CN115917045A - 向加压水-蒸汽系统提供防腐蚀保护的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种使用极低量的N‑酰基肌氨酸或其盐向加压水‑蒸汽系统提供防腐蚀保护的方法,还涉及一种测定水溶液或乳状液中的N‑酰基肌氨酸浓度的方法。

Description

向加压水-蒸汽系统提供防腐蚀保护的方法
本发明涉及一种使用极低量的N-酰基肌氨酸或其盐向加压水-蒸汽系统提供防腐蚀保护的方法。
本发明还涉及一种测定水溶液或乳状液中的N-酰基肌氨酸浓度的方法。
发明背景
水-蒸汽系统,特别是水-蒸汽回路和一般而言蒸汽发生器,例如发电厂中的蒸汽发生器,需要水处理以防止与水接触的表面受到腐蚀损伤。
基于成膜胺(FFA)的有机水添加剂向水-蒸汽系统提供优异的防腐蚀保护。这尤其适用于以循环模式运行的装置,其中在停机期间需要防腐并且必须维持对与水接触和在干状态下的部件的保护。成膜胺的特征在于它们带有至少一个长链烷基或烯基并具有一个或多个氨基。成膜胺在金属或金属氧化物表面与腐蚀性介质之间形成保护层。推测极性氨基化学吸附到金属(氧化物)表面,且亲脂性长链烷基或烯基使表面无法被水润湿,由此阻挡腐蚀性物质。
但是,从发电厂制造商或运营商的角度看,蒸汽-水循环中的任何有机物都会带来有害副作用的风险。可能的副作用包括腐蚀性降解产物、干扰监测阳离子电导率、对沸腾和冷凝的影响或结垢。有机胺例如产生挥发性酸性降解产物,这降低pH并因此促进腐蚀(尽管完整胺的氨基可能在某种程度上抵消酸性)。因此最好将有机添加剂的一般用量限制在尽可能最少。
无论如何无法将FFAs的浓度限制在一定界限以外而没有不可接受的活性损失。
关于FFAs的另一个担忧是它们的毒性。油胺例如被归类为健康和环境危害。其可能通过长期或反复暴露而对器官造成损伤并且如果吞咽或吸入则可能会致命。此外,其对水生生物具有极高毒性且效果持久。尽管这种风险例如在发电厂的封闭蒸汽-水回路中可能可管理,但显然,对于直接或间接用于食品、化妆品或药品加工的水-蒸汽循环,最好避免这样的危害。在没有与毒性不可接受的材料发生任何直接或间接接触的系统中,也最好避免使用有害材料,因为水最终都会释放到环境中。地热系统更是如此,如地热发电厂或地热供暖机组,其中在发电/加热后,将水释放到环境中,通常释放到地下深处,在此无法控制它的进一步运动和影响,例如进入地下水。
N-酰基肌氨酸是羧酸与肌氨酸(N-甲基甘氨酸)的羧酰胺。它们已经被描述为腐蚀抑制剂组合物的组分。
DE-A-1916628描述了一种混合物,其含有A)57-89.5重量%的磺酰氯与氨或低碳伯胺反应然后与卤素羧酸反应的产物,或磺酰氯与具有2-9个碳原子的氨基羧酸在碱存在下的反应产物;或这些反应产物的盐;B)5-30重量%的具有碱金属或铵抗衡作用的脂肪酸酰基肌氨酸盐;C)5-10重量%的环己胺;和D)0.5-3重量%的苯并三唑和/或2-巯基苯并噻唑作为防腐蚀剂。该混合物以0.05-5重量%的量加入;对应于至少25ppm的量的肌氨酸盐。在实施例中,当以所要求保护的组合物的形式使用时,肌氨酸盐以250-750ppm的量使用。在对比例中,当其单独使用时,剂量为5000ppm。在实施例中,不使用加压系统。
JP S57-185988涉及一种防腐蚀组合物,其包含聚马来酸或其盐和肌氨酸化合物R-C(O)-N(CH3)-CH2-COOH,其中R是C8-C22-烃基。在实施例中,当以所要求保护的组合物的形式使用时,肌氨酸化合物以4-30ppm的量使用。在对比例中,当其单独使用时,剂量为40ppm。在实施例中,软钢试件在50℃或90℃的试验用水中旋转5天。没有描述或使用加压系统。仅在锅炉水中的钢试件上和在煮沸试验用水的烧杯壁上测试防腐蚀效果。没有测试在蒸汽或冷凝水或与其接触的部件中的防腐蚀行为。
EP-A-1092788涉及一种腐蚀抑制制剂,其含有酰基氨基酸和三唑衍生物。酰基氨基酸的定义包括N-酰基肌氨酸。在实施例中,制剂以0.2重量%的总量使用。考虑到如这一参考文献的表1中给出的N-酰基肌氨酸和三唑衍生物的混合比,N-酰基肌氨酸以大约0.09至0.13重量%(对应于900-1300ppm)的量使用。
发明概述
本发明的目的是提供能够用明显更低量的活性剂实现加压水-蒸汽系统中的防腐蚀保护的防腐蚀剂。在将该试剂仅添加到给水中时,同样并且尤其也向与蒸汽和冷凝水接触的那些系统部件提供防腐蚀保护。此外,该试剂应该无毒或至少明显比FFAs低毒。用单独使用或最多与碱化胺组合使用的该试剂也应该可获得有效的防腐蚀保护;即DE-A-1916628、JP S57-185988和EP-A-1092788组合物的混合搭档(mixing partners)不应该是获得这些效果所必需的。
通过使用最多10ppm的(总)量的某些N-酰基肌氨酸盐作为防腐蚀剂实现该目的。
本发明因此涉及一种向加压水-蒸汽系统提供防腐蚀保护的方法,所述方法包含加入式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐
R-C(=O)-N(CH3)-CH2-COOH (I)
其中R是具有10至24个碳原子的直链或支链无环烃基;其中在使用不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物的情况下,在基于混合物的总重量计最多30重量%的N-酰基肌氨酸化合物(I)中,R也可以是具有4至9个碳原子的直链或支链无环烃基;
其中将式(I)的N-酰基肌氨酸化合物、不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐以使得所述一种或多种式(I)的化合物在水-蒸汽系统中所含的水中的平均总浓度在0.01至10mg/kg的范围内的量添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。
本发明还涉及如上文和下文定义的N-酰基肌氨酸化合物或式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐用于向加压水-蒸汽系统提供防腐蚀保护的用途,其中所述用途包含将N-酰基肌氨酸化合物或不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐添加到用于运行水-蒸汽系统的水中,其量使得式(I)的化合物在水-蒸汽系统中所含的水中的平均总浓度在0.01至10mg/kg的范围内,优选在0.01至8mg/kg的范围内,更优选在0.02至6mg/kg的范围内,特别是在0.02至5mg/kg的范围内,更特别是在0.05至5mg/kg的范围内,再更特别是在0.1至5mg/kg,如在0.5至5mg/kg的范围内;尤其是在0.1至3.5mg/kg的范围内,更尤其是在0.5至3.5mg/kg的范围内,再更尤其是在0.5至3mg/kg的范围内,非常尤其是在0.8至2.5mg/kg的范围内。
另一目的是提供一种测定加压水-蒸汽系统中存在的防腐蚀剂的浓度的方法。使用FFAs的长期经验表明,随时间经过,可能发生防腐蚀剂浓度的消耗。因此,监测浓度是安全高效地控制腐蚀的重要工具。通常通过测量水-蒸汽循环系统的水相中的残留防腐蚀剂实现对处理有效性的控制,这是表面受到完全保护的间接证明。
为此设想的方法是例如滴定法、安培滴定法(voltamperometry)、分光光度法、基于传感器的方法、流动注射法或色谱法。尽管色谱法非常灵敏和精确,但它们对于大多数用途而言过于复杂和昂贵。分光光度法是一个很好的折衷。用于测定在光度计的发射光谱中不吸收的物质的浓度的分光光度法通常利用待测物质与在所需范围内表现出高吸收的化合物的复合物形成。例如,B.Wyrwas等人在J.Surfact.Deterg.2014,17,191-198中描述了河水中的阴离子表面活性剂,如十二烷基苯磺酸盐的测定。为此,将含十二烷基苯磺酸盐的水与亚甲蓝混合,并将形成的复合物萃取到氯仿相中,然后通过分光光度法检查。但是,氯仿被归类为有害物质,更准确地说是吸入时有毒并怀疑会导致癌症和遗传缺陷。因此本发明的一个目的是提供一种能够测定式(I)的N-酰基肌氨酸化合物而不需要使用有害溶剂的方法。
本发明的进一步方面因此涉及一种测定式(I)化合物(或其盐)的水溶液或乳状液中的式(I)化合物(为其酸或其盐形式)的浓度的方法,其包含以下步骤:
i)将阳离子吩噻嗪染料添加到指定量的含有式(I)的化合物或其盐的水溶液或乳状液中;
ii)对步骤i)的混合物施以液体萃取剂的萃取,所述液体萃取剂包含萃取剂总量的至少95重量%的C8-C10烷醇,特别是1-壬醇;
iii)将液体萃取剂与水相分离;和
iv)光度法测定萃取剂中的吩噻嗪染料的浓度。
附图简述
[图1]图1显示低碳钢电极在含有50ppm油酰肌氨酸(C-1)或椰油酰肌氨酸(C-2);或含有44.7ppm油胺(CMP-1)(用孟加拉玫瑰红法测量)的去离子水中在pH 9.0下在根据实施例2进行的t=100min的第5个测量点处的电化学阻抗测量的奈奎斯特图。
[图2]图2显示在不存在氯离子的情况下椰油酰肌氨酸(化合物C-2)的浓度测定的校准曲线,其根据实施例9通过由亚甲蓝与五个指定浓度的C-2形成的络合物的光度吸收测量建立。用这五个浓度的C-2获得的吸收对照C-2的浓度[mg/l]绘图并通过回归线A连接。图2进一步显示根据实施例10在各种指定量的氯离子存在下五个或六个指定浓度的C-2测定的校准曲线。用这五个浓度的C-2获得的吸收对照各自的C-2浓度[mg/l]绘图并通过回归线B至F连接,其中B是conc.Cl -=31mg/l的回归线;C是conc.Cl -=62mg/l的回归线;D是conc.Cl -=156mg/l的回归线;E是conc.Cl -=218mg/l的回归线;且F是conc.Cl -=311mg/l的回归线。
[图3]图3是其中图2中的线段A至F在conc.C-2=0mg/l下的吸收值对照y轴(垂直轴)上的吸收绘制而得的曲线图;并画出回归线。
发明详述
定义
除非另行规定,以下定义既涉及本发明的方法,也涉及本发明的用途。
提供防腐蚀保护的方法在下文中通常简称为“(本发明的)方法”,其中测定式(I)的化合物的浓度的方法通常被称为“(本发明的)测定方法”。
如果使用不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐,理所当然的是,0.01至10mg/kg的浓度范围(以及上文、下文和权利要求书中规定的优选范围)涉及化合物(I)的总量而非该混合物中所含的单一化合物(I)。
对于浓度范围,化合物(I)的重量涉及它们的酸形式。
“平均总浓度”被理解为浓度的时间平均值。下面给出进一步细节。
具有10至24个碳原子的直链或支链无环烃基在本发明中是具有10至24个碳原子的直链或支链脂族基团。脂族基团可以是饱和烷基或不饱和烯基或炔基。通常,不饱和脂族基团是烯基。具有10至24个碳原子的直链或支链无环烃基因此通常是C10-C24-烷基或C10-C24-烯基。
C1-C6-烷基是具有1至6个碳原子的饱和直链或支链脂族烃基。C1-C6-烷基的实例是甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、1-甲基丙基(仲丁基)、2-甲基丙基(异丁基)、1,1-二甲基乙基(叔丁基)、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、2,3-二甲基丁基、3,3-二甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1,1,2-三甲基丙基、1,2,2-三甲基丙基、1-乙基-1-甲基丙基或1-乙基-2-甲基丙基。
C10-C11-烷基是具有10或11个碳原子的饱和直链或支链脂族烃基。C10-C11-烷基的实例是正癸基、正十一烷基及其位置异构体,例如2-丙基庚基等。C12-C18-烷基是具有12至18个碳原子的饱和直链或支链脂族烃基。C12-C18-烷基的实例是正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基及其位置异构体。C12-C20-烷基是具有12至20个碳原子的饱和直链或支链脂族烃基。C12-C20-烷基的实例是正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基及其位置异构体。C10-C24-烷基是具有10至24个碳原子的饱和直链或支链脂族烃基。C10-C24-烷基的实例是正癸基、正十一烷基、正十二烷基、正十三烷基、正十四烷基、正十六烷基、正十七烷基、正十八烷基、正十九烷基、正二十烷基、正二十一烷基、正二十二烷基及其位置异构体。
严格地说,术语“烯基”是指单不饱和(即含有一个C-C双键)直链或支链脂族烃基,其中C-C双键可在任何位置。但是,如本发明中所用,该术语也包含“alkapolyenyl”,即具有两个或更多个共轭或分离的,但非累积的C-C双键的直链或支链脂族烃基。
