CN102766872A - 复方腐蚀抑制剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复方腐蚀抑制剂,其优点在于:该复方腐蚀抑制剂对金属具有优异的腐蚀抑制作用,而且该复方腐蚀抑制剂不含亚硝酸盐及重金属盐,无污染。本发明复方腐蚀抑制剂由按重量份计的以下组分组成:三乙醇胺20-50份,可溶性磷酸盐5-25份,可溶性硅酸盐10-25份和可溶性苯甲酸盐5-15份,其中可溶性磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾,可溶性硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾,可溶性苯甲酸盐为苯甲酸钠或苯甲酸钾。本发明还提供了上述复方腐蚀抑制剂抑制金属在乙二醇水溶液中腐蚀的应用。

Description

复方腐蚀抑制剂及其应用
技术领域
本发明涉及一种腐蚀抑制剂。
背景技术
载冷剂是用来先接受制冷剂的冷量然后再去冷却其它物质的媒介物质,又称冷媒。它在间接制冷系统中起着传递制冷剂冷量的作用,比如乙二醇就是一种载冷剂,还有氯化钠、氯化钙都是载冷剂。乙二醇具有价格适中、沸点较高、性能优异、原料易得等特点,已广泛应用在氨纶生产过程中的冷却系统。
乙二醇无色、无味,挥发性弱,腐蚀性低,容易与水和其他许多有机化合物混合使用,是最常用的一种有机载冷剂。乙二醇水溶液作为载冷剂发挥作用时,先要通过制冷设备获得冷量,即把乙二醇水溶液温度降低,然后再让低温度的乙二醇水溶液跟其他你所要冷却的介质换热,从而达到降温的目的。
但是乙二醇将冷量传递后温度升高,乙二醇长时间在高温下运行,同时与空气接触时,被氧化生成酸性的乙二醇衍生物,如乙二酸、乙醛酸、乙醇酸等,这些酸性物质对氨纶生产过程中冷媒系统各种金属的腐蚀都很显著,而且乙二醇水溶液本身也呈弱酸性,腐蚀产物的析出进而降低系统机器的使用寿命,导致冷媒系统不能够正常运行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种复方腐蚀抑制剂及其应用,在35-40体积%的乙二醇水溶液中,该复方腐蚀抑制剂对金属具有优异的腐蚀抑制作用,而且该复方腐蚀抑制剂不含亚硝酸盐及重金属盐,无污染。
一种复方腐蚀抑制剂,由按重量份计的以下组分组成:三乙醇胺20-50份,可溶性磷酸盐5-25份,可溶性硅酸盐10-25份和可溶性苯甲酸盐5-15份,其中可溶性磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾,可溶性硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾,可溶性苯甲酸盐为苯甲酸钠或苯甲酸钾。
本发明复方腐蚀抑制剂,其中所述三乙醇胺20份、可溶性磷酸盐10份、可溶性硅酸盐10份和可溶性苯甲酸盐7.5份。
本发明复方腐蚀抑制剂,其中所述三乙醇胺50份、可溶性磷酸盐5份、可溶性硅酸盐25份和可溶性苯甲酸盐5份。
本发明复方腐蚀抑制剂,其中所述三乙醇胺40份、可溶性磷酸盐25份、可溶性硅酸盐15份和可溶性苯甲酸盐15份。
本发明还提供了一种上述复方腐蚀抑制剂抑制金属在乙二醇水溶液中腐蚀的应用。
本发明复方腐蚀抑制剂抑制金属在乙二醇水溶液中腐蚀的应用,使用所述复方腐蚀抑制剂前调节所述乙二醇水溶液的pH值至7.5且通过向所述乙二醇水溶液中额外滴加碱液使其pH保持在7.0-7.5。不管是使用该复方腐蚀抑制剂前调节pH,还是在使用过程中保持pH,都是常规的酸碱滴定,可用氢氧化钠和氢氧化钾等。
本发明复方腐蚀抑制剂抑制金属在乙二醇水溶液中腐蚀的应用,其中所述乙二醇水溶液中乙二醇的含量为35-40体积%。
本发明复方腐蚀抑制剂抑制金属在乙二醇水溶液中腐蚀的应用,其中所述金属为铁、铜和钢。
本发明复方腐蚀抑制剂能有效的防止金属在35-40体积%的乙二醇水溶液中腐蚀,如:铁、钢和铜,使用本发明复方腐蚀抑制剂后,铁、钢和铜的腐蚀失重分别控制在未加复方腐蚀抑制剂时的5%、8%和15%以内,而且实施例4中所用复方腐蚀抑制剂更是将铁、钢和铜的腐蚀失重分别控制在未加复方腐蚀抑制剂时的2.08%、1.47%和6.55%;另外本发明复方腐蚀抑制剂不含亚硝酸盐及重金属盐,无污染。
