% of the mass. polyacrylic acid and / or 5-20% of the mass. polymaleic acid and 1-2% benzotriazole and / or 10-20% of the mass. phosphonocarboxylic acid copolymer. However, the use of this corrosion and scale formation inhibitor does not sufficiently prevent corrosion protection and reduce the phosphorus content in the cooling water.
Задачей данного изобретения является создание ингибитора коррозии и солеотложений для водных сред, обладающего высокой эффективностью предотвращения солевых отложений и защиты от коррозии технологического оборудования, изготовленного из стали и латуни и одновременно характеризующегося низким содержанием фосфора (в пересчете на содержание РО4 3-) в охлаждающей воде в процессе использования ингибитора.The objective of the invention is the creation of a corrosion and scaling inhibitor for aqueous media with high efficiency for preventing salt deposits and corrosion protection of technological equipment made of steel and brass and at the same time characterized by a low phosphorus content (in terms of the content of PO 4 3- ) in cooling water in the process of using an inhibitor.
Поставленная задача решается тем, что ингибитор коррозии и солеотложений для водных сред включает фосфонаты щелочных металлов, фосфонокарбоксильные кислоты и водорастворимые полимеры, при этом в качестве фосфонатов щелочных металлов используют оксиэтилидендифосфонаты, и/или нитрилотриметилфосфонаты, и/или аминометиленфосфонаты, и/или метилендифосфонаты, и/или гексаметилендиаминтетраметиленфосфонаты щелочных металлов при следующем соотношении компонентов, мас. %:The problem is solved in that the corrosion and scale inhibitor for aqueous media includes alkali metal phosphonates, phosphonocarboxylic acids and water-soluble polymers, while alkali metal phosphonates use hydroxyethylidene diphosphonates and / or nitrilotrimethylphosphonates and / or aminomethylene phosphonates and / or aminomethylene phosphonates and / or hexamethylene diamine tetramethylene phosphonates of alkali metals in the following ratio, wt. %:
В качестве водорастворимых полимеров могут быть использованы сополимеры полиакриловой и/или полиметакриловой кислоты, и/или полисульфонаты, и/или полиаспартаты.As water-soluble polymers, copolymers of polyacrylic and / or polymethacrylic acid and / or polysulfonates and / or polyaspartates can be used.
В качестве фосфонокарбоксильных кислот могут быть использованы 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновая, и/или 2-гидроксифосфонокарбоксилитовая, и/или фосфоногидроксиуксусная, и/или фосфоноянтарная кислоты.As phosphonocarboxylic acids, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic and / or 2-hydroxyphosphonocarboxylitic and / or phosphonohydroxyacetic and / or phosphonosuccinic acids can be used.
Ингибитор может дополнительно содержать бензотриазол и/или толилтриазол в количестве до 5% масс.The inhibitor may additionally contain benzotriazole and / or tolyltriazole in an amount up to 5% of the mass.
В качестве водорастворимых полимеров могут быть применены промышленно выпускаемые продукты, например, такие как сополимеры полиакриловой и полиметакриловой кислоты производства фирмы DOW под торговыми наименованиями Acumer 2000, 2100, 2200, 3100, 4800, 5000; сульфонаты под торговым наименованием Borrosperse производства фирмы Borregard, под торговым наименованием Maracel производства фирмы Marathon Chemical Со, под торговым наименованием Tergitol sulfonate производства фирма Union Carbide, под торговым наименованием Triton X100 Sulfonat производства фирмы Dow; полиаспартаты производства компании SODASAN.As water soluble polymers, commercially available products can be used, for example, such as DOW polyacrylic and polymethacrylic acid copolymers under the trade names Acumer 2000, 2100, 2200, 3100, 4800, 5000; sulfonates under the trade name Borrosperse manufactured by Borregard, under the trade name Maracel manufactured by Marathon Chemical Co., under the trade name Tergitol sulfonate manufactured by Union Carbide, under the trade name Triton X100 Sulfonat manufactured by Dow; polyaspartates manufactured by SODASAN.