C10-C11-烯基是具有10或11个碳原子和一个或多个,优选1、2或3个共轭或分离的,但非累积的C-C双键的直链或支链脂族烃基。在严格意义上的C10-C11-烯基(只有1个C-C双键)的实例是1-癸烯基、2-癸烯基、3-癸烯基、4-癸烯基、5-癸烯基、1-十一碳烯基、2-十一碳烯基、3-十一碳烯基、4-十一碳烯基、5-十一碳烯基及其位置异构体。C10-C11-alkapolyenyl(即具有2个或更多个,优选2或3个C-C双键的“烯基”)的实例是正癸-1,3-二烯基、正癸-1,4-二烯基、正癸-1,5-二烯基、正癸-1,6-二烯基、正癸-1,7-二烯基、正癸-1,8-二烯基、正癸-1,9-二烯基、正癸-2,4-二烯基、正癸-2,5-二烯基、正癸-2,6-二烯基、正癸-2,7-二烯基、正癸-2,8-二烯基、正癸-2,9-二烯基、正癸-3,5-二烯基、正癸-3,6-二烯基、正癸-3,7-二烯基、正癸-3,8-二烯基、正癸-3,9-二烯基、正癸-4,6-二烯基、正癸-4,7-二烯基、正癸-4,8-二烯基、正癸-4,9-二烯基、正癸-5,7-二烯基、正癸-5,8-二烯基、正癸-5,9-二烯基、正癸-6,8-二烯基、正癸-6,9-二烯基、正癸-7,9-二烯基、正十一碳-1,3-二烯基、正十一碳-1,4-二烯基、正十一碳-1,5-二烯基、正十一碳-1,6-二烯基、正十一碳-1,7-二烯基、正十一碳-1,8-二烯基、正十一碳-1,9-二烯基、正十一碳-1,10-二烯基、正十一碳-2,4-二烯基、正十一碳-2,5-二烯基、正十一碳-2,6-二烯基、正十一碳-2,7-二烯基、正十一碳-2,8-二烯基、正十一碳-2,9-二烯基、正十一碳-2,10-二烯基、正十一碳-3,5-二烯基、正十一碳-3,6-二烯基、正十一碳-3,7-二烯基、正十一碳-3,8-二烯基、正十一碳-3,9-二烯基、正十一碳-3,10-二烯基、正十一碳-4,6-二烯基、正十一碳-4,7-二烯基、正十一碳-4,8-二烯基、正十一碳-4,9-二烯基、正十一碳-4,10-二烯基、正十一碳-5,7-二烯基、正十一碳-5,8-二烯基、正十一碳-5,9-二烯基、正十一碳-5,10-二烯基、正十一碳-6,8-二烯基、正十一碳-6,9-二烯基、正十一碳-6,10-二烯基、正十一碳-7,9-二烯基、正十一碳-7,10-二烯基、正十一碳-8,10-二烯基、正癸-1,3,5-三烯基、正癸-1,3,6-三烯基、正癸-1,3,7-三烯基、正癸-1,3,8-三烯基、正癸-1,3,9-三烯基、正癸-1,4,6-三烯基、正癸-1,4,7-三烯基、正癸-1,4,8-三烯基、正癸-1,4,9-三烯基、正癸-1,5,7-三烯基、正癸-1,5,8-三烯基、正癸-1,5,9-三烯基、正癸-1,6,8-三烯基、正癸-1,6,9-三烯基、正癸-1,7,9-三烯基、正癸-2,4,6-三烯基、正癸-2,4,7-三烯基、正癸-2,4,8-三烯基、正癸-2,4,9-三烯基、正癸-2,5,7-三烯基、正癸-2,5,8-三烯基、正癸-2,5,9-三烯基、正癸-2,6,8-三烯基、正癸-2,6,9-三烯基、正癸-2,7,9-三烯基、正癸-3,5,7-三烯基、正癸-3,5,8-三烯基、正癸-3,5,9-三烯基、正癸-3,6,8-三烯基、正癸-3,6,9-三烯基、正癸-3,7,9-三烯基、正癸-4,6,8-三烯基、正癸-4,6,9-三烯基、正癸-4,7,9-三烯基、正癸-5,7,9-三烯基、正十一碳-1,3,5-三烯基、正十一碳-1,3,6-三烯基、正十一碳-1,3,7-三烯基、正十一碳-1,3,8-三烯基、正十一碳-1,3,9-三烯基、正十一碳-1,3,10-三烯基、正十一碳-1,4,6-三烯基、正十一碳-1,4,7-三烯基、正十一碳-1,4,8-三烯基、正十一碳-1,4,9-三烯基、正十一碳-1,4,10-三烯基、正十一碳-1,5,7-三烯基、正十一碳-1,5,8-三烯基、正十一碳-1,5,9-三烯基、正十一碳-1,5,10-三烯基、正十一碳-1,6,8-三烯基、正十一碳-1,6,9-三烯基、正十一碳-1,6,10-三烯基、正十一碳-1,7,9-三烯基、正十一碳-1,7,10-三烯基、正十一碳-1,8,10-三烯基、正十一碳-2,4,6-三烯基、正十一碳-2,4,7-三烯基、正十一碳-2,4,8-三烯基、正十一碳-2,4,9-三烯基、正十一碳-2,4,10-三烯基、正十一碳-2,5,7-三烯基、正十一碳-2,5,8-三烯基、正十一碳-2,5,9-三烯基、正十一碳-2,5,10-三烯基、正十一碳-2,6,8-三烯基、正十一碳-2,6,9-三烯基、正十一碳-2,6,10-三烯基、正十一碳-2,7,9-三烯基、正十一碳-2,7,10-三烯基、正十一碳-2,8,10-三烯基、正十一碳-3,5,7-三烯基、正十一碳-3,5,8-三烯基、正十一碳-3,5,9-三烯基、正十一碳-3,5,10-三烯基、正十一碳-3,6,8-三烯基、正十一碳-3,6,9-三烯基、正十一碳-3,6,10-三烯基、正十一碳-3,7,9-三烯基、正十一碳-3,7,10-三烯基、正十一碳-3,8,10-三烯基、正十一碳-4,6,8-三烯基、正十一碳-4,6,9-三烯基、正十一碳-4,6,10-三烯基、正十一碳-4,7,9-三烯基、正十一碳-4,7,10-三烯基、正十一碳-4,8,10-三烯基、正十一碳-5,7,9-三烯基、正十一碳-5,7,10-三烯基、正十一碳-5,8,10-三烯基及其位置异构体。
C12-C18-烯基是具有12至18个碳原子和一个或多个,优选1、2或3个共轭或分离的,但非累积的C-C双键的直链或支链脂族烃基。在严格意义上的C12-C18-烯基(只有1个C-C双键)的实例是1-十二碳烯基、2-十二碳烯基、3-十二碳烯基、4-十二碳烯基、5-十二碳烯基、6-十二碳烯基、1-十三碳烯基、2-十三碳烯基、3-十三碳烯基、4-十三碳烯基、5-十三碳烯基、6-十三碳烯基、1-十四碳烯基、2-十四碳烯基、3-十四碳烯基、4-十四碳烯基、5-十四碳烯基、6-十四碳烯基、7-十四碳烯基、1-十五碳烯基、2-十五碳烯基、3-十五碳烯基、4-十五碳烯基、5-十五碳烯基、6-十五碳烯基、7-十五碳烯基、1-十六碳烯基、2-十六碳烯基、3-十六碳烯基、4-十六碳烯基、5-十六碳烯基、6-十六碳烯基、7-十六碳烯基、8-十六碳烯基、1-十七碳烯基、2-十七碳烯基、3-十七碳烯基、4-十七碳烯基、5-十七碳烯基、6-十七碳烯基、7-十七碳烯基、8-十七碳烯基、1-十八碳烯基、2-十八碳烯基、3-十八碳烯基、4-十八碳烯基、5-十八碳烯基、6-十八碳烯基、7-十八碳烯基、8-十八碳烯基及其位置异构体。C12-C20-alkapolyenyl(即具有2个或更多个,优选2或3个C-C双键的“烯基”)的一些所选实例是正辛-9,12-二烯基、正辛-9,12,15-三烯基等。
C12-C20-烯基是具有12至20个碳原子和一个或多个,优选1、2或3个共轭或分离的,但非累积的C-C双键的直链或支链脂族烃基。在严格意义上的C12-C20-烯基(只有1个C-C双键)的实例是,除对C12-C18-烯基列举的那些外,9-十八碳烯基、1-十九碳烯基、2-十九碳烯基、3-十九碳烯基、4-十九碳烯基、5-十九碳烯基、6-十九碳烯基、7-十九碳烯基、8-十九碳烯基、9-十九碳烯基、1-二十碳烯基、2-二十碳烯基、3-二十碳烯基、4-二十碳烯基、5-二十碳烯基、6-二十碳烯基、7-二十碳烯基、8-二十碳烯基、9-二十碳烯基及其位置异构体。C12-C20-alkapolyenyl(即具有2个或更多个,优选2或3个C-C双键的“烯基”)的一些所选实例是正辛-9,12-二烯基、正辛-9,12,15-三烯基等。
C10-C24-烯基是具有10至24个碳原子和一个或多个,优选1、2或3个共轭或分离的,但非累积的C-C双键的直链或支链脂族烃基。C10-C24-烯基的实例是上文对C10-C11-烯基和C12-C20-烯基列举的那些,另外还有二十三烷基、二十四烷基及其位置异构体。
烯基中的C-C双键可以是顺式或反式取代的。当烯基衍生自天然脂肪酸时,C-C双键通常是顺式的。
C1-C6-羟烷基是其中一个氢原子被羟基替代的如上文定义的C1-C6-烷基。C1-C6-羟烷基的实例是羟甲基、1-羟乙基、2-羟乙基、1-羟基丙-1-基、1-羟基丙-2-基、2-羟基丙-1-基、2-羟基丙-2-基、3-羟基丙-1-基、1-羟基丁-1-基、1-羟基丁-2-基、1-羟基丁-3-基、2-羟基丁-1-基、2-羟基丁-2-基、2-羟基丁-3-基、3-羟基丁-1-基、4-羟基丁-1-基、1-羟基-2-甲基-丙-1-基、2-羟基-2-甲基-丙-1-基、3-羟基-2-甲基-丙-1-基或2-(羟甲基)-2-甲基-eth-1-yl。
C1-C6-烷氧基是经氧原子连接的如上文定义的C1-C6-烷基。C1-C6-烷氧基的实例是甲氧基、乙氧基、正丙氧基、1-甲基乙氧基(异丙氧基)、丁氧基、1-甲基丙氧基(仲丁氧基)、2-甲基丙氧基(异丁氧基)、1,1-二甲基乙氧基(叔丁氧基)、戊氧基、1-甲基丁氧基、2-甲基丁氧基、3-甲基丁氧基、1,1-二甲基丙氧基、1,2-二甲基丙氧基、2,2-二甲基丙氧基、1-乙基丙氧基、己氧基、1-甲基戊氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、4-甲基戊氧基、1,1-二甲基丁氧基、1,2-二甲基丁氧基、1,3-二甲基丁氧基、2,2-二甲基丁氧基、2,3-二甲基丁氧基、3,3-二甲基丁氧基、1-乙基丁氧基、2-乙基丁氧基、1,1,2-三甲基丙氧基、1,2,2-三甲基丙氧基、1-乙基-1-甲基丙氧基或1-乙基-2-甲基丙氧基。
C8-C10-烷醇是在任何位置被羟基取代的如上文定义的直链或支链C8-C10-烷基。实例是正辛醇、正壬醇、正癸醇、2-乙基己醇、新壬醇、2-丙基庚醇、新癸醇和它们的其它位置异构体。
如果使用不同化合物I的混合物,这些化合物的不同通常在于它们的R的定义。
除非另行规定,当组分的量或浓度作为“ppm”给出时,这对应于1克组分/1,000,000克参考物质(或1mg/kg)。如果单位“ppm”用于规定组分在水中的浓度,考虑到水的密度接近1g/l,1ppm也可被理解为1克组分/1立方米水(或1mg/l)。
本发明的实施方案
除非另行规定,本发明的一般和优选实施方案的以下描述既涉及本发明的方法,也涉及本发明的用途。
在一个特定实施方案中,在本发明的方法和用途中,没有将聚马来酸或其盐(例如包含在JP S57-185988的制剂中)添加到加压水-蒸汽系统中使用或存在的水中。
在一个特定实施方案中,在本发明的方法和用途中,没有将具有12-24个碳原子的芳族、烷基芳族、脂族或脂环族烃的磺酰氯与氨或伯脂族胺反应然后所得磺酰胺与具有2-9个碳原子的卤素羧酸反应的产物,和磺酰氯与具有2-9个碳原子的氨基羧酸在碱存在下的反应产物,和这些反应产物的盐(DE 1916628的组分A))添加到加压水-蒸汽系统中使用或存在的水中。
在一个特定实施方案中,在本发明的方法和用途中,没有将聚马来酸或其盐,和具有12-24个碳原子的芳族、烷基芳族、脂族或脂环族烃的磺酰氯与氨或伯脂族胺反应然后所得磺酰胺与具有2-9个碳原子的卤素羧酸反应的产物,和磺酰氯与具有2-9个碳原子的氨基羧酸在碱存在下的反应产物,和这些反应产物的盐(DE 1916628的组分A))添加到加压水-蒸汽系统中使用或存在的水中。
在另一特定实施方案中,在本发明的方法和用途中,没有将下式的N,N’-二取代氨基甲基三唑衍生物添加到加压水-蒸汽系统中使用或存在的水中:
T-CH2-NR2
其中T是任选取代的1,2,3-苯并噻唑基团或任选取代的1,2,4-三唑基团,且R是羟烷基(EP 1092788 A2的组分b))。
在一个非常特定的实施方案中,没有将上述聚马来酸或其盐,和上述具有12-24个碳原子的芳族、烷基芳族、脂族或脂环族烃的磺酰氯与氨或伯脂族胺反应然后所得磺酰胺与具有2-9个碳原子的卤素羧酸反应的产物,和上述磺酰氯与具有2-9个碳原子的氨基羧酸在碱存在下的反应产物;或这些反应产物的盐;和上述三唑衍生物添加到加压水-蒸汽系统中使用或存在的水中。
N-酰基肌氨酸化合物(I)
如果使用不同化合物I的混合物,这些化合物的不同在于它们的R的定义。这样的混合物可通过混合不同的N-酰基肌氨酸(I)或通过使不同羧酸R-C(=O)OH的混合物发生与肌氨酸的酰胺化反应或通过使不同羧酸R-C(=O)OH的混合物发生与甲胺的酰胺化反应和随后使所得酰胺与甲醛反应获得。不同羧酸的混合物可通过混合不同的羧酸获得,但更方便地由天然油或脂肪的水解获得。天然油和脂肪通常是不同甘油三酯的混合物,其中单个甘油三酯分子可衍生自不同的脂肪酸。这样的天然甘油三酯的水解和所得脂肪酸混合物与肌氨酸的后续酰胺化当然得到具有不同的基团R的化合物I的混合物。
可用于衍生成不同化合物(I)的混合物的天然油(植物油)的实例是葵花油、菜籽油、大豆油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、玉蜀黍油(玉米油)、橄榄油、花生油、棉籽油、亚麻籽油、芝麻油、红花油等。可用于衍生成不同化合物(I)的混合物的天然脂肪的一个实例是牛脂脂肪。
式(I)中的R优选选自C12-C20-烷基和具有1、2或3个C=C双键的C12-C20-烯基;其中在使用不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物的情况下,在基于混合物的总重量计最多25重量%的N-酰基肌氨酸化合物(I)中,R也可以是C5-C9烷基;和在基于混合物的总重量计最多55重量%的N-酰基肌氨酸化合物(I)中,R也可选自C10-C11-烷基和具有1个C=C双键的C10-C11-烯基。
优选地,式(I)中的R平均具有12至18个碳原子。
在一个特定实施方案中,使用单一化合物I(即并非化合物I的混合物),并且在这种化合物中R优选是C12-C18-烷基或具有1个C=C双键的C12-C18-烯基;其中R更优选是具有1个C=C双键的C14-C18-烯基,特别是具有1个C=C双键的C16-C18-烯基。在一个具体实施方案中,R衍生自油酸((9Z)-十八碳烯酸);即R是(8Z)-十七碳烯基。
在另一特定实施方案中,使用其中R具有不同含义的不同化合物I的混合物。在这种混合物中,R优选选自C12-C20-烷基和具有1、2或3个C=C双键的C12-C20-烯基;其中在基于混合物的总重量计最多25重量%的N-酰基肌氨酸化合物(I)中,R也可以是C5-C9烷基;和在基于混合物的总重量计最多55重量%的N-酰基肌氨酸化合物(I)中,R也可选自C10-C11-烷基和具有1个C=C双键的C10-C11-烯基。换言之,在这样的混合物中,在基于混合物的总重量计至少20重量%的存在于该混合物中的化合物I中,R优选选自C12-C20-烷基和具有1、2或3个C=C双键的C12-C20-烯基。
优选地,如果使用不同化合物(I)的混合物,酰基肌氨酸(I)中的基团R-C(=O)衍生自天然油或脂肪,特别衍生自植物油。合适的植物油的实例是葵花油、菜籽油、大豆油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、玉蜀黍油(玉米油)、橄榄油、花生油、棉籽油、亚麻籽油、芝麻油、红花油。其中优选的是葵花油、菜籽油、大豆油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、玉蜀黍油(玉米油)和橄榄油。一个具体实例是椰子油。因此,不同化合物I的混合物的一个具体实例是通过椰子油的水解和获自水解的脂肪酸与肌氨酸的后续酰胺化(形式上)可获得的混合物。
在单一化合物(I)和不同化合物(I)的混合物的使用中,优选使用不同化合物(I)的混合物。在不同化合物(I)的混合物中,优选的是衍生自植物油,如葵花油、菜籽油、大豆油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、玉蜀黍油(玉米油)、橄榄油、花生油、棉籽油、亚麻籽油、芝麻油或红花油,优选衍生自葵花油、菜籽油、大豆油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、玉蜀黍油(玉米油)或橄榄油,尤其衍生自椰子油的混合物,更确切地说,通过植物油,如葵花油、菜籽油、大豆油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、玉蜀黍油(玉米油)、橄榄油、花生油、棉籽油、亚麻籽油、芝麻油或红花油,优选葵花油、菜籽油、大豆油、椰子油、棕榈油、棕榈仁油、玉蜀黍油(玉米油)或橄榄油,尤其是椰子油的水解和获自水解的脂肪酸与肌氨酸的后续酰胺化可获得的混合物。
