ITVR20110165A1 - SALT COMPOSITION AS A THERMO-VECTOR FLUID - Google Patents

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ITVR20110165A1
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alkaline
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earth metal
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Luca Cavalli
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Manta Ecologica S R L
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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/10Liquid materials

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Description

Descrizione di un brevetto per invenzione industriale per il trovato avente titolo: Description of a patent for industrial invention for the invention entitled:

“COMPOSIZIONE SALINA COME FLUIDO TERMO-VETTORE” "SALINE COMPOSITION AS A THERMO-VECTOR FLUID"

La presente invenzione riguarda una composizione fluida salina impiegabile come fluido termo-vettore, più in particolare una composizione acquosa salina priva di glicoli, così come un processo per la sua preparazione, nonché l’uso di tale composizione in svariate tipologie di impianti. The present invention relates to a saline fluid composition usable as a thermo-vector fluid, more particularly an aqueous saline composition free of glycols, as well as a process for its preparation, as well as the use of this composition in various types of systems.

Alcuni tipi d’impianti basano il proprio funzionamento sull’impiego di fluidi termo-vettori. Some types of systems base their operation on the use of thermo-vector fluids.

La composizione salina della presente invenzione ha varie applicazioni pratiche come fluido termo-vettore. Tipicamente è impiegata come fluido di scambio termico diretto, ma può anche essere utilizzata come refrigerante secondario o come liquido antigelo. The salt composition of the present invention has various practical applications as a heat carrier fluid. Typically it is used as a direct heat exchange fluid, but it can also be used as a secondary coolant or as an antifreeze liquid.

Più specificamente, la composizione salina della presente invenzione è particolarmente adatta a quegli impianti in cui il fluido termo-vettore raggiunge alte temperature, ossia oltre i 160°C, ad esempio solitamente fra i 200-250 °C. Pertanto, gli impianti per i quali la composizione salina della presente invenzione è particolarmente indicata sono quelli solari, soprattutto è adatta ad impianti solari a collettori piani e a tubi sottovuoto. More specifically, the saline composition of the present invention is particularly suitable for those plants in which the thermo-vector fluid reaches high temperatures, ie over 160 ° C, for example usually between 200-250 ° C. Therefore, the systems for which the salt composition of the present invention is particularly suitable are solar ones, especially it is suitable for solar systems with flat collectors and vacuum tubes.

La composizione salina della presente invenzione, può, tuttavia, essere impiegata anche in processi di raffreddamento, in bacini e in circuiti idraulici che possono incorrere in rischi di congelamento (ad esempio gli impianti antincendio), e altri tipi d’impianti, quali quelli di condizionamento dell’aria, gli impianti frigoriferi e i sistemi di riscaldamento tradizionali. The saline composition of the present invention, however, can also be used in cooling processes, in basins and in hydraulic circuits that may run into freezing risks (for example fire-fighting systems), and other types of systems, such as those of air conditioning, refrigeration systems and traditional heating systems.

Fino ad ora molti fluidi termo-vettori sono a base di glicole, principalmente di glicole di etilene o propilene. Until now, many heat transfer fluids are glycol based, mainly ethylene or propylene glycol.

Sono, per altro, già noti anche fluidi termo-vettori privi di glicoli, in cui l’azione di quest’ultimi (ovvero aumentare la temperatura di ebollizione o, alternativamente, abbassare la temperatura di congelamento del fluido, a seconda del tipo di impianto) è svolta da un sale ivi disciolto. Tali fluidi sono, ad esempio, soluzioni acquose saline con più componenti, contenenti il succitato sale, tipicamente il formiato di potassio o l’acetato di potassio. Dette soluzioni acquose, che circolano in tubi metallici, contengono, inoltre, altri componenti, come specifici inibitori di corrosione. Moreover, thermo-vector fluids without glycols are already known, in which the action of the latter (i.e. increasing the boiling temperature or, alternatively, lowering the freezing temperature of the fluid, depending on the type of plant ) is made from a salt dissolved therein. These fluids are, for example, aqueous saline solutions with multiple components, containing the aforementioned salt, typically potassium formate or potassium acetate. Said aqueous solutions, which circulate in metal pipes, also contain other components, such as specific corrosion inhibitors.