Предлагаемый ингибитор коррозии и солеотложений для водных сред, содержащий фосфонаты щелочных металлов, фосфонокарбоксильные кислоты и водорастворимые полимеры с содержанием от 1 до 10 мас. %, позволяет обеспечивать высокую антикоррозионную защиту технологического оборудования, изготовленного из стали и лутуни, предотвратить отложение солей в процессе эксплуатации водных охлаждающих систем и снизить до минимальных значений концентрацию фосфора (в пересчете на содержание PO4 3-) в охлаждающей воде.The proposed corrosion and scale inhibitor for aqueous media containing alkali metal phosphonates, phosphonocarboxylic acids and water-soluble polymers with a content of from 1 to 10 wt. %, it allows to provide high anticorrosive protection of technological equipment made of steel and brass, to prevent the deposition of salts during operation of water cooling systems and to reduce to a minimum value the concentration of phosphorus (in terms of the content of PO 4 3- ) in cooling water.
Высокая эффективность защиты от коррозии и солеотложений с использованием предложенного состава связана с оптимальным составом и введением определенной концентрации водорастворимых полимеров.The high efficiency of protection against corrosion and scaling using the proposed composition is associated with the optimal composition and the introduction of a certain concentration of water-soluble polymers.
Определяющее влияние на эффективность предлагаемого ингибитора оказывает введение водорастворимых полимеров с молекулярной массой от 500 до 20000 с количественным соотношением от 1 до 10 мас. % по отношению к общей массе, которое определено экспериментально. Соотношение подобрано исходя из учета максимальной эффективности и экономичности ингибирования и достижения минимальных значений концентрации фосфора (в пересчете на содержание РО4 3-) в охлаждающей воде. При этом предлагаемый состав ингибитора повышает эффективность снижения солеобразования при высокой минерализации воды даже в отсутствии подкисления.A decisive influence on the effectiveness of the proposed inhibitor is the introduction of water-soluble polymers with a molecular weight of from 500 to 20,000 with a quantitative ratio of from 1 to 10 wt. % in relation to the total mass, which is determined experimentally. The ratio is chosen by taking into account the maximum efficiency and economy and to achieve inhibition minimum values phosphorus concentration (based on the content of PO 4 3-) in the cooling water. Moreover, the proposed composition of the inhibitor increases the efficiency of reducing salt formation with high salinity of water even in the absence of acidification.
Эффективность разработанного ингибитора может быть объяснена тем, что карбоксильные и сульфогруппы водорастворимых полимеров препятствуют образованию нерастворимых в воде соединений фосфата кальция и железа, карбоната и сульфата кальция. Неионогенные группы компонетов состава способствуют более устойчивой адсорбции и стерическому отталкиванию уже образовавшихся твердых частиц, предотвращая их рост и выпадение в виде отложений.The effectiveness of the developed inhibitor can be explained by the fact that the carboxyl and sulfo groups of water-soluble polymers prevent the formation of water-insoluble compounds of calcium phosphate and iron, carbonate and calcium sulfate. Non-ionic groups of components of the composition contribute to more stable adsorption and steric repulsion of already formed solid particles, preventing their growth and precipitation in the form of deposits.
Специфика поведения комплексообразующих соединений состава ингибитора может быть объяснена высоким отрицательным зарядом фосфоновой группы. Формирование защитной пленки происходит за счет адсорбционных процессов, протекающих на поверхности металла. Органофосфонатные лиганды образуют поверхностные комплексы с ионами железа Fe2+ и гидроксид-анионами ОН-, покрывая металлическую поверхность пленкой поверхностных комплексных соединений, препятствующей протеканию дальнейших процессов переноса ионов металла в водную среду. Катодную защиту обеспечивает фосфонат и комплекс фосфоната с кальцием, образующийся в минерализованной воде. Кроме того, наличие фосфорсодержащих комплексонов приводит к образованию микрокристаллов карбоната кальция с отрицательно заряженными мицелламиThe specific behavior of the complexing compounds of the inhibitor composition can be explained by the high negative charge of the phosphonic group. The formation of a protective film occurs due to adsorption processes occurring on the surface of the metal. Organophosphonate ligands form surface complexes with iron ions Fe 2+ and hydroxide anions OH - , covering the metal surface with a film of surface complex compounds, which impedes further processes of transfer of metal ions into the aqueous medium. The cathodic protection is provided by a phosphonate and a complex of phosphonate with calcium formed in mineralized water. In addition, the presence of phosphorus-containing complexones leads to the formation of microcrystals of calcium carbonate with negatively charged micelles
обеспечивающими устойчивость коллоидной системы из-за взаимного отталкивания заряженных частиц и отталкивание частиц от отрицательно заряженной поверхности теплообменного оборудования.ensuring the stability of the colloidal system due to the mutual repulsion of charged particles and the repulsion of particles from the negatively charged surface of the heat exchange equipment.