N-酰基肌氨酸化合物(I)是已知的和可购得的。它们可通过本领域中已知的方法获得,如羧酸R-C(=O)OH或其更具反应性的衍生物,如卤化物,特别是氯化物;或酐;或其酯与肌氨酸或其盐的酰胺化。另一方法是酰胺R-C(=O)-NHCH3与甲醛反应成R-C(=O)-N(CH3)-CH2OH和随后使用合适的羰基化催化剂用CO进行羰基化。
将式(I)的N-酰基肌氨酸化合物、不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐以使得式(I)的化合物在水-蒸汽系统中所含的水中的平均总浓度在0.01至10mg/kg的范围内,即在0.01至10mg所有化合物(I)(作为酸形式计算)/kg水-蒸汽系统中所含的水的范围内的量添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。在一个优选实施方案中,将式(I)的N-酰基肌氨酸化合物、不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐添加到用于运行水-蒸汽系统的水中,其量使得式(I)的化合物在水-蒸汽系统中所含的水中的平均总浓度在0.01至8mg/kg的范围内,更优选在0.02至6mg/kg的范围内,特别是在0.02至5mg/kg的范围内,更特别是在0.05至5mg/kg的范围内,再更特别是在0.1至5mg/kg,如在0.5至5mg/kg的范围内;尤其是在0.1至3.5mg/kg的范围内,更尤其是在0.5至3.5mg/kg的范围内,再更尤其是在0.5至3mg/kg的范围内,非常尤其是在0.8至2.5mg/kg的范围内。
在本文中,术语“平均总浓度”被理解为浓度的时间平均值,这意味着在水-蒸汽系统的运行时间的过程中,所有式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐在用于运行水-蒸汽系统的水中的总体浓度平均在上述范围内。实际上,式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐在水中的浓度不一定在水-蒸汽系统运行时的每个时间点都在上述范围内。相反,该浓度有可能在某段时间在上述范围外。但是,式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的浓度在上述范围外的任何时段通常不超过4小时,特别是2小时。此外,在这些期间,该浓度通常不超过上文给出的上限的2倍,并且不会或仅短暂(优选不大于4小时)降至0。
上文给出的浓度涉及在其中用于运行水-蒸汽系统的水处于液态的水-蒸汽系统的那些部件中,式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的浓度。技术人员也理解,式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐在用于运行水-蒸汽系统的水中的浓度可能在一定程度上在水-蒸汽系统内变化,而非在水-蒸汽系统的每个点都相同。但是,该偏离不会非常高,并且通常在其中水处于液态的水-蒸汽系统的任何部件中都保持上文给出的平均浓度范围。
为了监测式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的浓度并使其保持在上述范围内,通常在水-蒸汽系统的至少一个点,特别在水-蒸汽系统的至少两个点定期或连续测定式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的浓度。例如,如果水-蒸汽系统是水-蒸汽回路,参考IAPWS Technical Guidance Document 8 16(2016)的第8.2点和其中引用的参考文献。用于测定式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的浓度的合适的点特别是其中水处于液态的那些点。用于控制式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的浓度的优选点包括例如
-给水,即从进料箱供入水-蒸汽回路的水;
-冷凝水和
-汽包(steam drum)的水,即锅炉的蒸汽发生部分中所含的水。
为了监测式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的实际浓度,通常取样并通过测定阴离子表面活性剂的浓度的标准方法,如例如S.Chitikela等人在Analyst,1995年7月,120,2001-2004中或B.Wyrwas等人,J.Surfact.Deterg.2014,17,191-198或其中引用的参考文献描述的方法测定样品中的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的浓度。但是,优选地,通过下面更详细描述的本发明的新型测定方法进行式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的浓度的测定。当然,也可能通过在线测量,例如通过使一部分用于运行水-蒸汽系统的水经过具有流通型传感器或流通型测量池的旁路,例如通过B.Wyrwas等人,J.Surfact.Deterg.2014,17,191-198的方法或类似于M.Lendi等人,Power PlantChemistry 2015,17(1),第8-13页的方法测定式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的浓度。在这方面,进一步参考IAPWS Technical Guidance Document 8 16(2016)的第8.4点和其中引用的参考文献。
或者,式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的浓度可由添加量和该系统的总水含量计算。对于仅向其中加入一次式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的系统以及对于其中定期或连续加入式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐以补偿该系统固有损失的系统,这是非常实用的方法,当可以测定、计算或估计损失量时,这样的计算是可能的。
为了使式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的浓度保持在上述范围内,以使得化合物(I)以上文给出的浓度范围存在的量补充所消耗的任何N-酰基肌氨酸化合物(I)或其盐。为此,将式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或其盐以使得至少在水-蒸汽系统的运行过程中实现上述浓度的量计量到用于运行水-蒸汽系统的水中。
为了保持式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐在用于运行水-蒸汽回路的水中的适当浓度,可以分份或连续加入该化合物。添加量或速率当然取决于在控制测量中测定的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐的浓度。在水-蒸汽系统先前没有用式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或其盐运行的情况下,优选的是,最初添加的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或其盐的量仅得到接近上文给出的下限的低浓度,并且作出进一步添加以实现优选浓度范围。特别地,应该避免初始过度剂量。
为此,式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐可以基本在水-蒸汽系统的任何点添加,特别是在水以液体形式存在的点。适用于添加N-酰基肌氨酸化合物的点与用于成膜胺或用于其它防腐蚀添加剂的基本相同,并且基本是技术人员已知的;在水-蒸汽回路的情况下,例如来自A.Bursik等人,Power Plant Chemistry 2015,17(6),第342-353页和来自IAPWS Technical Guidance Document 8 16(2016),第8.5点和其中引用的参考文献。合适的点包括在给水箱和锅炉之间的任何点,如锅炉的给水泵入口,除气加热器(除气器),特别是除气器出口,省煤器(economizer),特别是低压或高压省煤器回路的进料泵入口,冷凝器和通往风冷式冷凝器的管路、冷凝水抽取泵和/或鼓。尽管将至少一部分式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或它们的盐添加到冷凝水中(特别是在冷凝水排放泵处)可能是有用的,但它们也可能仅通过给水加入,例如添加到锅炉的给水箱或给水泵入口。
本发明人已经观察到,化合物(I)的汽/水分配比使得挥发度足够高以便转运到气相中和随后也转运到冷凝水中,但留下足够的部分并为该部分提供保护。在一个优选实施方案中,本发明的方法和用途用于为加压水-蒸汽系统的与蒸汽和/或冷凝水接触的那些部件(也)提供防腐蚀保护。由于有利的汽/水分配比,在化合物(I)仅通过给水引入该系统时,也实现这种保护效果。
在一个实施方案中,将式(I)的化合物或其混合物以其酸形式添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。
在另一实施方案中,将式(I)的化合物或其混合物以盐形式添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。合适的盐是具有碱金属阳离子的盐,如Li、Na或K盐,以及铵(NH4 +)或取代铵盐。优选的是铵和取代铵盐。合适的取代铵阳离子是式[NHR1R2R3]+的阳离子,其中R1、R2和R3互相独立地选自氢、C1-C6-烷基、C1-C6-羟烷基和C1-C6-烷氧基,条件是R1、R2和R3的至少一个不是氢;或R1和R2与N一起形成可含有选自O和N的附加杂原子作为环成员的单环或双环的5至10元环,且R3选自氢、C1-C6-烷基、C1-C6-羟烷基和C1-C6-烷氧基。用于生成(通过添加H+)取代铵阳离子的胺的实例是二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、二乙基胺、单乙醇胺(=2-氨基乙醇)、二乙基羟基胺、N,N-二甲基-2-氨基乙醇、N,N-二乙基-2-氨基乙醇(=二乙基乙醇胺;DEAE)、2-氨基-2-甲基丙醇、甲氧基丙基胺、异丙氧基丙基胺、3-甲氧基亚丙基胺、5-氨基戊醇、二甲基氨基乙基丙醇、1,2-二氨基乙烷和吗啉。特定的胺是单乙醇胺(=2-氨基乙醇)、N,N-二甲基-2-氨基乙醇、N,N-二乙基-2-氨基乙醇(=二乙基乙醇胺)、甲氧基丙基胺和2-氨基-2-甲基丙醇。一种特定的胺是N,N-二乙基-2-氨基乙醇。
在一个具体实施方案中,将式(I)的化合物或其混合物以其酸形式添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。
在另一具体实施方案中,将式(I)的化合物或其混合物以其盐,特别是其铵盐或取代铵盐的形式添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。
在一个具体实施方案中,将式(I)的化合物(以酸形式或盐形式使用)以式(I)的化合物的酸形式或其盐的水溶液或乳状液的形式添加到用于运行水-蒸汽系统的水中,其中该盐优选为铵盐或取代铵盐。优选地,式(I)的化合物在水溶液或乳状液中的浓度在0.5至10重量%的范围内,作为式(I)的化合物的酸形式计算并基于水溶液或乳状液的总重量计。优选地,该水溶液或乳状液在最多(at last)99.9%的程度上由式(I)的化合物、水以及任选氨和/或至少一种有机胺的混合物组成。如果式(I)的化合物至少部分以铵盐或取代铵盐的形式加入,存在氨和/或所述至少一种有机胺。
加压水-蒸汽系统
“加压”水-蒸汽系统是指该系统在高于环境压力,通常至少2巴(0.2MPa)的压力下运行。优选地,在运行过程中的水-蒸汽系统中的压力为至少10巴(1MPa),特别是至少20巴(2MPa),尤其是至少30巴(3MPa)。通常,该压力为2至300巴(0.2至30MPa),优选10至200巴(1至20MPa),更优选20至150巴(2至15MPa),尤其是30至100巴(3至10MPa),例如30至70巴(3至7MPa)或30至50巴(3至5MPa)。但是,水-蒸汽系统的一些部件中的压力可能更低,例如给水箱或预处理系统(如果存在)中。
水-蒸汽系统在本发明的意义上是在其中产生蒸汽并含有原则上易于腐蚀的内表面的任何系统。“内表面”是与经过水-蒸汽系统或在水-蒸汽系统中循环的水或蒸汽接触并因此原则上经受可能引起腐蚀的条件的水-蒸汽系统的表面。这种系统中的敏感部件的实例是锅炉(=蒸汽发生器)、蒸汽管线,更通常是连接不同部件的管道,冷凝器、冷却器、涡轮机、涡轮机叶片、给水箱、除气加热器、省煤器、闪蒸罐、预处理系统等,它们由原则上易于腐蚀的铁质材料和非铁材料,如钢、铝及其合金或铜及其合金制成或含有这些材料。该系统可以是或包含回路,蒸汽在其中冷凝、循环返回并再蒸发,如在蒸汽-水回路(WSC)中;或者可以是其中蒸汽没有再循环的非循环系统。水-蒸汽系统可为工业规模,例如作为工业工厂的一部分,例如发电厂的一部分,包括化石燃料发电厂,如燃煤发电厂和燃气轮机发电厂,沼气发电厂、核电厂、地热机组,包含热回收蒸汽发生器(HRSG)或稀释蒸汽发生器的工厂等;或可为公用事业规模(utility size)。水-蒸汽系统通常包含至少蒸汽发生器/锅炉,例如汽包锅炉或直流式蒸汽发生器。例外情况可能是地热工厂,其使用由来自地热源的高压水的压力释放形成的蒸汽。
在一个优选实施方案中,水-蒸汽系统是水-蒸汽回路。如上文提到,水-蒸汽系统可以是发电厂的一部分,包括化石燃料发电厂,如燃煤发电厂和燃气轮机发电厂,沼气发电厂、核电厂、包含热回收蒸汽发生器(HRSG)或稀释蒸汽发生器的工厂等。本发明的方法不仅适用于以连续模式运行的装置,还适用于满足作为以循环模式运行的发电厂的一部分的水-蒸汽回路的高要求。与连续模式相比,循环模式被理解为具有频繁的短期待机期(停工期)的不连续运行。在发电厂中,循环模式类似地理解并且是指响应系统负荷(需求量)要求的变化,在变化的负荷水平(功率需求量)下的发电机组运行,包括开/关和低负荷变化。本发明的方法能在这些具有挑战性的条件下实现高效和经济的防腐蚀保护。
有利地,如本发明中使用的N-酰基肌氨酸(I)和它们的盐几乎无毒。它们因此适用于直接或间接地与敏感物品的加工,例如食品(包括食品添加剂、饮料和动物饲料)、化妆品或药物的生产、纯化、灭菌(包括巴氏灭菌)、包装或储存有关的水-蒸汽系统。相应地,在一个特定实施方案中,本发明的方法和用途有助于向用于生成蒸汽的加压水-蒸汽系统提供防腐蚀保护,所述蒸汽用于食品(包括食品添加剂、饮料和动物饲料)、化妆品或药物的直接或间接加工。
