DE1796132C

DE1796132C - Korrosionsschutzlösung

Info

Publication number: DE1796132C
Authority: DE
Inventors: Ronald M. Parsippany N.J. Silverstein (V.StA.)
Original assignee: Drew Chemical Corp., New York, N.Y. (V.StA.)
Publication date: 1971-11-04

Description

Die Erfindung betrifft eine Korrosionsschutzlösung aus Wasser, einem langkettigen aliphatischen Amin und einem Stabilisator.

Zur Verhinderung der Korrosion metallischer Flächen in Anlagen, in denen Wasser als Kühl- oder Heizmedium verwendet wird, wurden die verschiedensten Versuche unternommen. So ist beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 2 460 259 ein Korrosionsschutzmittel bekannt, das als wesentlichen Bestandteil ein aliphatisches Amin, z. B. Octadecylamin, enthält. Da jedoch die meisten langkettigen, aliphatischen Amine nur begrenzt wasserlöslich sind, läßt sich das Amin in Konzentratform, in der die Korrosionsschutzlösung in der Regel hergestellt und vor Gebrauch vertrieben wird, nur schwierig homogen dispergiert halten.

Zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten wurde gemäß den Lehren der USA.-Patentschrift 2 712 531 der Versuch unternommen, das Auskristallisieren des langkettigen Fettamins, insbesondere von Octadecyl- ao amin, durch Zusatz von Octadecylaminacetat zu verhindern. Nachteilig hieran ist jedoch, daß sich das Acetat zersetzen und die hierbei freigesetzte Essigsäure ihrerseits korroidierend wirken kann.

Aus der USA.-Patentschrift 2 956 889 sind Korro- as sionsschutzmittel mit aliphatischen Aminen und Äthylenoxidkondensaten aliphatischer Amine als Korrosionsinhibitoren bekannt. Aus der USA.-Patentschrift 2 564 758 ist die diesbezügliche Verwendung primärer Harzamine und äthoxylierter sekundärer Amine bekannt. Aus der USA.-Patentschrift 2 779 741 ist die Verwendung von Kohlenwasserstoffmonoaminen und einem Ammoniumsalz der Formel:

R-N A

worin R einen aliphatischen Kohle /asserstoffrest mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, X ein s-lzbildendes Anion und N -- A ein tertiäres Amin oder einen heterocyclischen Basenrest mit tertiärem Stickstoff bedeutet, bekannt. Schließlich ist aus der USA.-Patentschrift 3 088 796 die Verwendung von aliphatischen Aminen und komplexen, äthoxylierten Aminsalze..) der Formel:

CH₃
R-N- (CH₂CH₂O)₀

(CH₂CHjO)₆

worin R einen aliphatischen Rest und X ein Halogenanion bedeutet und die Summe von α bis b 2 bis 15 beträgt, bekannt.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine Korrosionsschutzlösung aus Wasser, einem langkettigen aliphatischen Amin und einem Stabilisator, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß sie als Stabilisator eine Verbindung der allgemeinen Formel:

CH, CH₃

j f

CH₃(CHj)₁-CH-(CH₂- N — CH,)* — N — CH₃

CR, CH,

2X-

in der die Summe von χ und y 15 bis 20 beträgt und ζ die Zahlen 2, 3 oder 4 sowie X ein Halogenid-, ζ. Β. Chlorid-, Bromid- oder Fluoridanion, oder ein Hydroxyl- oder Nitratanion bedeuten, enthält.

Durch die Verwendung eines derartigen Stabilisators wird das langkettige, aliphatische Amin nicht nur in der wäßrigen Phase gleichförmig dispergiert gehalten, sondern auch gleichzeitig daran gehindert, sich aus ihr in Form körniger oder flockiger Feststoffe abzusetzen. Zur Verwendung in Korrosionsschutzlösungen gemäß der Erfindung geeignete, aliphatische Amine sind bekannt und in der Literatur beschrieben. Vorzugsweise wird Octadecylamin verwendet.