Повышение эффективности защиты от коррозии в сравнении с ингибиторами на основе ортофосфатов или полифосфатов связано также с оптимальным значением водородного показателя воды. Предлагаемую композицию применяют без подкисления при оптимальных значениях рН 8,0-9,0. При этом пассивация углеродистой стали значительно облегчается за счет самопассивации. Нейтральные значения водородного показателя рН≈7, при котором используют ингибиторы на основе ортофосфатов или полифосфатов, ускоряют процесс анодного растворения углеродистой стали и снижаются только за счет ингибирующего действия ортофосфатов.Improving the effectiveness of corrosion protection in comparison with inhibitors based on orthophosphates or polyphosphates is also associated with the optimal value of the hydrogen index of water. The proposed composition is used without acidification at optimal pH values of 8.0-9.0. In this case, the passivation of carbon steel is greatly facilitated by self-passivation. Neutral pH values of pH ≈ 7, in which orthophosphate or polyphosphate-based inhibitors are used, accelerate the process of anodic dissolution of carbon steel and decrease only due to the inhibitory effect of orthophosphates.
Таким образом, наличие фосфоновой группы способствует значительному снижению скорости коррозии, а сочетание фосфонокарбоксильных и неионогенных групп способствует эффективному снижению солеотложений в теплообменном оборудовании.Thus, the presence of the phosphonic group contributes to a significant reduction in the corrosion rate, and the combination of phosphonocarboxyl and nonionic groups contributes to the effective reduction of scaling in heat exchange equipment.
Использование предлагаемой совокупности существенных признаков, характеризующих ингибитор коррозии и солеотложений, позволяет получить синергетический эффект, не описанный ни для одного аналогичного ингибитора.Using the proposed combination of essential features characterizing a corrosion and scaling inhibitor, it is possible to obtain a synergistic effect not described for any similar inhibitor.
Оценку эффективности предлагаемого ингибитора коррозии и солеотложений проводят с использованием среднеминерализованных водных сред. Определение антикоррозионных свойств композиции ингибиторов коррозии проводят на образцах из углеродистой стали (Ст3) в соответствии с ГОСТ 9.502-82 и латуни марки Л-63. Испытания проводят при постоянном перемешивании среды при температуре 50°С в условиях естественной аэрации и экспозиции в течение 5 часов. Ингибитор коррозии испытывают гравиметрическим методом на образцах металлов с использованием искусственных водных сред средней минерализации следующего состава: общее солесодержание - 2000-2800 мг/дм3, щелочность - 2,1-8 мэкв/дм3, карбонатная жесткость - 7,2-18 мэкв/дм3, хлориды - 70-190 мг/дм3, ульфаты - 420-650 мг/дм3, рН-значение водных сред - 7,8-8,8.Evaluation of the effectiveness of the proposed corrosion inhibitor and scaling is carried out using medium saline aqueous media. Determination of the anticorrosive properties of the composition of corrosion inhibitors is carried out on samples of carbon steel (St3) in accordance with GOST 9.502-82 and brass grade L-63. The tests are carried out with constant stirring of the medium at a temperature of 50 ° C under conditions of natural aeration and exposure for 5 hours. The corrosion inhibitor is tested gravimetrically on metal samples using artificial aqueous media of medium mineralization of the following composition: total salt content - 2000-2800 mg / dm 3 , alkalinity - 2.1-8 meq / dm 3 , carbonate hardness - 7.2-18 meq / dm 3 , chlorides - 70-190 mg / dm 3 , ulphates - 420-650 mg / dm 3 , the pH value of aqueous media is 7.8-8.8.