“加工”是指从生产场地到物品的使用者/消费者的任何步骤,如物品的生产、纯化、灭菌、巴氏灭菌、清洁、磨光、包装、储存和递送。
“直接加工”是指蒸汽在从生产场地到使用者/消费者的某一步骤中与物品或其组分直接接触。“间接加工”是指蒸汽没有与物品或其组分直接接触。例如,蒸汽在这些产品的生产、纯化、磨光、包装或储存过程中的提取、蒸馏、干燥、灭菌或巴氏灭菌工艺中与敏感物品或其组分直接接触。间接接触意味着蒸汽没有与敏感物品或其组分直接接触,而是与随后接触所述物品或其组分的其它物品、材料或表面接触。实例是蒸汽与包装材料或与在其上、其中或用其加工,例如生产、纯化、灭菌、巴氏灭菌、清洁、磨光、包装或储存敏感物品或其组分的表面、区域、空间、装置或材料的接触。与敏感物品或其组分的直接或间接蒸汽接触发生在例如食品、食品添加剂、饮料、饲料、化妆品或药品生产中的提取或蒸馏工艺、高压食品保藏、食品、食品添加剂、饮料、饲料、化妆品或药品的包装、面包店、乳制品厂、生产或加工糖的工厂、罐头厂、酿酒厂、屠宰场、药品或化妆品的生产和包装场所等的区域、空间、表面、装置或工作材料的清洁或灭菌中。
仅为了说明与食品的直接接触,蒸汽例如在封罐、贻贝烹饪过程中、在肉类和禽类加工,例如(鸡、鸭、鹅、火鸡等的)拔毛或猪鬃去除等过程中;在漂白、解冻或蒸煮过程中与食物直接接触。
间接接触的一个实例是用于生产适合与食品、饲料、化妆品或药物接触的纸,例如包装纸的造纸机中使用的水-蒸汽回路。因此,在一个优选实施方案中,水-蒸汽系统是造纸机中,尤其是用于生产适合与食品、饲料、化妆品或药物接触的纸,例如包装纸的造纸机中使用的水-蒸汽回路。间接接触的另一个实例是用于包装材料,如酿酒厂(例如隧道式巴氏灭菌器)或其它饮料工业(用于果汁、软饮料、矿泉水、糖浆等)或罐头厂中的瓶或罐的净化和/或灭菌的蒸汽。
在另一实施方案中,将N-酰基肌氨酸化合物或不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐添加到地热发电厂,如干蒸汽发电站、闪蒸蒸汽发电站或二元循环发电站,或地热供暖机组,例如地热区域供暖机组的生产井、注入井、热交换器、蒸汽分离器、地上和地下管道等中。显然,在发电/加热循环后,不希望将含有敏感组分的水释放到环境中。
N-酰基肌氨酸化合物或不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐可与这些设施中通常使用的物质,例如膦酸、聚合物添加剂或螯合剂结合使用。合适的膦酸的实例是EDTMP[乙二胺四(亚甲基膦酸)]、ATMP[氨基三(亚甲基膦酸)]、PBTC(膦酰基丁烷三羧酸)、TDTMP[四亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)]、HDTMP[六亚甲基二胺四(亚甲基膦酸)]、依替膦酸、HEDP(1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸)、DMMP(甲基膦酸二甲酯)、乙烯基膦酸、AMP[氨基三(亚甲基膦酸)]、HPAA(2-羟基膦酰基羧酸)或CEPA(2-羧乙基膦酸)。合适的聚合物添加剂的实例是丙烯酸均聚物、共聚物和三元共聚物、膦基聚羧酸、丙烯酸酯/丙烯酰胺共聚物、丙烯酰胺及其盐的均聚物、共聚物和三元共聚物、聚乙二醇、基于丙烯酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)的共聚物和三元共聚物、基于(甲基)丙烯酸和烯丙基醚的共聚物和三元共聚物等。
这样的地热系统的压力可能在2至60巴(0.2至6MPa)之间变化。根据系统,温度可能在55至300℃之间变化。pH值通常在4至10的范围内。
在另一实施方案中,将N-酰基肌氨酸化合物或不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐添加到稀释蒸汽发生器(DSG)中。稀释蒸汽发生器是乙烯工厂中常用的低压锅炉,在此它们输送用于裂化工艺的稀释蒸汽。在大多数情况下,该水系统是从裂化炉到油骤冷单元,然后水骤冷单元、油/水分离器和汽提器到DSG并回到炉的闭合回路。DSG处理的挑战在许多情况下是C1-C4羧酸(主要是甲酸和乙酸)的高浓度。因此主要问题是锅炉和稀释蒸汽管线的防腐蚀保护。
只是为了避免任何疑问,N-酰基肌氨酸化合物、它们的混合物和盐当然适用于任何加压水-蒸汽系统。上面具体提到的系统(与敏感物品的加工、地热发电厂/供暖机组和DSGs直接或间接有关的水-蒸汽系统)只是突出了N-酰基肌氨酸化合物、它们的混合物和盐的优点特别明显的地方。
运行条件
如上文解释,该系统在高于环境压力,通常至少2巴(0.2MPa)的压力下运行。优选地,在运行过程中的水-蒸汽系统中的压力为至少10巴(1MPa),特别是至少20巴(2MPa),尤其是至少30巴(3MPa)。通常,该压力为2至300巴(0.2至30MPa),优选10至200巴(1至20MPa),更优选20至150巴(2至15MPa),尤其是30至100巴(3至10MPa),例如30至70巴(3至7MPa)或30至50巴(3至5MPa)。但是,水-蒸汽系统的一些部件中的压力可能更低,例如给水箱或预处理系统(如果存在)中。
优选地,在运行过程中的水-蒸汽系统中的温度为至少100℃,优选150至570℃,特别是200至400℃,尤其是200至350℃。但是,水-蒸汽系统的一些部件中的温度可能更低,例如冷凝器、给水箱或预处理系统(如果存在)中。
在水-蒸汽系统的运行过程中,pH优选为至少中性(即至少pH 7,例如7至14或7至12或7至10)。最优pH水平取决于具体的水-蒸汽系统,其中所含的与水或蒸汽接触的材料以及运行模式。通常,连续运行下的系统与不连续工作的系统(例如循环模式运行)或停机期间的系统相比较不容易由于pH太低或太高而受到腐蚀。含有与水或蒸汽接触的铝或铝合金组件的系统通常在比钢低的pH下运行;至少在非连续运行模式中。但是,地热发电厂或供暖机组也可在低于7的pH下运行,但pH优选为至少4,更优选至少5,特别是至少6,更特别是至少7,例如4至10或5至10或6至9.5或7至9。因此,总体上,水-蒸汽系统中的pH通常在4至14,优选5至12,更优选6至12,例如7至12或7至11或7.5至11、或8.0至10或8.5至10的范围内。pH值是指在20℃下测定的值。
在水-蒸汽系统为水-蒸汽回路的情况下,保持如在20℃下测定的在优选pH 7.5至12的范围内,更优选在8.0至11的范围内,特别是在pH 8.5至10的范围内,更特别是在pH8.7至10的范围内,尤其是在pH 9.0至10的范围内,非常尤其是在pH 9.2至10的范围内的水的pH值。这通常通过加入合适的碱实现。合适的碱是例如碱金属氢氧化物、氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化锂,磷酸盐,如磷酸钠、氨和碱化胺。碱化胺是挥发性胺,特别是胺NR1R2R3,其中R1、R2和R3互相独立地选自氢、C1-C6-烷基、C1-C6-羟烷基和C1-C6-烷氧基、条件是R1、R2和R3的至少一个不是氢;或R1和R2与N一起形成可含有选自O和N的附加杂原子作为环成员的单环或双环的5至10元环,且R3选自氢、C1-C6-烷基、C1-C6-羟烷基和C1-C6-烷氧基。合适的胺NR1R2R3的实例是二甲基胺、三甲基胺、乙基胺、二乙基胺、单乙醇胺(=2-氨基乙醇)、二乙基羟基胺、N,N-二甲基-2-氨基乙醇、N,N-二乙基-2-氨基乙醇(=二乙基乙醇胺;DEAE)、2-氨基-2-甲基丙醇、甲氧基丙基胺、异丙氧基丙基胺、3-甲氧基亚丙基胺、5-氨基戊醇、二甲基氨基乙基丙醇、1,2-二氨基乙烷、吗啉及其混合物。特定的胺是单乙醇胺(=2-氨基乙醇)、N,N-二甲基-2-氨基乙醇、N,N-二乙基-2-氨基乙醇(=二乙基乙醇胺)、甲氧基丙基胺和2-氨基-2-甲基丙醇。一种特定的胺是N,N-二乙基-2-氨基乙醇。
在水-蒸汽回路的运行过程中,用于运行水-蒸汽回路的水的pH值平均在上述范围内。实际上,水的pH值不一定在水-蒸汽回路运行时的每个时间点都在上述范围内。相反,pH值有可能短时间在上述范围外。但是,pH水平在上述范围外的任何时段通常不超过1小时,特别是30分钟以避免增加腐蚀。此外,在这些期间,pH水平通常不偏离上文给出的界限大于0.2个pH单位,特别是不大于0.1个pH单位。
技术人员也会理解,用于运行水-蒸汽回路的水的pH水平可能在一定程度上在水-蒸汽回路内变化,而非在水-蒸汽回路的每个点都相同。但是,该偏离不会非常高,并且通常在其中水处于液态的水-蒸汽回路的任何部件中都保持上述平均pH水平。
为了监测用于运行水-蒸汽回路的水的pH水平并使其保持在上述范围内,通常在水-蒸汽回路的至少一个点,特别在水-蒸汽回路的至少两个点定期或连续测定pH水平。用于测定pH水平的合适的点特别是其中水处于液态的那些点。用于控制pH水平的优选点包括例如
-给水,即从进料箱供入水-蒸汽回路的水;
-冷凝水和
-汽包的水,即锅炉的蒸汽发生部分中所含的水。
为了监测用于运行水-蒸汽回路的水的实际pH水平,可以取样并根据如上所述的标准程序,例如根据DIN EN ISO 10253:2012-04中描述的程序或本领域中已知的其它方法测定样品的pH。当然,也可能通过在线测量,例如通过使一部分用于运行水-蒸汽回路的水经过具有配备pH计的流通型测量池的旁路来测定pH值。
用于调节或保持所需pH的碱可以基本在水-蒸汽回路的任何点添加,特别是在水以液体形式存在的点。适用于添加碱的点是上文对N-酰基肌氨酸或其盐的添加提到的那些点,并包括例如给水箱、在给水箱和锅炉之间的任何点,如锅炉的给水泵入口,除气加热器(除气器),特别是除气器出口,省煤器,特别是低压或高压省煤器回路的进料泵入口,冷凝器和通往风冷式冷凝器的管路、冷凝水抽取泵和/或鼓。
为了保持用于运行水-蒸汽回路的水的适当pH水平,可以分份或连续加入另外的碱。添加量或速率当然取决于pH测量结果。
在水-蒸汽系统为水-蒸汽回路的情况下,还已经发现有益的是使用于运行水-蒸汽回路的水的电导率保持在最多30μS/cm,特别是最多20μS/cm或最多10μS/cm的水平。在此给出的电导率值是指如在22℃下测定的用于运行水-蒸汽回路的水的样品的比电导率。可以通过如例如DIN EN27888:1993-11中描述的标准程序测定电导率。对技术人员而言显而易见,在一些情况下可能无法测量在22℃下的电导率。但是,不是必须测量在22℃下的电导率,因为技术人员熟悉电导率的温度依赖性。因此,有可能测量在不同于22℃的温度下的电导率并作出适当的校正。现代电导率计通常具有温度补偿装置。通常,在温度在20至27℃范围内的样品中测量电导率以使温度效应最小化。
在水-蒸汽回路的运行过程中,用于运行水-蒸汽回路的水的电导率平均在上述界限以下。实际上,水的电导率不一定在水-蒸汽回路运行时的每个时间点都在上述界限以下。相反,电导率有可能短时间略高于上述界限。但是,电导率高于上述界限的任何时段通常不超过4小时,特别是2小时。此外,在这些期间,电导率通常不超过50μS/cm,特别是不超过30μS/cm或20μS/cm。
技术人员也会理解,用于运行水-蒸汽回路的水的电导率可能在一定程度上在水-蒸汽回路内变化,而非在水-蒸汽回路的每个点都相同。但是,该偏离不会非常高,并且通常在其中水处于液态的水-蒸汽回路的任何部件中都保持电导率的上述界限。
为了监测用于运行水-蒸汽回路的水的电导率并使其保持在上述范围内,通常在水-蒸汽回路的至少一个点,特别在水-蒸汽回路的至少两个点定期或连续测定电导率。用于测定用于运行水-蒸汽回路的水的电导率的合适的点是其中水处于液态的那些点。用于控制pH水平的优选点包括例如
-给水,即从进料箱供入水-蒸汽回路的水;
-冷凝水和
-汽包的水,即锅炉的蒸汽发生部分中所含的水。
为了监测用于运行水-蒸汽回路的水的实际电导率,可以取样并根据标准程序,例如根据DIN EN 27888:1993-11中描述的程序测定样品的电导率。当然,也可能通过在线测量,例如通过使一部分用于运行水-蒸汽回路的水经过具有配备电导率计的流通型测量池的旁路来测定电导率值。
为了使电导率保持在上述界限以下,可能必须从水中除去造成电导率的离子。为此,可将在水-蒸汽回路中循环的水传导经过离子交换树脂的床,特别是阳离子交换树脂和阴离子交换树脂的混合床以除去任何离子杂质。这些单元也被称为水精处理单元(polishing unit)。优选将冷凝水传导经过水精处理单元。
N-酰基肌氨酸化合物(I)可用于为各种金属,尤其是铁质材料及其合金(如各种钢类型),以及非铁金属和合金,如铜、铜合金、铝或铝合金提供防腐蚀保护。
蒸汽发生器和涡轮机通常由铁质材料,通常钢制成,而其它组件,如冷凝器或冷却器和管道,以及其它水/蒸汽系统可能由非铁材料,如铜、铜合金、铝或铝合金制成或包含这些材料。
钢或非铁金属/合金的类型取决于组件的类型及其构造要求。常用于建造水-蒸汽回路的组件的钢类型可以是高合金钢或低合金钢,包括但不限于例如马氏体钢,特别是铬含量为9–14%的马氏体钢,如马氏体钢T/P92和VM12/VM12-SHC,奥氏体钢和铁素体钢,例如低合金铁素体钢,如T/P24,还有镍基合金。
典型的铝材料特别包括铝含量>99%的纯铝和铝合金,如铝-镁合金、铝-镁-硅合金和铝-锌合金。
典型的铜材料包括纯铜和黄铜。
特别地,N-酰基肌氨酸化合物(I)可用于为钢、铜及其合金,特别是为钢和铜,尤其是为钢提供防腐蚀保护。
除化合物(I)或其盐和上文关于化合物(I)的盐和关于pH调节描述的任选碱之外,还可以向蒸汽-水系统中的水中加入其它添加剂。这些包括作为分散剂或阻垢剂或除氧剂的聚合物添加剂。
聚合物添加剂的实例是(甲基)丙烯酸的均聚物、共聚物和三元共聚物或更高级聚合物,如聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸酯的共聚物和三元共聚物或更高级聚合物、丙烯酸和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(AMPS)的共聚物和三元共聚物或更高级聚合物,以及(甲基)丙烯酸和烯丙基醚的共聚物和三元共聚物或更高级聚合物;与上文提到的这些不同的(甲基)丙烯酸酯的均聚物、共聚物和三元共聚物或更高级聚合物,如丙烯酸酯和丙烯酰胺的共聚物和三元共聚物或更高级聚合物、与上文提到的这些不同的丙烯酰胺的均聚物、共聚物和三元共聚物或更高级聚合物、膦基聚羧酸和聚乙二醇。
除氧剂的实例是肼、碳酰肼、二乙基羟基胺、抗坏血酸及其盐、亚硫酸盐和亚硫酸氢盐。
本发明还涉及一种测定式(I)的化合物的水溶液或乳状液中的式(I)的化合物的浓度的方法,其包含以下步骤:
i)将阳离子吩噻嗪染料添加到指定量的含有式(I)的化合物或其盐的水溶液或乳状液中;
ii)对步骤i)的混合物施以液体萃取剂的萃取,所述液体萃取剂包含萃取剂总量的至少95重量%的C8-C10烷醇,特别是1-壬醇;
iii)将液体萃取剂与水相分离;和
iv)光度法测定萃取剂中的吩噻嗪染料的浓度。
测定方法基于以下事实:式(I)的化合物当以盐形式存在时,与(阳离子)吩噻嗪染料形成离子缔合物(络合物)。这些络合物在C8-C10烷醇中的溶解度优于在水中,因此可萃取到由这些溶剂形成的有机相中。然后光度法测定这种络合物的吸收,更准确地说是其吩噻嗪染料部分的吸收。吸收是染料浓度的量度。通过连续测量由指定浓度的式(I)的化合物和吩噻嗪染料形成的络合物的吸光度,可以制备校准曲线,其随后能将吸收与吩噻嗪染料的浓度和最终与化合物(I)的浓度相关联。
化合物(I)是pKa大致在3至5的范围内的弱酸,因此可以在水中用它们的相应阴离子形成缓冲体系。它们只有在远远超出它们形成缓冲体系的pH范围时才主要以盐的形式存在。这通常是超过pH 9的情况。但是,如果与吩噻嗪染料形成络合物并将其萃取到有机相中,这会使酸/盐平衡即使在明显更低的pH值下也向盐移动。因此,观察到6或甚至更低的pH足以使步骤i)和ii)中的酸/盐平衡在一定程度上向盐移动以便能够将化合物(I)以吩噻嗪染料缔合物的形式基本完全萃取到有机相中。因此,在进行步骤i)之前、期间或之后不久,和在任何情况下在进行步骤ii)之前,如果该溶液或乳状液的pH低于该值,将含有式(I)的化合物的水溶液或乳状液调节到优选至少6的pH。更优选地,如果该溶液或乳状液的pH低于这一界限,将含有式(I)的化合物的水溶液或乳状液调节到至少6.5的pH。优选地,在加入吩噻嗪染料之前进行pH调节。优选地,将该水溶液或乳状液调节到如在20℃下测得的6.5至7.5,特别是6.9至7.1的pH,尤其是7.0的pH。
如果含有式(I)的化合物或其盐的水溶液或乳状液的pH从一开始就在碱性范围内,通常不必进行任何pH调节。出于安全或任何其它原因,可能仍然希望在中性pH附近进行测量。因此,在这种情况下,也可将该水溶液或乳状液调节到如在20℃下测得的6.5至7.5,特别是6.9至7.1的pH,尤其是7.0的pH。
尽管pH调节原则上可以用任何水混溶性碱(如果起始水溶液或乳状液的pH在酸性范围内)或水混溶性酸(如果起始水溶液或乳状液的pH在碱性范围内)进行,但优选使用缓冲剂。合适的缓冲剂是所有在中性pH附近具有良好缓冲能力的那些,如磷酸盐缓冲剂、碳酸氢盐缓冲剂或磷酸盐/柠檬酸缓冲剂。特别使用磷酸盐缓冲剂,例如含有磷酸二氢盐和磷酸氢盐的缓冲剂,例如磷酸二氢钾和磷酸氢二钾,或磷酸二氢钠和磷酸氢二钠,或钾和钠的磷酸二氢盐和磷酸氢盐,如磷酸二氢钾和磷酸氢二钠。
碱、酸或缓冲剂通常以水溶液的形式加入。
优选地,与pH是否在所需范围内无关,将缓冲剂添加到待测样品中。
合适的吩噻嗪染料是亚甲蓝(N,N,N′,N′-四甲基硫堇氯化物)、新亚甲蓝(氯化3,7-双(乙基氨基)-2,8-二甲基吩噻嗪-5-鎓)和甲苯胺蓝(N′,N′,2-三甲基吩噻嗪-3,7-二氨基氯)。优选使用亚甲蓝。
优选地,吩噻嗪染料在步骤i)中的使用浓度使其(摩尔)量等于或超过水样品(即含有式(I)的化合物或其盐的水溶液或乳状液)中预期的化合物(I)的最大(摩尔)量。优选地,吩噻嗪染料在步骤i)中的添加量超过水样品中预期的化合物(I)的最大(摩尔)量。更优选地,相对于水样品中预期的1摩尔化合物(I)计,吩噻嗪染料以至少1.05的摩尔过量,更优选以至少1.1的摩尔过量,尤其是以至少1.5的摩尔过量使用。吩噻嗪染料的量可以远超过化合物(I)的量而不干扰测定方法。但是,出于实际原因,过量的摩尔量通常不高于水样品中预期的化合物(I)的摩尔量的300或200倍。特别地,在步骤i)中以水样品中预期的化合物(I)的最大量的1.05至200(摩尔)倍数,更特别是1.1至150(摩尔)倍数,尤其是水样品中预期的化合物(I)的最大量的3至100(摩尔)倍数的量加入吩噻嗪染料。由添加到该系统中的量和该系统中存在的水量可以容易地计算或估计水样品中化合物(I)的预期最大量。在添加量未知的情况下,可通过初步试验测定近似量。
吩噻嗪染料通常作为水溶液加入。
如果已经使用预定量的吩噻嗪染料溶液和缓冲剂溶液,测定或计算在进行步骤ii)之前获得的水溶液(含有化合物(I)、吩噻嗪染料和如果存在,碱或优选缓冲剂)的最终体积。
在步骤i)中,温度通常不应该超过70℃。优选地,温度为15至35℃,特别是20至25℃。
步骤ii)的萃取剂含有相对于萃取剂的总重量计至少95重量%的C8-C10烷醇。
在适合作为液体萃取剂的C8-C10烷醇中,优选的是1-壬醇。
萃取可以进行一次或数次,例如1、2或3次,但通常,单次萃取是足够的。因此,在一个具体实施方案中,水相用烷醇仅萃取一次。
C8-C10烷醇的用量使得水样品与烷醇的体积比优选为3:1至1:3,更优选2:1至1:2,特别是1.5:1至1:1.5,尤其是1.5:1至1.1:1。该量涉及单次萃取步骤。在多次萃取的情况下,用于萃取的烷醇的总量通常较高。在这种情况下,有利的是将相分离后获得的有机相浓缩,例如通过除去一部分烷醇,例如蒸馏除去,如果需要,在减压下。
在任何情况下,所用烷醇的量是指定量。
通常通过使烷醇与水相密切接触来进行萃取,例如通过剧烈摇动或混合最低限度的时间,例如至少5秒或优选至少10秒,例如5秒至1分钟,或优选10至40秒。
有机相和水相的相分离(步骤iii)可通过常用手段进行,例如通过分液漏斗或通过用移液管或注射器除去一部分(上层)有机相。
在步骤iii)中,然后对指定量的有机相施以由吩噻嗪染料和化合物(I)形成的络合物中的吩噻嗪浓度的光度法测定。然后可由其浓度测定化合物(I)的浓度。
可以通过在光度计中的吸光度测量来测定吩噻嗪的浓度。合适的光度计是公知的。作为一个具体实例,可以提到来自Hach Lange GmbH,Germany的SpektralphotometerDR3900。
在典型的光度计中,恒定标准光源发射光,其穿过含有液体样品的比色皿。根据样品中的吸光物质的浓度,吸收一部分光,并用光电池测量通过的光。通过与用一系列指定浓度的所述物质(在与未知浓度的样品检查中采用的那些条件严格对应的限定条件下测定)预先制备的相关曲线或表进行比较,可以将通过的光与吸收物质的浓度相关联。
有机相中的吩噻嗪染料浓度的测定基于朗伯-比尔定律。吸收(这可替代性地表示为消光)通过以下方程界定:
Aλ=ελ·c·d
其中
Aλ是在特定波长λ下的吸收;
ελ是在相同波长λ下的光谱消光系数;
c是吸收物质(在此为吩噻嗪染料)的浓度,例如以mol/m3计;和
d是含有吸收物质溶液的比色皿的光程长度,例如以m计。
浓度因此可通过解出该方程的c计算:
c=Aλ/(ελ·d)
消光系数是物质特异性的,并且也取决于溶剂、pH和发射波长。因此必须通过在给定溶剂中待测物质的指定浓度下在给定pH和指定路径长度下的消光测量来确定特定条件。
吸收被确定为照射(发射)光与透射光的强度比的对数(以10为底):
A=log10(I0/It)
其中
I0是照射光的强度,例如以W/m2计;和
It是透射光的强度,例如以W/m2计。
发射光的波长λ当然必须在所用吩噻嗪染料的吸收范围内。通常,λ在550至700nm,优选600至680nm,特别是610至660nm的范围内,例如610nm或650nm或660nm。在一个具体实施方案中,使用λ为660nm的光。
吸收或消光通常不应超过1.6。如果观察到>1的吸收,建议在进行步骤i)之前或期间或之后,以及在任何情况下在进行步骤ii)之前,用指定量的水稀释水样品。
在步骤iii)中进行光度法测定的样品具有10至35℃,优选15至30℃,特别是20至25℃的温度。
在实践中,通过将吸收与通过测量确定浓度的化合物(I)的溶液而建立的吸收校准曲线进行比较来测定化合物(I)的浓度。由于吸收不仅取决于测试化合物的浓度,还取决于其它因素,如所用的特定化合物、与化合物形成络合物的染料、萃取剂、初始溶液的pH、发射光的波长、光穿过样品的路径长度(和因此比色皿的尺寸)和所用的光度计,必须在与测定未知浓度的化合物(I)的试验相同的条件下建立校准曲线以获得可靠的结果。必须通过在化合物I(混合物)的指定浓度范围内进行特定化合物I(混合物)-染料络合物的吸收的测量来建立特定化合物(I)或其特定混合物的校准曲线。如果校准曲线[吸收vs化合物I(混合物)的浓度]显示吸收和浓度的相关性是线性的,可以更容易地通过数学计算来测定浓度:在吸收和浓度之间线性相关的情况下,吸收值(y轴)可对照用于校准的化合物(I)的相应浓度(x轴)绘制在图中,以得到斜率“a”和纵坐标横坐标(x=0)“b”的(回归)线。b通过实验测定(无化合物(I)但具有所有其它组分时的吸收)或通过回归线外推至x=0测定。吸收可以表示为斜率和浓度的乘积加上纵坐标横坐标(ordinate abscissa):
吸收=a×conc.(化合物I)+b (1)
解出该方程的浓度得到以下方程,由此可以通过测定吸收(在与校准相同的条件下)来计算测试的化合物(I)的浓度:
conc.(化合物I)=(吸收–b):a (2)
已经发现,对于化合物(I),吸收和浓度的相关性至少在0.1至2mg/l之间是线性的,这是用于测定化合物(I)的浓度的相关范围。在该相关性不再是线性或不知道其是否是线性的更高浓度的情况下,如果需要,样品可被稀释指定因数,以达到得出线性的浓度。否则,通过简单地与校准曲线进行比较而将所得吸收与浓度相关联。
已经发现,较高浓度的氯离子可能使化合物(I)的浓度测定失真。因此,如果样品含有浓度超过30mg/l的氯化物,必须测定氯化物浓度并且必须调节吸收结果。氯化物浓度可通过常用手段测定,例如通过滴定(例如各种银量滴定法)或用商业试剂盒,例如来自Hach Lange GmbH,Germany的试纸条,其能够测定在30至300mg/l范围内的氯化物浓度。为了调节吸收结果,例如通过在氯化物的指定浓度范围内进行氯化物-染料络合物的吸收的测量来建立各种指定氯化物浓度的校准曲线。如果校准曲线(吸收vs氯化物的浓度)显示吸收和浓度的相关性是线性的,吸收值(y轴)可对照用于校准的氯化物的相应浓度(x轴)绘制在图中,以得到斜率“d”和纵坐标横坐标(x=0)“b”的(回归)线。b通过实验测定(无化合物(I)但具有所有其它组分时的吸收)或通过回归线外推至x=0测定。理论上,b在这种情况下应该与方程(1)或2中的b相同。吸收可以表示为斜率和浓度的乘积加上纵坐标横坐标:
吸收=d×conc.(氯化物)+b (3)
解出该方程的浓度得到以下方程(4):
conc.(氯化物)=(吸收–b):d (4)
将方程(2)和(4)组合得到方程(5),其能够考虑氯离子的干扰来测定化合物(I)的浓度:
conc.(化合物I)=(吸收–d×conc.(氯化物)–b):a (5)
在线性之外,必须使用不同浓度的化合物(I)在不同浓度的氯离子存在下的校准曲线。
还已经发现,较高浓度的碳酸氢根离子可能使化合物(I)的浓度测定失真。因此,如果样品含有浓度超过1.4mmol/l的碳酸氢根,必须测定碳酸氢根浓度并且必须调节吸收结果。碳酸氢根浓度可通过常用手段测定,例如通过滴定或用商业试剂盒,例如来自HachLange GmbH,Germany或Macherey Nagel GmbH&Co.KG,Germany的试纸条。考虑到大多数试纸条是为测定碳酸钙定制的,出于实际原因,碳酸氢根浓度作为碳酸钙测定,其可根据样品的pH计算回碳酸氢根含量。试纸条能够测定在0至240mg/l范围内的碳酸盐浓度。为了调节吸收结果,例如通过在碳酸盐的指定浓度范围内进行碳酸盐-染料络合物的吸收的测量来建立各种指定碳酸盐浓度的校准曲线。
如果校准曲线(吸收vs碳酸盐的浓度)显示吸收和浓度的相关性是线性的,吸收值(y轴)可对照用于校准的碳酸盐的相应浓度(x轴)绘制在图中,以得到斜率“d”和纵坐标横坐标(x=0)“b”的(回归)线。b通过实验测定(无化合物(I)但具有所有其它组分时的吸收)或通过回归线外推至x=0测定。如上文对氯化物所述,吸收可以表示为斜率和浓度的乘积加上纵坐标横坐标。
但是,在大多数应用中,碳酸氢根阴离子几乎从未在不存在氯离子的情况下出现,因此化合物(I)的浓度的测定必须对这两种干扰物类都予以考虑。吸收在这种情况下因此表示为三条线的线性组合。
在线性之外,必须使用不同浓度的化合物(I)在不同浓度的碳酸氢根和氯离子存在下的校准曲线。
也可能将本测定方法应用于在线测量,例如通过使一部分用于运行水-蒸汽系统的水经过具有流通型传感器或流通型测量池的旁路,例如通过类似于B.Wyrwas等人,J.Surfact.Deterg.2014,17,191-198的方法或类似于M.Lendi等人,Power PlantChemistry 2015,17(1),第8-13页的方法。
本测定方法适用于含有总浓度为至少0.01mg/kg,优选至少0.05mg/kg,更优选至少0.1mg/kg(作为式(I)的化合物的酸形式计算并基于水溶液或乳状液的总重量计)的式(I)的化合物的样品[式(I)的化合物的水溶液或乳状液]。该方法在最多2mg/kg或甚至稍高的总浓度下表现很好。在更高浓度的情况下,例如如果吸收高于1.6,建议以指定的方式稀释样品。
本方法使用相对无害的C8-C10烷醇作为萃取剂并避免在用于测定阴离子表面活性剂如十二烷基苯磺酸盐的浓度的现有技术方法中使用的明显更危险的氯仿。
在以下实施例和附图中更详细例示本发明。
实施例
所用产品和装置
在试验程序中使用下列产品:
C-1:CrodasinicTMO:油酰肌氨酸;来自Croda
C-2:CrodasinicTMC:椰油酰肌氨酸;椰子油的脂肪酸的肌氨酸酰胺;来自Croda
Cmp-1:
Figure BDA0003975427740000341
OD:油胺;来自Nouryon
Cmp-2
Figure BDA0003975427740000342
O:油基丙二胺;来自Nouryon
P-1:含有2.0重量%的C-1、27.0重量%的二乙基乙醇胺和71重量%的去离子水的组合物
P-2:含有2.0重量%的C-2、27.0重量%的二乙基乙醇胺和71重量%的去离子水的组合物
Cmp-P-1:含有2.0重量%的Cmp-1、27.0重量%的二乙基乙醇胺、0.6重量%的辛酸和70.4重量%的去离子水的组合物
备注:Cmp-P-1含有用于稳定化的辛酸。这不是P-1和P-2所需要的。
使用下列中试锅炉系统:
1.5l自然循环的中试锅炉,配置为能够在整个试验过程中从蒸汽以及从水相中取样。
必须指出,在工业规模下的加压水-蒸汽系统中,需要的浓度明显低于以下中试锅炉实验中使用的浓度。一个原因在于停留时间,即蒸汽一次完全通过该系统的指定段的时间,在工业系统中通常长于在该中试锅炉中。
作为一个实例,将三重压力CCGT(联合循环燃气轮机)发电厂中的停留时间与目前使用的中试锅炉进行比较:
表1a
Figure BDA0003975427740000351
HP=高压;LP=低压
可以看出,在中试锅炉中的停留时间明显更短。更短停留时间意味着N-酰基肌氨酸施展它们的防腐蚀作用的时间更少,因此需要更高浓度才能获得与具有更长停留时间的系统相同的效果。
此外,在许多工业规模装置中,连续或定期计量加入防腐蚀剂。这也使获得期望的防腐蚀保护程度所需的浓度与中试锅炉相比降低,在中试锅炉中在实验开始时一次性计量加入防腐蚀剂。
实施例1:分配比的测定
分配比(DR)显示物质如何在水相和蒸汽相之间分配。高于1的值表明在蒸汽相中积聚的浓度高于在水相中,而<1的值表明该物质在水中的浓度高于在蒸汽中。
分配比如下计算:
DR(分配比)=c(蒸汽中的物质):c(水中的物质)
在中试锅炉系统中在20–60巴(2-6MPa)(213–277℃)下测定分配比。用来自HachLange GmbH,Germany(LCK314)的比色皿试验作为以mg O2/l计的COD值(化学需氧量)测定各物质的浓度。
将1.5升超纯水(18.2mΩ)装入锅炉中。所有阀关闭,将搅拌速度设定为150rpm,内部温度设定为60℃。整个系统在大约5巴(0.5MPa)下用氮气吹扫。在60℃保持15分钟后,加入300毫克待测试的材料(锅炉中的浓度:200mg/l)。然后将内部温度设定为213℃。在设定的温度和压力已经恒定至少6小时后,提取样品。然后将内部温度设定为252℃。在设定的温度和压力已经恒定至少6小时后,提取样品。然后将内部温度设定为276℃。在设定的温度和压力已经恒定至少6小时后,提取样品。用来自Hach Lange GmbH,Germany(LCK314)的比色皿试验作为以mg O2/l计的COD值(化学需氧量)测定各物质的浓度。结果汇编在表1b、2和3中。
表1b:C-1(油酰肌氨酸;200mg/l)的分配比
Figure BDA0003975427740000361
表2:C-2(椰油酰肌氨酸;200mg/l)的分配比
Figure BDA0003975427740000362
表3:Cmp-1(油胺;200mg/l)的分配比
Figure BDA0003975427740000371
可以看出,C-1和C-2具有适于所需目的并与Cmp-1相当的分配比。
在这些实验中,N-酰基肌氨酸(以及油胺)的使用浓度高于为本发明的方法提供的浓度。较高浓度与较低浓度相比能够更精确分析分配比,在较低浓度下,测量误差的影响更大。这些实验的目的只是表明本N-酰基肌氨酸的水/汽分配类似于既有的油胺。在使用较低浓度时可预期到相同的(相对)行为。
实施例2:用电化学阻抗谱法(EIS)测量的使用非配方产品C-1、C-2和Cmp-1的腐蚀 抑制
使用EIS测量作为显示受试化合物的防腐蚀保护行为的方法。
对于电化学阻抗测量,使用下列设备
-具有速度控制单元CTV101(500rpm)的旋转圆盘Hach EDI 101;
-通过Nova 1.11软件(Methrom)控制的电位计Autolab PG Stat 12;
-工作电极:具有5mm的直径和0.196cm2的端头面积的Origalys低碳钢电极端头
-对电极:Radiometer platinum;
-Origalys Ag/AgCl参比电极;
-600mL烧杯;
-加热板;
-具有温度补偿单元和SE102N电极的pH计Knick Portamess;
-用于实验开始和结束时的温度控制的Pt 100温度计。
通过使用研磨机和P1200、P2500和P4000粒度的碳化硅研磨纸以150rpm研磨低碳钢电极端头直至获得平坦表面来制备工作电极。
将0.2克NaCl溶解在烧杯中的1升超纯水(18.2MΩ)中,加入待测试的物质(C-1、C-2和Cmp-1)以得到50mg/l的浓度。用氨(1%稀释)将pH设定为9.0(+/-0.05)。如下所述进行EIS测量。
EIS测量
将400毫升试验水装入600毫升烧杯中。将具有低碳钢电极端头的旋转圆盘工作电极、Pt参比电极和Ag/AgCl参比电极如下置于溶液中:从中间的电极端头出发:在左边0.03cm放置对电极并在右边4.5cm放置参比电极。将电极端头放置到溶液中大约90%深,并将其它电极放置到溶液中的大约相同高度。
在已经研磨电极端头之后2分钟内开始试验以避免表面上的任何氧化并保证该试验的可再现性。以500rpm的旋转速度启动旋转圆盘的速度控制单元。
用开路电位(OCP)开始测量。为此,测量工作电极相对于参比电极的电压,以设定用于实际测量的起始电位。用频率响应分析仪(FRA)通过频率扫描进行实际恒电位测量。下面提到OCP和FRA的所有关键参数。
试验–参数:
-电流范围:1mA,
-OCP测定,最多120秒,
-检测极限:10-6
-振幅:0.01,
-对数的,
-频率:65000Hz至0.005Hz(总共72个频率),
-积分时间:0.125秒,
-自动电流范围:100nA至100mA,
-波型:单正弦。
进行5次测量,每20分钟一次(从0分钟到100分钟)。
由观察到的参数(频率ω、激励信号Et、响应信号It和相移Ф),计算阻抗Z(Ф),其是具有实部Z’和虚部Z”的复数,它们显示为奈奎斯特图:-Z″vs Z′或波德图。进一步参考C.
Figure BDA0003975427740000391
等人,Power Plant Chemistry 2014,16(5),第284-292页,特别是参考第364页中的方程(1)至(4)。数据的评估可以图形化地进行,或通过Nova软件或Excel计算。测量结果用0.196cm2的金属表面值转换以得到Z″vs Z′(Ω·cm2)中的实际结果。由奈奎斯特图,极化电阻Rp可由奈奎斯特图与X轴在低频率下的截距Z’(ω→0)和在高频率下的截距Z’(ω→∞)根据以下方程Rp=Z’(ω→0)-Z’(ω→∞)计算。由nova软件进行用于测定极化电阻Rp的可能的拟合。极化电阻Rp越高,耐腐蚀性越好。由于实际原因,通过以下方程计算极化电阻Rp是足够的:
Rp=Z’(ω=0.32Hz)-Z’(ω=63kHz).
在t=100分钟时的测量的奈奎斯特图显示在图1中。这些结果代表在其它4个测量点获得的结果,它们都表现出类似的行为。为了解读该图,必须指出,在奈奎斯特图中从左到右的ΔZ(Ohm·cm2)(->x轴)越大,对低碳钢的防腐蚀保护越好。
如该图所示,化合物C-1和C-2表现出比Cmp-1毫的腐蚀抑制。
实施例3:使用非配方产品C-1、C-2和Cmp-1在碳钢表面上在252℃(40巴;4MPa)下 的腐蚀试验
将两个16.6cm2的低碳钢C1010试件(钢St 37)悬挂在中试锅炉的蒸汽相中。将待测试的物质添加到1.7升超纯水(18.2mΩ)中以得到10mg/l、5mg/l、2.5mg/l或1mg/l的浓度(后一浓度仅用于C-2)。Cmp-1仅以10mg/l进行测试。对于对比试验,没有加入任何物质。在每种情况下用氨(24.5%)将pH设定为9.2(+/-0.05)。取出200毫升试验水以供单独分析并将剩余1.5升装入锅炉中。所有阀关闭,将搅拌速度设定为150rpm并将锅炉中的试验水加热到252℃并在此温度和40巴(4MPa)的所得压力下保持24小时。在达到所需温度时和随后在2小时、20小时、22小时和24小时后从蒸汽相中提取样品。在停机后(即在压力释放和冷却后)从锅炉容器中提取最后一个样品。
用FAAS(火焰原子吸收光谱法)测定样品中的总铁含量。为此,摇动样品并将10毫升转移到15毫升管瓶中。加入0.5毫升HCl(32%),然后将管瓶加热到170℃30分钟。在冷却后,通过FAAS测量铁浓度。这种方法的检测极限为0.1mg Fe/l。结果汇编在表4中。
表4:在252℃和40巴(4MPa)下运行的中试锅炉的蒸汽中的总铁含量
Figure BDA0003975427740000401
a热处理前溶液中的Fe浓度[mg/l]
b达到252℃后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
c2小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
d20小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
e22小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
f24小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
g停机后锅炉水中的Fe浓度[mg/l]
*去离子水;碱化至pH 9.2
n.d.未测定
可以看出,由N-酰基肌氨酸C-1和C-2处理的水产生的蒸汽中的Fe浓度明显低于未处理的水以及油胺处理的水。
钢试件的腐蚀速率如下测定:在停机后,将试件从锅炉中取出并用水和软刷大致除去腐蚀产物和沉积物。然后将试件用酸洗液(由230毫升HCl(37%)、5毫升
Figure BDA0003975427740000413
PP(含有丙氧基化炔丙醇;来自BASF SE)和765毫升去离子水组成)清洁3分钟,首先用去离子水和随后用乙醇仔细冲洗,在105℃下干燥并称重。必须指出,酸洗造成的钢试件的平均损失为0.45毫克/分钟酸洗时间。由重量损失(dweight[mg])使用下列公式计算以mm/a计的腐蚀速率CR:
公式1
Figure BDA0003975427740000411
钢St 37的f为0.028。
结果汇编在表5中。
表5:置于在252℃和40巴(4MPa)下运行的中试锅炉的蒸汽相中的试件的腐蚀速率
Figure BDA0003975427740000412
Figure BDA0003975427740000421
试件编号:
11、12和13是指用C-1以10ppm(11)、5ppm(12)和2.5ppm(13)处理。21、22、23和24是指用C-2以10ppm(21)、5ppm(22)、2.5ppm(23)和1ppm(24)处理。Cmp-11是指用Cmp-1以10ppm处理。DI是指无处理(但是,类似于经过处理的水,碱化至pH 9.2)。
细节:
11a/b、12a/b和13a/b是指置于蒸汽中的试件;分别用10ppm(11)、5ppm(12)和2.5ppm(13)的C-1进行水处理。
21a/b、22a/b、23a/b和24a/b是指置于蒸汽中的试件;分别用10ppm(21)、5ppm(22)、2.5ppm(23)和1ppm(24)的C-2进行水处理。
Cmp-11a/b是指置于蒸汽中的试件;用10ppm的Cmp-1进行水处理。
DI-1a/b是指置于蒸汽中的试件;没有水处理。
可以看出,置于由N-酰基肌氨酸C-1和C-2处理的水产生的蒸汽中的试件的腐蚀速率明显低于未处理的水以及油胺处理的水。
实施例4:使用组合物P-1和P-2在碳钢表面上在252℃(40巴;4MPa)下的腐蚀试验
将两个16.6cm2的低碳钢C1010试件(钢St 37)安置在锅炉容器(水相)中,并将另外两个试件悬挂在蒸汽相中。将待测试的组合物添加到1.7升超纯水(18.2mΩ)中以得到500mg/l的浓度(=10mg/l的活性化合物C-1或C-2)。取出200毫升试验水以供单独分析并将剩余1.5升装入锅炉中。所有阀关闭,将搅拌速度设定为150rpm并将锅炉中的试验水加热到252℃并在此温度和40巴(4MPa)的所得压力下保持96小时。在2小时、48小时、72小时和96小时后从水相和蒸汽相中提取样品。在停机后(即在压力释放和冷却后)从锅炉容器中提取最后一个样品。
用FAAS(火焰原子吸收光谱法)测定样品中的总铁含量。为此,摇动样品并将10毫升转移到15毫升管瓶中。加入0.5毫升HCl(32%),然后将管瓶加热到170℃30分钟。在冷却后,通过FAAS测量铁浓度。这种方法的检测极限为0.1mg Fe/l。结果汇编在表6中。
表6:在252℃和40巴(4MPa)下运行的中试锅炉的蒸汽和水中的总铁含量
Figure BDA0003975427740000431
h1 2小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
h2 2小时后水中的Fe浓度[mg/l]
j1 48小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
j2 48小时后水中的Fe浓度[mg/l]
k1 72小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
k2 72小时后水中的Fe浓度[mg/l]
l1 96小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
l2 96小时后水中的Fe浓度[mg/l]
m停机后锅炉水中的Fe浓度[mg/l]
钢试件的腐蚀速率如下测定:在停机后,将试件从锅炉中取出并用水和软刷大致除去腐蚀产物和沉积物。然后将试件用酸洗液(由230毫升HCl(37%)、5毫升
Figure BDA0003975427740000441
PP(含有丙氧基化炔丙醇;来自BASF SE)和765毫升去离子水组成)清洁3分钟,首先用去离子水和随后用乙醇仔细冲洗,在105℃下干燥并称重。必须指出,酸洗造成的钢试件的平均损失为0.45毫克/分钟酸洗时间。由重量损失(dweight[mg])使用下列公式计算以mm/a计的腐蚀速率CR:
公式2
Figure BDA0003975427740000442
钢St 37的f为0.028。
结果汇编在表7中。
表7:置于在252℃和40巴(4MPa)下运行的中试锅炉的蒸汽相和水相中的试件的腐蚀速率
Figure BDA0003975427740000443
Figure BDA0003975427740000451
试件编号:
S是指置于蒸汽中的试件,W是指置于水中的试件。11是指用P-1处理。21是指用P-2处理。
细节:
S-P-11a和S-P-11b是指置于蒸汽中的两个试件(a和b);用500ppm的P-1进行水处理。
W-P-11a和W-P-11b是指置于水中的两个试件(a和b);用500ppm的P-1进行水处理。
S-P-21a和S-P-21b是指置于蒸汽中的两个试件(a和b);用500ppm的P-2进行水处理。
W-P-21a和W-P-21b是指置于水中的两个试件(a和b);用500ppm的P-2进行水处理。
实施例5:使用组合物P-2在碳钢表面上在277℃(60巴;6MPa)下的腐蚀试验
将两个16.6cm2的低碳钢C1010试件(钢St 37)悬挂在中试锅炉的蒸汽相中。将组合物P-2添加到1.7升超纯水(18.2mΩ)中以得到500mg/l的浓度(=10mg/l的活性化合物C-2)。对于对比试验,使用用135ppm的二乙基乙醇胺碱化的去离子水。取出200毫升试验水以供单独分析并将剩余1.5升装入锅炉中。所有阀关闭,将搅拌速度设定为150rpm并将锅炉中的试验水加热到277℃并在此温度和60巴(6MPa)的所得压力下保持72小时。在2小时、24小时、48小时和72小时后从水相和蒸汽相中提取样品。在停机后(即在压力释放和冷却后)从锅炉容器中提取最后一个样品。