具体实施方式
实施例1考察单方腐蚀抑制剂的腐蚀抑制性能
乙二醇水溶液样品:乙二醇含量35.0体积%,检测其酸值为0.14mg KOH,pH值为5.8。
考察腐蚀抑制性能的试验方法:按照石化行业标准SH/T0085,采用静态挂片法。将乙二醇水溶液样品用氢氧化钠或氢氧化钾调节pH为7.5,在玻璃瓶中加入上述乙二醇水溶液200mL并加入腐蚀抑制剂挂入金属试片铁、铜和钢,使乙二醇水溶液淹没金属试片,加盖,温度(88±2)℃,加热14d后取出试片,用蒸馏水洗涤干净,晾干后干燥至衡重,测量试片试验前后的质量变化,绝对腐蚀失重百分比=(试片原始重量-试片试验后重量)/试片原始重量×100%。当乙二醇水溶液中不加任何腐蚀抑制剂时为空白,在上述条件下空白中14天内铁、钢和紫铜的绝对腐蚀失重百分比分别为1.4464%、0.1224%和0.9521%。
数据处理方法:以相对腐蚀失重百分比衡量腐蚀抑制剂的作用,相对腐蚀失重百分比=加入腐蚀抑制剂后的绝对腐蚀失重百分比/空白中的绝对腐蚀失重百分比*100%。
本实施例中各种单方腐蚀抑制剂的添加量均为0.5g/100mL,试验结果见表1。
表1单方腐蚀抑制剂的腐蚀抑制性能
由表1可知,添加适量的单方腐蚀抑制剂时,都有一定腐蚀抑制作用。
实施例2复方腐蚀抑制剂的选取
在单方腐蚀抑制剂的基础上,组成19个复方腐蚀抑制剂的配方,配方见表2,使复方腐蚀抑制剂中每种组分在乙二醇水溶液中的终浓度均为0.25g/100mL。
考察19个复方腐蚀抑制剂的腐蚀抑制性能:所用乙二醇水溶液样品、考察腐蚀抑制性能的试验方法和数据处理方法同实施例1。
表2复方腐蚀抑制剂配方
Figure BDA00001937351700032
Figure BDA00001937351700041
试验结果见表3。
表3复方腐蚀抑制剂的抑制效果
Figure BDA00001937351700042
由表3可知,复方腐蚀抑制剂比单方腐蚀抑制剂的使用效果更好,配方11和12的腐蚀抑制效果综合考虑较其它配方好,对金属铁、钢以及铜都有较好的保护作用,配方11和配方12的区别仅在与是否在试验过程中通过额外滴加氢氧化钠保持pH7.0-7.5。
实施例3考察复方腐蚀抑制剂中各种组分的用量
1、三乙醇胺的用量
取35.0体积%的乙二醇水溶液,加入磷酸钠、硅酸钠、苯甲酸钠使其终浓度均为0.25g/100mL,仅改变三乙醇胺的加入量,三乙醇胺的终浓度分别为0.2g/100mL、0.4g/100mL、0.5g/100mL、0.6g/100mL,调节乙二醇水溶液的pH值至7.5,将铁片、钢片和紫铜片悬挂于上述乙二醇水溶液中,淹没试片,加盖,控制温度在(88±2)℃静置,通过向乙二醇水溶液中额外滴加氢氧化钠或氢氧化钾使其pH保持在7.0-7.5,14d后取出试片,用蒸馏水洗涤干净,晾干后干燥至衡重。测量铁片、钢片和紫铜片实验前后的质量变化,数据处理方法同实施例1,试验结果如表4:
表4
Figure BDA00001937351700051
由表4可知,随着三乙醇胺加入量的增加,钢片和铜片的腐蚀量反而增加,当三乙醇胺加入量为0.20g/100mL时,钢片和铜片的腐蚀量最小;而铁片的腐蚀量随三乙醇胺加入量的增加变化不大,因此确定三乙醇胺的加入量为0.20-0.50g/100mL,最佳加入量为0.20g/mL。
2、硅酸钠的用量
取35.0体积%的乙二醇水溶液,加入磷酸钠、三乙醇胺、苯甲酸钠使其终浓度均为0.25g/100mL,仅改变硅酸钠的加入量,硅酸钠的加入量分别为0.05g/100mL、0.075g/100mL、0.10g/100mL、0.15g/100mL、0.25g/100mL,调节乙二醇水溶液的pH值至7.5,将铁片、钢片和紫铜片悬挂于上述乙二醇水溶液中,淹没试片,加盖,控制温度在(88±2)℃静置,通过向乙二醇水溶液中额外滴加氢氧化钠或氢氧化钾使其pH保持在7.0-7.5,14d后取出试片,用蒸馏水洗涤干净,晾干后干燥至衡重。按铁片、钢片和紫铜片实验前后的质量变化,数据处理方法同实施例1,试验结果如表5:
表5
Figure BDA00001937351700061
由表5可知,随着硅酸钠加入量的增加,铁片的腐蚀量变化不大,而钢片和铜片的腐蚀量随硅酸钠加入量不同,变化情况较复杂,综合考虑确定硅酸钠的加入量为0.10-0.25g/100mL,优选加入量为0.10-0.15g/100mL。
3、苯甲酸钠的用量
取35.0体积%的乙二醇水溶液,加入磷酸钠、三乙醇胺、硅酸钠使其终浓度均为0.25g/100mL,仅改变苯甲酸钠的加入量,苯甲酸钠的加入量分别为0.05g/100mL、0.075g/100mL、0.10g/100mL、0.15g/100mL、0.25g/100mL,调节乙二醇水溶液的pH值至7.5,将铁片、钢片和紫铜片悬挂于上述乙二醇水溶液中,淹没试片,加盖,控制温度在(88±2)℃静置,通过向乙二醇水溶液中额外滴加氢氧化钠或氢氧化钾使其pH保持在7.0-7.5,14d后取出试片,用蒸馏水洗涤干净,晾干后干燥至衡重。按铁片、钢片和紫铜片实验前后的质量变化,数据处理方法同实施例1,试验结果如表6:
表6
Figure BDA00001937351700062
由表6可知,综合考虑确定苯甲酸钠的加入量为0.05-0.15g/100mL。
4、磷酸钠的用量
取35.0体积%的乙二醇水溶液,加入苯甲酸钠、三乙醇胺、使其终浓度为0.25g/100mL,仅改变磷酸钠的加入量,磷酸钠的终浓度分别为0.05g/100mL、0.10g/100mL、0.15g/100mL、0.25g/100mL,调节乙二醇水溶液的pH值至7.5,将铁片、钢片和紫铜片悬挂于上述乙二醇水溶液中,淹没试片,加盖,控制温度在(88±2)℃静置,通过向乙二醇水溶液中额外滴加氢氧化钠或氢氧化钾使其pH保持在7.0-7.5,14d后取出试片,用蒸馏水洗涤干净,晾干后干燥至衡重。按铁片、钢片和紫铜片实验前后的质量变化,数据处理方法同实施例1,试验结果如表7:
表7
Figure BDA00001937351700071
由表6可知,综合考虑确定磷酸钠的加入量为0.05-0.15g/100mL。
综上,确定三乙醇胺的加入量为0.20-0.50g/100mL,最佳加入量为0.20g/mL;硅酸钠的加入量为0.10-0.25g/100mL,优选加入量为0.10-0.15g/100mL;苯甲酸钠的加入量为0.05-0.15g/100mL;磷酸钠的加入量为0.05-0.25g/100mL。
实施例4复方腐蚀抑制剂全配方测试
使用时,将三乙醇胺20份、磷酸钠10份、硅酸钠10份和苯甲酸钠7.5份混合均匀,得到复方腐蚀抑制剂。
向每100mL的35体积%乙二醇水溶液中加入上述所得复方腐蚀抑制剂0.475g,使三乙醇胺、磷酸钠、硅酸钠和苯甲酸钠的终浓度分别为0.20g/100mL、0.10g/100mL、0.10g/100mL、0.075g/100mL,调节乙二醇水溶液的pH值至7.5,将铁片、钢片和紫铜片悬挂于上述乙二醇水溶液中,淹没试片,加盖,控制温度在(88±2)℃静置,通过向乙二醇水溶液中额外滴加氢氧化钠或氢氧化钾使其pH保持在7.0-7.5,14d后取出试片,用蒸馏水洗涤干净,晾干后干燥至衡重。测量铁片、钢片和紫铜片实验前后的质量变化,数据处理方法同实施例1,试验结果如表8:
表8
Figure BDA00001937351700081
由表8可知,该腐蚀抑制剂配方对实验的3种金属铁、钢、铜具有优异的腐蚀抑制作用,在同样的条件下,铁片、钢片和铜片加入该腐蚀抑制剂后与不加该腐蚀剂时相比,相对腐蚀失重百分比分别为2.08%、1.47%和6.55%,即失重只相当于空白时的2.08%、1.47%和6.55%。
实施例5复方腐蚀抑制剂全配方测试
使用时,将三乙醇胺50份、磷酸钠5份、硅酸钠25份和苯甲酸钠5份混合均匀,得到复方腐蚀抑制剂。
向每100mL的35体积%乙二醇水溶液中加入上述所得复方腐蚀抑制剂0.85g,使三乙醇胺、磷酸钠、硅酸钠和苯甲酸钠终浓度分别为0.50g/100mL、0.05g/100mL、0.25g/100mL和0.05g/100mL,调节乙二醇水溶液的pH值至7.5,将铁片、钢片和紫铜片悬挂于上述乙二醇水溶液中,淹没试片,加盖,控制温度在(88±2)℃静置,通过向乙二醇水溶液中额外滴加氢氧化钠或氢氧化钾使其pH保持在7.0-7.5,14d后取出试片,用蒸馏水洗涤干净,晾干后干燥至衡重。测量铁片、钢片和紫铜片实验前后的质量变化,数据处理方法同实施例1,试验结果如表9:
表9
Figure BDA00001937351700082
由表9可知,该腐蚀抑制剂配方对实验的3种金属铁、钢、铜具有优异的腐蚀抑制作用,在同样的条件下,铁片、钢片和铜片加入该腐蚀抑制剂后与不加该腐蚀剂时相比,相对腐蚀失重百分比分别为3.64%、5.29%和10.47%,即失重只相当于空白时的3.64%、5.29%和10.47%。
实施例6复方腐蚀抑制剂全配方测试
使用时,将三乙醇胺40份、磷酸钠25份、硅酸钠15份和苯甲酸钠15份混合均匀,得到复方腐蚀抑制剂。
向每100mL的35体积%乙二醇水溶液中加入上述所得复方腐蚀抑制剂0.95g,使三乙醇胺、磷酸钠、硅酸钠和苯甲酸钠终浓度分别为0.40g/100mL、0.25g/100mL、0.15g/100mL和0.15g/100mL,调节乙二醇水溶液的pH值至7.5,将铁片、钢片和紫铜片悬挂于上述乙二醇水溶液中,淹没试片,加盖,控制温度在(88±2)℃静置,通过向乙二醇水溶液中额外滴加氢氧化钠或氢氧化钾使其pH保持在7.0-7.5,14d后取出试片,用蒸馏水洗涤干净,晾干后干燥至衡重。测量铁片、钢片和紫铜片实验前后的质量变化,数据处理方法同实施例1,试验结果如表10:
表10
由表10可知,该腐蚀抑制剂配方对实验的3种金属铁、钢、铜具有优异的腐蚀抑制作用,在同样的条件下,铁片、钢片和铜片加入该腐蚀抑制剂后与不加该腐蚀剂时相比,相对腐蚀失重百分比分别为3.99%、6.31%和13.10%,即失重只相当于空白时的3.99%、6.31%和13.10%。
实施例7
仅将实施例4-6中复方腐蚀抑制剂所用的硅酸钠、磷酸钠和苯甲酸钠均替换成相应钾盐,其余条件相同的情况下考察腐蚀抑制剂的性能:铁片、钢片和铜片的相对腐蚀失重百分比波动仅在1%内。仅将实施例4-6中所用35体积%乙二醇水溶液替换成40体积%乙二醇水溶液,其余条件相同的情况下考察腐蚀抑制剂的性能:铁片、钢片和铜片的相对腐蚀失重百分比波动也在1%内。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种复方腐蚀抑制剂,其特征在于由按重量份计的以下组分组成:三乙醇胺20-50份,可溶性磷酸盐5-25份,可溶性硅酸盐10-25份和可溶性苯甲酸盐5-15份,其中可溶性磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾,可溶性硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾,可溶性苯甲酸盐为苯甲酸钠或苯甲酸钾。
2.根据权利要求1所述的复方腐蚀抑制剂,其特征在于:所述三乙醇胺20份、可溶性磷酸盐10份、可溶性硅酸盐10份和可溶性苯甲酸盐7.5份。
3.根据权利要求1所述的复方腐蚀抑制剂,其特征在于:所述三乙醇胺50份、可溶性磷酸盐5份、可溶性硅酸盐25份和可溶性苯甲酸盐5份。
4.根据权利要求1所述的复方腐蚀抑制剂,其特征在于:所述三乙醇胺40份、可溶性磷酸盐25份、可溶性硅酸盐15份和可溶性苯甲酸盐15份。
5.权利要求1-4之一所述的复方腐蚀抑制剂抑制金属在乙二醇水溶液中腐蚀的应用。
6.根据权利要求5所述的复方腐蚀抑制剂抑制金属在乙二醇水溶液中腐蚀的应用,其特征在于:使用所述复方腐蚀抑制剂前调节所述乙二醇水溶液的pH值至7.5且通过向所述乙二醇水溶液中额外滴加碱液使其pH保持在7.0-7.5。
7.根据权利要求5或6所述的复方腐蚀抑制剂抑制金属在乙二醇水溶液中腐蚀的应用,其特征在于:所述乙二醇水溶液中乙二醇的含量为35-40体积%。
8.根据权利要求7所述的复方腐蚀抑制剂抑制金属在乙二醇水溶液中腐蚀的应用,其特征在于:所述金属为铁、铜和钢。
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