Подготовку образцов до испытаний и обработку их после испытаний проводят согласно ГОСТ 9-905-82. Для получения каждого значения скорости коррозии гравиметрическим методом используют три образца. Скорость коррозии (г/м2·час) оценивают по потере массы образцов, помещенных в коррозионную среду за время испытаний в трех параллельных сериях:Sample preparation before testing and their processing after testing is carried out according to GOST 9-905-82. To obtain each value of the corrosion rate by the gravimetric method, three samples are used. Corrosion rate (g / m 2 · hr) was evaluated by the weight loss of samples placed in a corrosive environment during testing in three parallel runs:
ρ=(m0-m1)/Sτ,ρ = (m 0 -m 1 ) / Sτ,
где m0 и m1 - масса образцов, соответственно, до и после испытаний, г;where m 0 and m 1 are the mass of samples, respectively, before and after the tests, g;
S - общая площадь образцов, м2;S is the total area of samples, m 2 ;
τ - время, час.τ - time, hour.
Защитное действие ингибитора коррозии или эффективность ингибирования (Z, %) вычисляют по формуле:The protective effect of a corrosion inhibitor or the effectiveness of inhibition (Z,%) is calculated by the formula:
Z=(ΔP-ΔP1)/ΔP·100, %,Z = (ΔP-ΔP 1 ) / ΔP100,%,
где ΔР - коррозионные потери массы образца в контрольной среде, г;where ΔР - corrosion loss of mass of the sample in the control medium, g;
ΔP1 - коррозионные потери массы образца в ингибированной среде, г.ΔP 1 - corrosive mass loss of the sample in an inhibited medium,
Оценка эффективности предлагаемого ингибитора относительно солеотложений проведена на примере концентрированной Камской воды следующего состава: общее солесодержание 2900 мг/дм3, щелочность 6,1 мэкв/дм3; карбонатная жесткость - 17,8 мэкв/дм3; хлориды - 206 мг/дм3; сульфаты - 384 мг/дм3, рН составляет 7.4. Испытания проводят при температуре 70°С в условиях естественной аэрации и экспозиции в течение 96 часов.Evaluating the effectiveness of the proposed inhibitor relative scaling carried out by the example of the concentrated water Kamskaya following composition: TDS 2900 mg / dm 3, alkalinity of 6.1 meq / dm 3; carbonate hardness - 17.8 meq / dm 3 ; chlorides - 206 mg / dm 3 ; sulfate - 384 mg / dm 3, a pH of 7.4. The tests are carried out at a temperature of 70 ° C under natural aeration and exposure for 96 hours.
Эффективность ингибирования солеотложений карбоната кальция рассчитывают по формуле:The effectiveness of the inhibition of scaling of calcium carbonate is calculated by the formula:
Э=(Си-Сх)/(Со-Сх)·100, %,E = (C x and C) / (C o -C x) · 100%
где Со - содержание ионов анализируемого вещества в исходной пробе;where With about the ion content of the analyte in the original sample;
Си и Сх - содержание ионов анализируемого вещества в пробах с добавлением ингибитора и без него после термостатирования.C and C x - the ion content of the analyte in the samples with the addition of an inhibitor and without it after temperature control.
Предлагаемый ингибитор коррозии и солеотложений готовят следующим образом. В обессоленной воде растворяют алкиленфосфоновую кислоту при температуре 40-50°С и перемешивают с водным раствором щелочного основания. В полученный раствор при постоянном перемешивании добавляют фосфонокарбоксильные кислоты и водорастворимые полимеры.The proposed corrosion and scaling inhibitor is prepared as follows. In demineralized water, alkylene phosphonic acid is dissolved at a temperature of 40-50 ° C and mixed with an aqueous solution of an alkaline base. Phosphonocarboxylic acids and water-soluble polymers are added to the resulting solution with constant stirring.
Осуществление изобретения иллюстрируют следующие примеры, содержащие условия приготовления заявляемого ингибитора и результаты его испытания.The implementation of the invention is illustrated by the following examples containing the preparation conditions of the inventive inhibitor and the results of its testing.