用FAAS(火焰原子吸收光谱法)测定样品中的总铁含量。为此,摇动样品并将10毫升转移到15毫升管瓶中。加入0.5毫升HCl(32%),然后将管瓶加热到170℃30分钟。在冷却后,通过FAAS测量铁浓度。这种方法的检测极限为0.1mg Fe/l。结果汇编在表8中。
表8:在277℃和60巴(6MPa)下运行的中试锅炉的蒸汽中的总铁含量
Figure BDA0003975427740000461
n 2小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
o 24小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
p 48小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
q 72小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
r停机后锅炉水中的Fe浓度[mg/l]
*去离子水;用135ppm的二乙基乙醇胺碱化
钢试件的腐蚀速率如下测定:在停机后,将试件从锅炉中取出并用水和软刷大致除去腐蚀产物和沉积物。然后将试件用酸洗液(由230毫升HCl(37%)、5毫升
Figure BDA0003975427740000462
PP(含有丙氧基化炔丙醇;来自BASF SE)和765毫升去离子水组成)清洁3分钟,首先用去离子水和随后用乙醇仔细冲洗,在105℃下干燥并称重。必须指出,酸洗造成的钢试件的平均损失为0.45毫克/分钟酸洗时间。
由重量损失(dweight[mg])使用下列公式计算以mm/a计的腐蚀速率CR:
公式3
Figure BDA0003975427740000471
钢St 37的f为0.028。
结果汇编在表9中。
表9:置于在277℃和60巴(6MPa)下运行的中试锅炉的蒸汽相中的试件的腐蚀速率
Figure BDA0003975427740000472
试件编号:
21是指用P-2处理。DI是指无处理(但是用135ppm的二乙基乙醇胺碱化)。
细节:
P-21c和P-21d是指置于蒸汽中的两个试件(c和d);用500ppm的P-2进行水处理。
DI-1c和DI-1d是指置于蒸汽中的两个试件(c和d);没有水处理。
实施例6:使用组合物P-1、P-2和Cmp-P-1在铜表面上在252℃(40巴;4MPa)下的腐 蚀试验
将两个铜试件(铜SF-Cu;CDA 110;99.9重量%的Cu、0.04重量%的O)悬挂在中试锅炉的蒸汽相中。将待测试的组合物添加到1.7升超纯水(18.2mΩ)中以得到500mg/l(=10mg/l的Cmp-1)或125mg/l(=2.5mg/l的活性化合物C-1或C-2)的浓度。对于对比试验,使用用135ppm的二乙基乙醇胺碱化的去离子水。取出200毫升试验水以供单独分析并将剩余1.5升装入锅炉中。所有阀关闭,将搅拌速度设定为150rpm并将锅炉中的试验水加热到252℃并在此温度和40巴(4MPa)的所得压力下保持72小时。在2小时、24小时、48小时和72小时后从蒸汽相中提取样品。在停机后(即在压力释放和冷却后)从锅炉容器中提取最后一个样品。
用FAAS(火焰原子吸收光谱法)测定样品中的总铜含量。为此,摇动样品并将10毫升转移到15毫升管瓶中。加入0.5毫升HCl(32%),然后将管瓶加热到170℃30分钟。在冷却后,通过FAAS测量Cu浓度。这种方法的检测极限为0.1mg Cu/l。结果汇编在表10中。
表10:在252℃和40巴(4MPa)下运行的中试锅炉的蒸汽中的总铜含量
Figure BDA0003975427740000481
s 2小时后蒸汽中的Cu浓度[mg/l]
t 24小时后蒸汽中的Cu浓度[mg/l]
u 48小时后蒸汽中的Cu浓度[mg/l]
v 72小时后蒸汽中的Cu浓度[mg/l]
w停机后锅炉水中的Cu浓度[mg/l]
*去离子水;用135ppm的二乙基乙醇胺碱化
铜试件的腐蚀速率如下测定:在停机后,将试件从锅炉中取出并用水和软刷大致除去腐蚀产物和沉积物。然后将试件用酸洗液(由100克来自Kurita的
Figure BDA0003975427740000491
8621(含有酰氨基硫酸);和900克去离子水组成)清洁3分钟,首先用去离子水和随后用乙醇仔细冲洗,在105℃下干燥并称重。必须指出,酸洗造成的铜试件的平均损失为0.12毫克/分钟酸洗时间。
由重量损失(dweight[mg])使用下列公式计算以mm/a计的腐蚀速率CR:
公式4
Figure BDA0003975427740000492
铜SF-Cu的f为0.024。
结果汇编在表11中。
表11:置于在252℃和40巴(4MPa)下运行的中试锅炉的蒸汽相中的试件的腐蚀速率
Figure BDA0003975427740000493
试件编号:
11是指用125ppm的P-1处理。22是指用125ppm的P-2处理。Cmp-P-11是指用500ppm的Cmp-P-1处理。DI是指无处理(但是用135ppm的二乙基乙醇胺碱化)。
细节:
P-11e和P-11f是指置于蒸汽中的两个试件(e和f);用125ppm的P-1进行水处理。
P-22e和P-22f是指置于蒸汽中的两个试件(e和f);用125ppm的P-2进行水处理。
Cmp-P-11e和Cmp-P-11f是指置于蒸汽中的两个试件(e和f);用500ppm的Cmp-P-1进行水处理。
DI-1e和DI-1f是指置于蒸汽中的两个试件(e和f);没有水处理。
实施例7:使用非配方产品C-2和Cmp-2在碳钢表面上在311℃(100巴;10MPa)下的 腐蚀试验
将两个16.6cm2的低碳钢C1010试件(钢St 37)悬挂在中试锅炉的蒸汽相中。将待测试的物质添加到1.7升超纯水(18.2mΩ)中以得到2.5mg/l的浓度。在每种情况下用氨(24.5%)将pH设定为9.2(+/-0.05)。取出200毫升试验水以供单独分析并将剩余1.5升装入锅炉中。所有阀关闭,将搅拌速度设定为150rpm并将锅炉中的试验水加热到311℃并在此温度和100巴(10MPa)的所得压力下保持24小时。在达到所需温度时和随后在2小时、4小时和24小时后从蒸汽相和锅炉水相中提取样品。在停机后(即在压力释放和冷却后)从锅炉容器中提取最后一个样品。
用FAAS(火焰原子吸收光谱法)测定样品中的总铁含量。为此,摇动样品并将10毫升转移到15毫升管瓶中。加入0.5毫升HCl(32%),然后将管瓶加热到170℃30分钟。在冷却后,通过FAAS测量铁浓度。这种方法的检测极限为0.1mg Fe/l。结果汇编在表12中。
表12:在311℃和100巴(10MPa)下运行的中试锅炉的蒸汽中的总铁含量
Fe[mg/l] C-2[2.5ppm] Cmp-2[2.5ppm] DI水*
aa <0.1 <0.1 <0.1
bb <0.1 0.12 <0.1
cc <0.1 <0.1 <0.1
dd <0.1 0.25 0.96
ee <0.1 <0.1 <0.1
ff <0.1 0.37 1.9
gg <0.1 <0.1 <0.1
hh 0.24 1.00 14.9
ii <0.1 <0.1 <0.1
jj <0.1 0.15 6.4
aa热处理前溶液中的Fe浓度[mg/l]
bb达到311℃后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
cc达到311℃后锅炉水中的Fe浓度[mg/l]
dd 2小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
ee 2小时后锅炉水中的Fe浓度[mg/l]
ff 4小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
gg 4小时后锅炉水中的Fe浓度[mg/l]
hh 24小时后蒸汽中的Fe浓度[mg/l]
ii 24小时后锅炉水中的Fe浓度[mg/l]
jj停机后锅炉水中的Fe浓度[mg/l]
*去离子水;碱化至pH 9.2
可以看出,由N-酰基肌氨酸C-2处理的水产生的蒸汽中的Fe浓度明显低于由未处理的水产生的蒸汽中,也低于由油基丙二胺处理的水产生的蒸汽中。
钢试件的腐蚀速率如下测定:在停机后,将试件从锅炉中取出并用水和软刷大致除去腐蚀产物和沉积物。然后将试件用酸洗液(由230毫升HCl(37%)、5毫升
Figure BDA0003975427740000521
PP(含有丙氧基化炔丙醇;来自BASF SE)和765毫升去离子水组成)清洁3分钟、首先用去离子水和随后用乙醇仔细冲洗,在105℃下干燥并称重。必须指出,酸洗造成的钢试件的平均损失为0.45毫克/分钟酸洗时间。由重量损失(dweight[mg])使用下列公式计算以mm/a计的腐蚀速率CR:
公式5
Figure BDA0003975427740000522
钢St 37的f为0.028。
结果汇编在表13中。
表13:置于在311℃和100巴(10MPa)下运行的中试锅炉的蒸汽相和水相中的试件的腐蚀速率
Figure BDA0003975427740000523
Figure BDA0003975427740000531
试件编号:
S是指置于蒸汽中的试件,W是指置于水中的试件。25是指用C-2以2.5ppm处理。Cmp-25是指用Cmp-2以2.5ppm处理。DI是指无处理(但是,类似于经过处理的水,碱化至pH9.2)。
细节:
S-25a和S-25b是指置于蒸汽中的两个试件(a和b);分别用2.5ppm的C-2进行水处理。
W-25a和W-25b是指置于水中的两个试件(a和b);分别用2.5ppm的C-2进行水处理。
Cmp-S-25a和Cmp-S-25b是指置于蒸汽中的两个试件(a和b);分别用2.5ppm的Cmp-2进行水处理。
Cmp-W-25a和Cmp-W-25b是指置于水中的两个试件(a和b);分别用2.5ppm的Cmp-2进行水处理。
S-DI-a和S-DI-b是指置于蒸汽中的两个试件(a和b);没有水处理。
W-DI-a和W-DI-b是指置于水中的两个试件(a和b);没有水处理。
可以看出,置于N-酰基肌氨酸C-2处理的水以及由该水产生的蒸汽中的试件的腐蚀速率明显低于未处理的水以及油基丙二胺处理的水。
实施例8: 在发电厂中使用C-2和Cmp-2的腐蚀试验
在设计压力为15巴(1.5MPa)、通常在低负荷条件下在10巴(1MPa)下运行的锅壳锅炉中进行试验。在试验开始时,锅炉已处于正常的、已建立的运行下几年,使用连续计量加入油基丙二胺(Cmp-2)的水,油基丙二胺是提供良好的防腐蚀保护的标准防腐蚀剂。在2020年1月10日至2020年7月28日之间,每周测定蒸汽冷凝水中的Fe浓度作为腐蚀的量度。在此期间,泵以60%的泵冲程(剂量率1.5l/h)运行。
在2020年7月28日,通过停止加入Cmp-2并取而代之地将C-2以与先前加入的Cmp-2相同的量连续添加到给水中,开始用C-2处理。到2020年9月16日,Cmp-2已经完全被C-2替代。在2020年7月28日至2020年9月16日之间的时期在下文中称为“过渡期”。在这一过渡期间,每周进一步监测蒸汽冷凝水中的Fe浓度。在此期间,泵以30%的泵冲程(剂量率0.8l/h)运行。
2020年9月16日被认为是C-2处理的起点。获得当前的结果直到2021年4月14日。在2021年4月14日使用以下实施例10中描述的方法测定给水(=返回的冷凝水+新鲜水以补偿水损失)和蒸汽冷凝水中的C-2的量。给水中的C-2的浓度为0.16mg/l(0.16ppm)(两次测定的平均值显示0.15和0.17mg/l),蒸汽冷凝水中的C-2的浓度为<0.1mg/l(<0.1ppm;低于检测极限)(两次测定)。
每周测定蒸汽冷凝水中的Fe浓度作为腐蚀的量度。在观察的C-2处理的大部分时间内(直到2021年2月13日),泵以30%的泵冲程运行;然后将其提高到60%。
为了测定Fe浓度,操作人员每周取样一次。为此,打开样品阀并将初始液体闪蒸1分钟以得到代表性样品。样品瓶用样品水洗涤两次以使瓶表面被防腐蚀剂饱和,并因此使待检查样品中的防腐蚀剂最小化吸收到瓶表面。使用来自Hach Lange GmbH,Germany的
Figure BDA0003975427740000541
Iron Reagent Powder Pillows测定Fe浓度。
下表汇编在用Cmp-2处理下、在过渡期间和在用C-2处理下的蒸汽冷凝水中的Fe浓度的每周平均值。
表14
Figure BDA0003975427740000551
在过渡期间的较高Fe浓度可能归因于在装置表面上的化学解吸和吸附过程,在此过程中Cmp-2逐步被C-2替代。
令人惊讶地,C-2表现出比Cmp-2好的防腐蚀效果,尽管事实上在观察的C-2处理的大部分时间内,泵在仅30%的泵冲程下运行,即在观察的Cmp-2处理的过程中应用60%泵冲程的一半。减少的泵冲程意味着防腐蚀剂移动经过该系统的速率降低,因此施展其防腐蚀作用的可能性降低。因此,在60%的泵冲程下,可以预期C-2的防腐蚀作用还要更好。
此外,可以看出,Fe浓度的标准偏差在C-2处理的情况下明显低于Cmp-2处理,意味着C-2提供比Cmp-2更可靠的防腐蚀保护。
实施例9:无氯化物干扰的水样品中的C-2浓度的测定
9.1校准曲线的制备
制备五个试验样品,各自具有10.0ml的样品体积,在去离子水中含有(1.)0.1mg/l、(2.)0.2mg/l、(3.)0.5mg/l、(4.)1mg/l和(5.)2mg/l的C-2(作为含有2重量%的C-2、20重量%的DEAE和78重量%的水的组合物使用)。提供样品体积为10.0ml的仅含去离子水的空白样品。各个试验样品和空白样品如下所述进行处理:
将样品装入25毫升1英寸比色皿中。加入2毫升缓冲溶液pH 7.00±0.02(20℃)(由磷酸二氢钾、磷酸氢二钠和水组成;来自VWR Chemicals),然后加入0.2毫升亚甲蓝溶液(0.05%水溶液)并小心混合该溶液。将1-壬醇装入比色皿至20毫升刻度(对应于7.8毫升的1-壬醇),并将比色皿剧烈摇动10秒。在7-9分钟后,有机相已经与水相分离。用巴斯德吸管小心地移出大约5毫升有机相并转移到1英寸比色皿中。首先,含有来自空白样品的有机提取物的比色皿在来自Hach Lange GmbH,Germany的DR3900光度计中在660nm下进行光度测量以用作校准;相应地,将获得的值设定为‘0’以从试验样品的结果中扣除。然后,含有来自试验样品的有机提取物的比色皿在660nm下进行空白校准的光度测量。