Als Stabilisatoren in Korrosionsschulzlösungen gemäß der Erfindung eignen sich insbesondere jene Verbindungen, bei denen der durch einen Phenylrest substituierte, aliphatische Rest 16 bis 20 Kohlenstoffatome aufweist und beispielsweise aus einem Hexadecyl- oder Eicosyl-Rest gebildet ist und das Anion aus z. B. einem Fluorid- oder Bromidanion oder aus einem Hydroxyl- oder Nitration besteht. Das Anion ist vorzugsweise einwertig, da zwei- oder dreiwertige Anionen dazu neigen, sich mit dem aliphatischen Amin zu unlöslichen Salzen zu vereinigen, Ferner sollte die Methylenbrücke zwischen den beiden Stickstoffatomen zweckmäßiger aus zwei oder vier anstalt aus drei Methylengruppen gebildet sein. Vorzugsweise enthält eine Korrosionsschutzlösung gemäß der Erfindung als Stabilisator quaternäres N-Phrr.ylstearyl-l^-propylendiamindichlorid.

I?ie Korrosionsschutzlösungen gemäß der Erfindung können in Form wäßriger Konzentrate bereitgestellt werden, die zu etwa 5 bis 15 Gewichtsprozent aus dem langkettigen, aliphatischen Amin, vorzugsweise Octadecylamin, zu etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent aus dem Stabilisator, vorzugsweise dem genannten, quaternären Diamindichlorid, und zum Rest hauptsächlich aus Wasser bestehen. Gegebenenfalls können sie weitere Zusätze, z. B. Netzmittel, enthalten. Das Gewichtsverhältnis von Amin zu Stabilisator beträgt vorzugsweise nicht mehr als etwa 5: 1. Die Korrosionsschutzlösungen gemäß der Erfindung werden üblicherweise in Konzentratform vertrieben und können gegebcnenfalls vor Gebrauch mit etwa 4 bis 24, zweckmäßig 9 bis 19 Teilen Wasser verdünnt und in verdünnter Form in den gegen Korrosion zu schützenden Dampfkondensator eingespritzt werden. Man setzt der Anlage in der Regel so viel verdünntes Konzentrat zu, daß sie etwa 0,1 bis etwa 5 ppm Amin und Stabilisator enthält. Die Zugabe in die jeweilige Anlage kann dabei an einer Stelle, an der sich das wärmeübertragende Wasser entweder noch in flüssiger Phase befindet, also

ζ. B. in das Kesselspeisewasser, oder in die Dampfleitung hinter dem Kessel, also in den Wasserdampf, erfolgen.

Die Herstellung eines derartigen Korrosionsschutzmittelkonzentrats erfolgt vorzugsweise in der Weise, daß man zunächst die gesamte Stabilisatormenge in etwa der Hälfte der für den Konzentratansatz verwendeten Wassermenge löst, die Lösung auf etwa 77"C erwärmt, hierauf der warmen Lösung unter ständigem Rühren bei etwa 66 bis etwa 80⁰C zunächst das aliphatische Amin und, nach dessen vollständiger Lösung, das in der Regel Raumtemperatur aufweisende, restliche Wasser zusetzt und so lange weiterrührt, bis die Konzentrattemperatur auf etwa 50⁰C abgesunken ist.

Man kann das Konzentrat aber auch in der Weise herstellen, daß man Amin und Stabilisator mischt und durch Erwärmen puf etwa 49 bis 52°C zusammenschmilzt.

Die erhaltene Schmelze wird dann mit der erforder-

»5

30

liehen Menge an etwa 66 bis 80 C warmem Wasser versetzt, worauf das erhaltene Gemisch bei dieser Temperatur his zum Erhalt einer homogenen Lösung gerührt und bis zur Abkühlung des Konzentrats auf etwa 49 bis 54 C weitergeführt wird.

Zum Nachweis der Wirksamkeit von quaterniirem N-Phenylstearyl-l.S-propylendiamindichlorid uls Stabilisator für eine Dispersion von Octadecylamin wurden Vergleichsversuche mit einer Anzahl anderer Verbindungen durchgeführt. Zu diesem Zweck wurden in der geschilderten Weise Konzentrate mit 8 oder 9ⁿ/„ Octadecylamin und 1 oder 27o verschiedener anderer Verbindungen hergestellt und auf ihren Charatker sowie ihre leichte 10:l-bzw. 20: l-Verdünnung in etwa 49°C warmem, destilliertem Wasser untersucht. Eine derartige Verdünnung galt als ausgezeichnet, wenn sich innerhalb von 24 Stunden nach erfolgter Verdünnung kein festes, aliphatisches Amin abgeschieden hatte. Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben.