Пример 1Example 1
В емкость с мешалкой и насосом заливают обессоленную воду, содержимое нагревают до 40-50°С, добавляют нитрилотриметилфосфоновую кислоту, перемешивают до полного растворения, затем при постоянном перемешивании вносят раствор гидроксида натрия. В полученный раствор вводят водный раствор фосфоногидроксиуксусной кислоты, тщательно перемешивают и остужают до температуры 30-40°С, добавляют полиаспартат с молекулярной массой ≈1000. Состав ингибитора коррозии и солеотложений представлен в таблице 1, полученные результаты по эффективности ингибирования представлены в таблице 2.Desalted water is poured into a container with a stirrer and a pump, the contents are heated to 40-50 ° С, nitrilotrimethylphosphonic acid is added, stirred until complete dissolution, then sodium hydroxide solution is added with constant stirring. An aqueous solution of phosphonohydroxyacetic acid is introduced into the resulting solution, thoroughly mixed and cooled to a temperature of 30-40 ° C, polyaspartate with a molecular weight of ≈1000 is added. The composition of the corrosion inhibitor and scaling are presented in table 1, the results obtained on the effectiveness of inhibition are presented in table 2.
Пример 2Example 2
Приготовление ингибитора коррозии и его испытание проводят аналогично описанному в примере 1. В емкость с мешалкой и насосом заливают обессоленную воду, содержимое нагревают до 40-50°С, добавляют гексаметилендиаминтетраметиленфосфоновую кислоту, метилендифосфоновую кислоту, раствор гидроксида калия и перемешивают. В полученный раствор вводят водный раствор 2-гидроксифосфонокарбоксилитовой и фосфоногидроксиуксусной кислоты, тщательно перемешивают и остужают до температуры 30-40°С, добавляют сополимер полиакриловой кислоты с молекулярной массой ≈4500. The preparation of the corrosion inhibitor and its testing is carried out similarly to that described in example 1. Desalted water is poured into a container with a stirrer and a pump, the contents are heated to 40-50 ° C, hexamethylene diamine tetramethylene phosphonic acid, methylene diphosphonic acid, potassium hydroxide solution are added and mixed. An aqueous solution of 2-hydroxyphosphonocarboxylitic and phosphonohydroxyacetic acid is introduced into the resulting solution, thoroughly mixed and cooled to a temperature of 30-40 ° C, a polyacrylic acid copolymer with a molecular weight of ≈4500 is added.
Примеры 3-31Examples 3-31
Приготовление ингибитора коррозии и солеотложений, а также его испытания проводят аналогично описанному в примере 1. В процессе приготовления ингибиторов использованы (перечисление по номерам примеров с указанием средней молекулярной массой используемого в примере водорастворимого полимера) сополимеры полиакриловой кислоты: 8 - 2000, 15 - 5000, 18 - 10000, 19 - 15000, 20-21 - 3000, 22,29 - 20000; сополимеры полиметакриловой кислоты: 4,5 - 500, 9 - 20000, 14 - 8000, 17-21 - 16000, 23, 28, 30 - 10000; полисульфонаты: 3 - 500, 6, 10, 13 - 2000, 18-21 - 1000, 24 - 8000, 27 - 20000, 31 - 12000; полиаспартаты: 7 - 20000, 11 - 1000, 12, 16 - 4000, 18-21 - 500, 25, 26 - 12000.The preparation of a corrosion and scaling inhibitor, as well as its testing, is carried out similarly to that described in Example 1. In the process of preparing the inhibitors, copolymers of polyacrylic acid were used (enumerated by the numbers of the examples with the average molecular weight of the water-soluble polymer used in the example): 8 - 2000, 15 - 5000, 18 - 10000, 19 - 15000, 20-21 - 3000, 22.29 - 20,000; copolymers of polymethacrylic acid: 4.5 - 500, 9 - 20,000, 14 - 8000, 17-21 - 16000, 23, 28, 30 - 10000; polysulfonates: 3 - 500, 6, 10, 13 - 2000, 18-21 - 1000, 24 - 8000, 27 - 20000, 31 - 12000; polyasparts: 7 - 20,000, 11 - 1000, 12, 16 - 4000, 18-21 - 500, 25, 26 - 12000.
Состав ингибитора коррозии и солеотложений представлен в таблице 1, полученные результаты по эффективности ингибирования представлены в таблице 2.The composition of the corrosion inhibitor and scaling are presented in table 1, the results obtained on the effectiveness of inhibition are presented in table 2.
Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемый ингибитор коррозии и солеотложений для водных сред является высокоэффективным ингибитором с низким содержанием фосфора, с высокой эффективностью, предотвращающий солеотложение и коррозию стального оборудования и оборудования из латуни. Преимущество данной композиции заключается в высокой эффективности (до 98,3% по коррозии и до 99,9% по ингибированию отложения карбоната кальция), высокой экологичности вследствие низкого содержания ортофосфатов и соответственно низком образовании фосфатного шлама в процессе применения ингибитора в системах теплоснабжения и водооборота. При добавлении ингибитора в концентрации 20-60 мг/дм3 содержание фосфора в охлаждающей воде составляет лишь 0,02-0,08 мг/дм3 (в пересчете на содержание РО4 3-). Таким образом, при использовании ингибитора предлагаемого состава содержание фосфора ниже, чем допустимая для сброса концентрация, нормируемое значение которой составляет не более 0,5 мг/дм3.An analysis of the results shows that the proposed corrosion and scaling inhibitor for aqueous media is a highly effective inhibitor with a low phosphorus content, with high efficiency, preventing scaling and corrosion of brass and steel equipment. The advantage of this composition is its high efficiency (up to 98.3% for corrosion and up to 99.9% for inhibition of calcium carbonate deposits), high environmental friendliness due to the low content of orthophosphates and, accordingly, low formation of phosphate sludge during the use of the inhibitor in heat supply and water circulation systems. When an inhibitor is added at a concentration of 20-60 mg / dm 3, the phosphorus content in the cooling water is only 0.02-0.08 mg / dm 3 (in terms of the content of PO 4 3- ). Thus, when using an inhibitor of the proposed composition, the phosphorus content is lower than the concentration allowed for discharge, the normalized value of which is not more than 0.5 mg / dm 3 .
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014127411/05A RU2580685C2 (en) | 2014-07-04 | 2014-07-04 | Corrosion and scaling inhibitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014127411/05A RU2580685C2 (en) | 2014-07-04 | 2014-07-04 | Corrosion and scaling inhibitor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2014127411A RU2014127411A (en) | 2016-02-10 |
| RU2580685C2 true RU2580685C2 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55312961
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014127411/05A RU2580685C2 (en) | 2014-07-04 | 2014-07-04 | Corrosion and scaling inhibitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2580685C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2689831C1 (en) * | 2018-08-13 | 2019-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") | Corrosion inhibitors of copper and copper-containing alloys based on 5-alkylsulphonyl-3-amino-1,2,4-triazoles |
| RU2690124C1 (en) * | 2018-08-13 | 2019-05-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") | Corrosion inhibitors of copper and copper-containing alloys based on 5-alkylsulphinyl-3-amino-1,2,4-triazoles |
| RU2693243C1 (en) * | 2019-02-07 | 2019-07-01 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Corrosion and scale-formation inhibitor for water treatment of heating systems and other heating systems |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3992318A (en) * | 1973-10-09 | 1976-11-16 | Drew Chemical Corporation | Corrosion inhibitor |
| US5523023A (en) * | 1994-03-14 | 1996-06-04 | Bayer Ag | Water treatment/cleaning composition comprising polyaspartic acid or derivatives thereof and phosphonic acid |
| CA1340659C (en) * | 1987-12-18 | 1999-07-20 | Edward Samuel Beardwood | Anti-scale and corrosion inhibitor |
| US6464900B1 (en) * | 1999-01-28 | 2002-10-15 | Ashland Inc. | Scale corrosion inhibiting composition |
| CN102198982A (en) * | 2010-03-26 | 2011-09-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | Scale and corrosion inhibitor for circulating cooling water |
| CN202542959U (en) * | 2012-04-08 | 2012-11-21 | 徐州市神龙净化科技有限公司 | Novel ethylenediamine tetramethylene sodium phosphonate composite corrosion and scale inhibitor production device |
| CN103420510A (en) * | 2012-05-25 | 2013-12-04 | 鲍宜仿 | Preparation method of tetra sodium salt of amino trimethylene phosphonic acid compound scale inhibitor |
| CN103708636A (en) * | 2013-12-11 | 2014-04-09 | 山东华亚环保科技有限公司 | Scale and corrosion inhibitor |
-
2014