Il brevetto US 6723254 descrive, come fluido termo-vettore adatto anche per pannelli solari, una soluzione acquosa salina comprendente sali di acido formico e/o acetico con un metallo alcalino e una particolare scelta di inibitori di corrosione appartenenti a tre specifiche differenti classi, ossia alcuni acidi alifatici C5-Ci6monocarbossilici e loro sali, alcuni acidi alifatici dicarbossilici e loro sali e alcuni derivati del triazolo. Tali specifici inibitori di corrosione in miscela sono in grado di proteggere il metallo dall’attacco degli acidi del fluido termo-vettore senza, per altro, ostacolare, e ridurre, lo scambio termico fra la superficie del metallo e il fluido. Infatti, con tali inibitori non si forma un film, protettivo, sulla superficie metallica che limita tale scambio. US patent 6723254 describes, as a thermo-vector fluid also suitable for solar panels, an aqueous saline solution comprising salts of formic and / or acetic acid with an alkali metal and a particular choice of corrosion inhibitors belonging to three specific different classes, namely some C5-C6monocarboxylic aliphatic acids and their salts, some dicarboxylic aliphatic acids and their salts and some triazole derivatives. These specific corrosion inhibitors in the mixture are able to protect the metal from the attack of the acids of the thermo-vector fluid without, however, hindering and reducing the heat exchange between the surface of the metal and the fluid. In fact, with such inhibitors a protective film is not formed on the metal surface which limits this exchange.

I fluidi termo-vettori presentano l’inconveniente di andare incontro, nel corso del loro utilizzo, a fenomeni di degradazione a carico, soprattutto, dei loro componenti di natura organica, quali glicoli o sali organici, come i formiati e acetati. Tale degradazione è provocata da agenti chimici e/o fisici, in particolare l’alta temperatura. Alte temperature, anche relativamente alte, ad esempio già attorno ai 130°C, possono innescare reazioni di degradazione. The thermo-vector fluids have the drawback of undergoing, during their use, degradation phenomena due, above all, to their organic components, such as glycols or organic salts, such as formates and acetates. This degradation is caused by chemical and / or physical agents, in particular the high temperature. High temperatures, even relatively high ones, for example already around 130 ° C, can trigger degradation reactions.

Tale degradazione ha svariate conseguenze negative che causano seri problemi di danneggiamento e anche inefficienza degli impianti. This degradation has various negative consequences that cause serious damage problems and also inefficiency of the plants.

La degradazione della componente organica del fluido termo-vettore determina la produzione di morchie, particolarmente abbondanti nel caso di fluidi termo-vettori a base di glicoli. Le morchie depositandosi lungo le pareti dei tubi ostacolano la libera circolazione del fluido termo-vettore. The degradation of the organic component of the thermo-vector fluid determines the production of sludge, particularly abundant in the case of glycol-based thermo-vector fluids. The sludge settling along the walls of the pipes hinders the free circulation of the thermo-vector fluid.

La degradazione della componente organica, inoltre, comporta una riduzione, quantitativamente rilevante in un tempo relativamente breve, ossia 6-12 mesi, della quantità di fluido utile in circolazione nei tubi di un impianto del tipo summenzionato. Per ovviare a tale perdita, è necessario sostituire il fluido termo-vettore con altro nuovo, tale frequente sostituzione aumenta ulteriormente l’onerosità di funzionamento di tali impianti. Furthermore, the degradation of the organic component entails a quantitatively significant reduction in a relatively short time, ie 6-12 months, of the quantity of useful fluid circulating in the pipes of a plant of the aforementioned type. To remedy this loss, it is necessary to replace the thermo-vector fluid with a new one, this frequent replacement further increases the operating burden of these systems.

Entrambi tali fattori provocano, pertanto, un minor flusso del fluido termo-vettore nei tubi, che non è, tuttavia, la sola causa di minor efficienza di un impianto. Both of these factors therefore cause a lower flow of the thermo-vector fluid in the pipes, which is not, however, the only cause of a lower efficiency of a system.

La presenza di morchie depositate sulla superficie dei tubi crea una pluralità di inconvenienti. Innanzitutto, le morchie riducono lo scambio termico poiché creano una barriera fra la superficie metallica e il fluido termo-vettore; pertanto è necessario eseguire di tanto in tanto un’operazione di pulitura dei tubi per rimuoverle. L’asportazione delle morchie si effettua ad impianto fermo e richiede che si adoperino solventi specifici. In termini economici, l’impiego di tali solventi rappresenta un ulteriore aggravio legati ai costi dei solventi in sé e a loro smaltimento, oltre che alla necessità di fermare il funzionamento deirimpianto. The presence of sludge deposited on the surface of the pipes creates a plurality of drawbacks. First of all, the sludge reduces the heat exchange since they create a barrier between the metal surface and the thermo-vector fluid; therefore it is necessary to clean the tubes from time to time to remove them. The removal of sludge is carried out with the plant stopped and requires the use of specific solvents. In economic terms, the use of these solvents represents a further burden related to the costs of the solvents themselves and their disposal, as well as the need to stop the operation of the plant.