Bei spiel	Stabilisator Name	17.	87o\|	Octadecylamin Bewertung
A	I quaternäres N-Phenylstearyl-l.S-propylen- ' diamindichlorid	27.	97o'	ausgezeichnetes, milchiges, viskoses Konzen trat; leicht in dest. Wasser dispergierbar
B	quaternäre: N-Phenylstearyl-l.B-propylen- ' diamindichlorid I	27.	97o	gutes Konzentrat; enthielt etwas abgeschiede nes Octadecylamin; schwer verdünnbar un ter geringfügiger Abscheidung von Octade- cylaminteilchen
C	quaternäres N-Phenylstearyl-l^-propylen- diamindichlorid	27.	87«	ausgezeichnetes, milchiges viskoses Konzen trat, leicht verdünnbar ohne Absche'dung fester Teilchen
D	Dodecyltrimethylammoniumchlorid ^:	27o	87oi	sehr schlechtes Konzentrat >nit einer auf der Flüssigkeit schwimmenden wachsartigen Octadecylaminschicht
E	Octadecyltrimethylammoniumchlorid j	27o	87o	Mittelmäßiges Konzentrat; enthielt etwas ab geschiedenes Octadecylamin; mäßige Ver- dünnbarkcit unter weiterer Aminabschei dung während 24 Stunden
F	l-Hexadecylpyridiniumchlorid '	27o	87o,	wie bei E
G	quaternäres Phenylstearyltrimethylammoni-! umchlorid	27o	87o	kein homogenes Konzentrat
H	quaternäres Diphenyldimethylammonium- chlorid	27o	8 7o I	sehr schlechte Stabilität, große Ocladecyl- aminklumpen im Konzentrat
I	polyäthoxyliertes (5) quaternäres Phenylste- arylmethylammoniumchlorid		87o!	»Stabilisator« ungeeignet; das Octadecylamin bildete auf der Flüssigkeit eine Schicht
J	polyäthoxyliertes (15) quaternäres Phenyl- stearyltnethylammoniumchiorid	Konzentrat unbrauchbar; das Octadecylamin war in Form fester Teilchen dispergiert

Claims

Patentansprüche:

1. Korrosionsschutzlösung aus Wasser, einem langkettigen aliphatischen Amin und einem Stabilisator, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung als Stabilisator eine Verbindung der allgemeinen Formel:

CH₃

— (CH₁),- CH₁- N — (CH,)_t— N — CH₃ CH, CH₁

2X

in der die Summe von .ν und y 15 bis 20 beträgt, ζ die Zahlen 2, 3 oder 4 sowie X ein Halogenid-, Hydroxyl- oder Nilrutunion bedeutet, enthält.

2. Korrosionsschutzlösung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Stabilisator in einer Menge von 0,06 his 1 Gewichtsteil je Gewichtsteil langketliges aliphatisches Amin enthält.

3. Korrosionsschutzlösung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Stabilisator in einer Menge von nicht weniger als etwa 0,2 Gewichtsteilen je Giwichtsteil langkettiges aliphatisches Amin enthält.

4. Korrosionsschutzlösung nach Anspruch 1 bis

3, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Stabilisator quaternäres N-Phenylstearyl-l.S-propylendiamindichlorid enthält.

5. Korrosionsschutzlösung nach Anspruch 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 5 Gewichtsprozent Stabilisator und 5 bis 15 Gewichtsprozent eines langkettigen aliphatischen Amins enthält, wobei das Amin-Stabilisator-Verhältnis nicht mehr als etwa 5 : 1 beträgt.

6. Korrosionsschutzlösung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Stabilisator quatäres N-Phenylstearyl-l.S-propylendiamindichlorid und als aliphatisches Amin Octadecylamin enthält.