- 2014-07-04 RU RU2014127411/05A patent/RU2580685C2/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3992318A (en) * | 1973-10-09 | 1976-11-16 | Drew Chemical Corporation | Corrosion inhibitor |
| CA1340659C (en) * | 1987-12-18 | 1999-07-20 | Edward Samuel Beardwood | Anti-scale and corrosion inhibitor |
| US5523023A (en) * | 1994-03-14 | 1996-06-04 | Bayer Ag | Water treatment/cleaning composition comprising polyaspartic acid or derivatives thereof and phosphonic acid |
| US6464900B1 (en) * | 1999-01-28 | 2002-10-15 | Ashland Inc. | Scale corrosion inhibiting composition |
| CN102198982A (en) * | 2010-03-26 | 2011-09-28 | 中国石油天然气股份有限公司 | Scale and corrosion inhibitor for circulating cooling water |
| CN202542959U (en) * | 2012-04-08 | 2012-11-21 | 徐州市神龙净化科技有限公司 | Novel ethylenediamine tetramethylene sodium phosphonate composite corrosion and scale inhibitor production device |
| CN103420510A (en) * | 2012-05-25 | 2013-12-04 | 鲍宜仿 | Preparation method of tetra sodium salt of amino trimethylene phosphonic acid compound scale inhibitor |
| CN103708636A (en) * | 2013-12-11 | 2014-04-09 | 山东华亚环保科技有限公司 | Scale and corrosion inhibitor |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2689831C1 (en) * | 2018-08-13 | 2019-05-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") | Corrosion inhibitors of copper and copper-containing alloys based on 5-alkylsulphonyl-3-amino-1,2,4-triazoles |
| RU2690124C1 (en) * | 2018-08-13 | 2019-05-30 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный университет" (ФГБОУ ВО "ВГУ") | Corrosion inhibitors of copper and copper-containing alloys based on 5-alkylsulphinyl-3-amino-1,2,4-triazoles |
| RU2693243C1 (en) * | 2019-02-07 | 2019-07-01 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Corrosion and scale-formation inhibitor for water treatment of heating systems and other heating systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2014127411A (en) | 2016-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2005206482B2 (en) | Cooling water scale and corrosion inhibition | |
| KR101137459B1 (en) | Method of water treatment for preventing corrosion and scale formation of metal | |
| CA2537808C (en) | Use of cerium salts to inhibit manganese deposition in water systems | |
| CN103394289B (en) | A kind of reverse osmosis membrane antisludging agent and application thereof | |
| JPH0994598A (en) | Corrosionproof and scale-proof method of open circulating cooling water system | |
| CN108623020A (en) | A kind of novel corrosion-retarding antisludging agent and the preparation method and application thereof | |
| NO324664B1 (en) | Deposition and / or corrosion inhibiting composition and method for inhibiting and forming coatings and / or corrosion in an aqueous system | |
| CN106430648A (en) | Antisludging agent used in highly hard and high alkalinity water and preparing method and antisludging method thereof | |
| RU2580685C2 (en) | Corrosion and scaling inhibitor | |
| JPS61125497A (en) | Corrosion suppressing composition containing acrylic acid/2-acryamide-2-methylproplylsulfonicacid polymer | |
| Chirkunov et al. | Corrosion inhibitors in cooling water systems | |
| RU2458184C1 (en) | Corrosion inhibitor | |
| JPS63258697A (en) | Corrosion inhibitor also for suppressing scale of metals in aqueous system | |
| KR20040053571A (en) | Method of water-treatment for preventing corrosion anc scale of metal in cooling system | |
| JP5559629B2 (en) | Water-based metal anticorrosion method | |
| CN110104803A (en) | A kind of environment-friendly composite corrosion and scale inhibitor, method of preparation and use | |
| KR100949354B1 (en) | Method of water-treating suitable for water of high conductivity | |
| RU2702542C1 (en) | Inhibitor of corrosion and scale formation for use in systems of reverse cooling of power plants or other industrial enterprises | |
| JP5805265B1 (en) | Water treatment composition and water treatment method | |
| RU2327650C1 (en) | Composition for prevention of scaling and corrosion | |
| KR20040012135A (en) | Water treatmrnt composition, preparation method of the same and water treatment method using the same | |
| JP2007117876A (en) | Scale adhesion preventing agent and treatment method of cooling water system | |
| JP4718823B2 (en) | Boiler water treatment agent and boiler water treatment method using the same | |
| JP2005290424A (en) | Metal corrosion inhibitor | |
| EA041664B1 (en) | METHOD FOR INHIBITING CORROSION OF METAL SURFACES |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HZ9A | Changing address for correspondence with an applicant |