将用这五个浓度获得的吸收绘制在图中,其中浓度[mg/l]在x轴(水平轴)上,吸收在y轴(垂直轴)上,并且绘制回归线。回归线在图2中描绘为线段A。
测定该线段的斜率为0.40540并测定在0mg/l下的外推吸收为0.0615。这得到方程(6):
吸收=0.40540×浓度C-2+0.0615 (6)
由此,可通过解出方程(6)的浓度来测定C-2的未知浓度:
浓度C-2=(吸收-0.0615)/0.40540 (7)
9.2C-2的未知浓度的测定
将10.0毫升含有C-2的水试验样品装入25毫升1英寸比色皿中。将10.0毫升用于空白值试验的去离子水装入另一25毫升1英寸比色皿中。用试验样品和空白样品进行以下步骤。加入2毫升缓冲溶液pH 7.00±0.02(20℃)(由磷酸二氢钾、磷酸氢二钠和水组成;来自VWR Chemicals),然后加入0.2毫升亚甲蓝溶液(0.05%水溶液)并小心混合该溶液。将1-壬醇装入比色皿至20毫升刻度(对应于7.8毫升的1-壬醇),并将比色皿剧烈摇动10秒。在7-9分钟后,有机相已经与水相分离。用巴斯德吸管小心地移出大约5毫升有机相并转移到1英寸比色皿中。首先,含有来自空白样品的有机提取物的比色皿在来自Hach Lange GmbH,Germany的DR3900光度计中在660nm下进行光度测量以用作校准;相应地,将获得的值设定为‘0’以从试验样品的结果中扣除。然后,含有来自试验样品的有机提取物的比色皿在660nm下进行空白校准的光度测量。
通过在方程(7)中插入观察到的吸收值,测定C-2的浓度:
浓度C-2=(吸收-0.0615)/0.40540 (7)
实施例10:存在氯化物(chloride)干扰的水样品中的C-2浓度的测定10.1校准曲线的制备
制备24个试验样品,各自具有10.0ml的样品体积,在去离子水中含有下表中所列的量的氯离子(作为HCl加入)和C-2(作为含有2重量%的C-2、20重量%的DEAE和78重量%的水的组合物使用),并装入25毫升1英寸比色皿中。将10.0毫升用于空白值试验的去离子水装入另一25毫升1英寸比色皿中。
表15
Figure BDA0003975427740000571
Figure BDA0003975427740000581
各个试验样品和空白样品如下所述进行处理:
将样品装入25毫升1英寸比色皿中。加入2毫升缓冲溶液pH 7.00±0.02(20℃)(由磷酸二氢钾、磷酸氢二钠和水组成;来自VWR Chemicals),然后加入0.2毫升亚甲蓝溶液(0.05%水溶液)并小心混合该溶液。将1-壬醇装入比色皿至20毫升刻度(对应于7.8毫升的1-壬醇),并将比色皿剧烈摇动10秒。在7-9分钟后,有机相已经与水相分离。用巴斯德吸管小心地移出大约5毫升有机相并转移到1英寸比色皿中。首先,含有来自空白样品的有机提取物的比色皿在来自Hach Lange GmbH,Germany的DR3900光度计中在660nm下进行光度测量以用作校准;相应地,将获得的值设定为‘0’以从试验样品的结果中扣除。然后,含有来自试验样品的有机提取物的比色皿在660nm下进行空白校准的光度测量。
将用这五个或六个Cl-浓度获得的吸收绘制在图中,其中C-2的浓度[mg/l]在x轴(水平轴)上,吸收在y轴(垂直轴)上;绘制回归线。
conc.Cl -=31mg/l的回归线在图2中描绘为线段B。
conc.Cl -=62mg/l的回归线在图2中描绘为线段C。
conc.Cl -=156mg/l的回归线在图2中描绘为线段D。
conc.Cl -=218mg/l的回归线在图2中描绘为线段E。
conc.Cl -=311mg/l的回归线在图2中描绘为线段F。
将图2中的线段A至F在conc.C-2=0mg/l下的吸收值绘制在图中,其中Cl-的浓度[mg/l]在x轴(水平轴)上,吸收在y轴(垂直轴)上;绘制回归线;见图3。
测定该线段的斜率为0.00107并测定在0mg/l下的外推吸收为0.0727。这得到方程(8):
吸收=0.00107×浓度Cl -+0.0727 (8)
方程(7)和(8)的组合得到方程(9)(注:作为纵坐标截距=在0mg/l下的外推吸收,使用方程(8)的值(0.0727),因为其与方程(7)中所用的值相比用更多的数据点测定,因此被认为更准确):
吸收=0.40540×浓度C-2+0.00107×浓度Cl -+0.072 (9)
解出方程(9)的C-2浓度得到以下方程(10):
公式6
Figure BDA0003975427740000591
10.2含氯离子的水中的C-2的未知浓度的测定
用来自Hach Lange GmbH,Germany的商业试纸条测定待测试的水中的氯离子浓度。将10.0毫升含有C-2和氯离子的水试验样品装入25毫升1英寸比色皿中。将10.0毫升用于空白值试验的去离子水装入另一25毫升1英寸比色皿中。用试验样品和空白样品进行以下步骤。加入2毫升缓冲溶液pH 7.00±0.02(20℃)(由磷酸二氢钾、磷酸氢二钠和水组成;来自VWR Chemicals),然后加入0.2毫升亚甲蓝溶液(0.05%水溶液)并小心混合该溶液。将1-壬醇装入比色皿至20毫升刻度(对应于7.8毫升的1-壬醇),并将比色皿剧烈摇动10秒。在7-9分钟后,有机相已经与水相分离。用巴斯德吸管小心地移出大约5毫升有机相并转移到1英寸比色皿中。首先,含有来自空白样品的有机提取物的比色皿在来自Hach LangeGmbH,Germany的DR3900光度计中在660nm下进行光度测量以用作校准;相应地,将获得的值设定为‘0’以从试验样品的结果中扣除。然后,含有来自含C-2的试验样品的有机提取物的比色皿在660nm下进行空白校准的光度测量。
通过在下列方程(11)中插入观察到的吸收值,测定C-2的浓度:
公式7
Figure BDA0003975427740000601
conc.=浓度
实施例11:存在氯化物(chloride)和碳酸氢盐干扰的水样品中的C-2浓度的测定
类似于实施例10.1制备校准曲线。线性组合得到下列方程(12):
公式8
Figure BDA0003975427740000602
(12)
c=浓度。

Claims (27)

1.一种向加压水-蒸汽系统提供防腐蚀保护的方法,所述方法包含加入式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐
R-C(=O)-N(CH3)-CH2-COOH(I)
其中R是具有10至24个碳原子的直链或支链无环烃基;其中在使用不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物的情况下,在基于混合物的总重量计最多30重量%的N-酰基肌氨酸化合物(I)中,R也可以是具有4至9个碳原子的直链或支链无环烃基;
其中将式(I)的N-酰基肌氨酸化合物、不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐以使得式(I)的化合物在水-蒸汽系统中所含的水中的平均总浓度在0.01至10mg/kg的范围内的量添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。
2.根据权利要求1的方法,其中将式(I)的N-酰基肌氨酸化合物、不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐以使得式(I)的化合物在水-蒸汽系统中所含的水中的平均总浓度在0.01至8mg/kg的范围内,特别是在0.02至6mg/kg的范围内的量添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。
3.根据权利要求2的方法,其中将式(I)的N-酰基肌氨酸化合物、不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐以使得式(I)的化合物在水-蒸汽系统中所含的水中的平均总浓度在0.05至5mg/kg的范围内,优选在0.1至5mg/kg的范围内,特别是在0.5至5mg/kg的范围内,更特别是在0.5至3.5mg/kg的范围内的量添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。
4.根据权利要求3的方法,其中将式(I)的N-酰基肌氨酸化合物、不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐以使得式(I)的化合物在水-蒸汽系统中所含的水中的平均总浓度在0.5至3mg/kg的范围内,特别是在0.8至2.5mg/kg的范围内的量添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。
5.根据前述权利要求任一项的方法,其用于向加压水-蒸汽系统的与蒸汽和/或与冷凝水接触;特别是与蒸汽和任选也与冷凝水接触的那些部件提供防腐蚀保护。
6.根据前述权利要求任一项的方法,其中所述加压水-蒸汽系统含有由以下材料制成或包含以下材料的内表面:铁质材料,特别是钢;铜、铜合金、铝、铝合金或两种或更多种这些材料,特别是钢、铜或钢和铜。
7.根据前述权利要求任一项的方法,其中式(I)中的R选自C12-C20-烷基和具有1、2或3个C=C双键的C12-C20-烯基,其中在使用不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物的情况下,在基于混合物的总重量计最多25重量%的N-酰基肌氨酸化合物(I)中,R也可以是C5-C9烷基;和在基于混合物的总重量计最多55重量%的N-酰基肌氨酸化合物(I)中,R也可选自C10-C11-烷基和具有1个C=C双键的C10-C11-烯基。
8.根据前述权利要求任一项的方法,其中式(I)中的R平均具有12至18个碳原子。
9.根据前述权利要求任一项的方法,其包含加入其中R衍生自油酸的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物或其盐,或其包含加入不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐,其中所述混合物衍生自椰子油。
10.根据前述权利要求任一项的方法,其中将式(I)的化合物以其酸形式添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。
11.根据权利要求1至9任一项的方法,其中将式(I)的化合物以盐形式,特别是铵盐或取代铵盐的形式添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。
12.根据前述权利要求任一项的方法,其中将式(I)的化合物以式(I)的化合物的酸形式或其铵盐或取代铵盐的水溶液或乳状液的形式添加到用于运行水-蒸汽系统的水中。
13.根据权利要求12的方法,其中式(I)的化合物在水溶液或乳状液中的浓度在0.5至10重量%的范围内,作为式(I)的化合物的酸形式计算并基于水溶液或乳状液的总重量计。
14.根据权利要求12或13任一项的方法,其中所述水溶液或乳状液在最多99.9%的程度上由式(I)的化合物、水以及任选氨和/或至少一种有机胺的混合物组成。
15.根据前述权利要求任一项的方法,其中在运行过程中的水-蒸汽系统中的压力为至少2巴,优选至少10巴,特别是至少20巴,尤其是至少30巴,例如2至300巴,优选10至200巴,特别是20至150巴,尤其是30至100巴。
16.根据前述权利要求任一项的方法,其中所述水-蒸汽系统是水-蒸汽回路。
17.根据前述权利要求任一项的方法,其中所述水-蒸汽系统包含锅炉,特别是汽包锅炉或直流式蒸汽发生器。
18.根据权利要求17的方法,其中所述水-蒸汽系统是水-蒸汽回路,其中在水-蒸汽回路的运行过程中,保持如在20℃下测定的在pH 7.5至12的范围内,优选在8.0至11的范围内,特别是在pH 8.5至10的范围内的水的pH值。
19.根据权利要求17或18任一项的方法,其中所述水-蒸汽系统是水-蒸汽回路,其中在水-蒸汽回路的运行过程中,水-蒸汽回路中所含的水具有如在22℃下测定的最多30μS/cm的电导率。
20.根据前述权利要求任一项的方法,其用于向用于生成蒸汽的加压水-蒸汽系统提供防腐蚀保护,所述蒸汽用于食品、化妆品或药物的直接或间接加工。
21.根据权利要求1至15任一项的方法,其中将N-酰基肌氨酸化合物或不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐添加到地热发电厂的生产井中。
22.如权利要求1或7至11任一项中定义的N-酰基肌氨酸化合物或式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐用于向加压水-蒸汽系统提供防腐蚀保护的用途,其中所述用途包含将N-酰基肌氨酸化合物或不同的式(I)的N-酰基肌氨酸化合物的混合物或其盐添加到用于运行水-蒸汽系统的水中,其量使得式(I)的化合物在水-蒸汽系统中所含的水中的平均总浓度在0.01至10mg/kg的范围内,优选在0.01至8mg/kg的范围内,更优选在0.02至6mg/kg的范围内,再更优选在0.02至5mg/kg的范围内,特别是在0.05至5mg/kg的范围内,更特别是在0.1至5mg/kg的范围内,再更特别是在0.5至5mg/kg的范围内,非常特别是0.5至3.5mg/kg的范围内,尤其是在0.5至3mg/kg的范围内,更尤其是在0.8至2.5mg/kg的范围内。
23.一种测定如权利要求1或7至11任一项中定义的式(I)的化合物在式(I)的化合物的水溶液或乳状液中的浓度的方法,其包含以下步骤:
i)将阳离子吩噻嗪染料添加到指定量的含有式(I)的化合物或其盐的水溶液或乳状液中;
ii)对步骤i)的混合物施以液体萃取剂的萃取,所述液体萃取剂包含萃取剂总量的至少95重量%的C8-C10烷醇,特别是1-壬醇;
iii)将液体萃取剂与水相分离,和
iv)光度法测定萃取剂中的吩噻嗪染料的浓度。
24.根据权利要求23的方法,其中在萃取前,将式(I)的化合物的水溶液或乳状液的pH调节到如在20℃下测定的6.5至7.5,特别是6.9至7.1的pH。
25.根据权利要求24的方法,其中无机缓冲剂用于调节式(I)的化合物的水溶液或乳状液的pH。
26.根据权利要求23至25任一项的方法,其中所述阳离子吩噻嗪染料是亚甲蓝。
27.根据权利要求23至26任一项的方法,其中待分析的式(I)的化合物的水溶液或乳状液具有至少0.01mg/kg,优选至少0.05mg/kg,特别是至少0.1mg/kg的式(I)的化合物的浓度,作为式(I)的化合物的酸形式计算并基于水溶液或乳状液的总重量计。
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