Infine, la succitata degradazione del fluido avviene a carico di componenti che si trasformano in composti acidi, ad esempio il glicole che si trasforma in acido glicolico. La produzione di acido avviene in quantità sufficiente da avviare un processo che è totalmente indesiderato e deleterio, ovvero la corrosione delle superfici metalliche dei tubi di tali impianti, entro cui scorre il summenzionato fluido. Finally, the aforementioned degradation of the fluid occurs by components which are transformed into acid compounds, for example glycol which is transformed into glycolic acid. The production of acid occurs in sufficient quantity to start a process that is totally undesirable and deleterious, that is the corrosion of the metal surfaces of the pipes of such plants, within which the aforementioned fluid flows.

E’ stato ora sorprendentemente trovato un fluido termo-vettore che, rispetto ai suddetti fluidi termo-vettori a base di glicoli e non, ovvia in parte agli inconvenienti succitati, o comunque li riduce, quando impiegato nelle medesime condizioni di esercizio dei summenzionati impianti. A thermo-vector fluid has now been surprisingly found which, compared to the aforesaid glycol-based and non-glycol-based thermo-vector fluids, partially obviates the aforementioned drawbacks, or in any case reduces them, when used in the same operating conditions as the aforementioned systems.

La composizione salina della presente invenzione possiede una buona tenuta termica, non solo alle succitate temperature, ma anche a temperature più alte, ossia fino a 200 °C e persino oltre, ad esempio fino a 250 °C. Pertanto, la composizione salina della presente invenzione è adatta ad essere utilizzata anche in impianti con temperature di funzionamento anche oltre i 160°C e fino alle suddette temperature. The salt composition of the present invention has a good thermal resistance, not only at the aforementioned temperatures, but also at higher temperatures, i.e. up to 200 ° C and even beyond, for example up to 250 ° C. Therefore, the saline composition of the present invention is suitable for use also in plants with operating temperatures even above 160 ° C and up to the aforementioned temperatures.

La degradazione in condizioni di esercizio più severe rispetto ai fluidi termo-vettori utilizzati oggigiorno rappresenta, pertanto, un vantaggio in quanto in tali impianti i fenomeni di degradazione del fluido avvengono in tempi più lunghi. Non è necessaria, quindi, una sua sostituzione in un arco di tempo relativamente breve, bensì la composizione salina ha una durata di attività che si prolunga sino a un periodo di circa 18-24 mesi e persino di più, se da controlli cadenzati (ad esempio ogni 6 o 12 mesi) sulla composizione del fluido risulta solo una sua ridotta degradazione che può essere ovviata con l’integrazione di alcuni componenti del prodotto originale. The degradation under more severe operating conditions compared to the thermo-vector fluids used today therefore represents an advantage since in such plants the degradation phenomena of the fluid occur in a longer time. Therefore, it is not necessary to replace it in a relatively short period of time, but the saline composition has a duration of activity that extends up to a period of about 18-24 months and even more, if by regular checks (for example example every 6 or 12 months) on the composition of the fluid there is only a reduced degradation which can be obviated with the integration of some components of the original product.

Un ulteriore vantaggio della composizione salina della presente invenzione consiste nel fatto che presenta anche eccellenti proprietà termodinamiche, come elevato calore specifico, elevata conducibilità termica, ridotta viscosità alle basse e medie temperature. In particolare, la composizione salina della presente invenzione risulta essere meno viscosa alle medie e alte temperature rispetto ai fluidi termo-vettori a base di glicole propilenico, cosicché scorre facilmente nei tubi degli impianti solari. A further advantage of the saline composition of the present invention consists in the fact that it also has excellent thermodynamic properties, such as high specific heat, high thermal conductivity, reduced viscosity at low and medium temperatures. In particular, the saline composition of the present invention is less viscous at medium and high temperatures than propylene glycol-based thermo-vector fluids, so that it flows easily in the pipes of solar systems.

Un altro vantaggio è anche rappresentato dal fatto che poiché la composizione salina non è né infiammabile e né combustibile, presenta un buon livello di sicurezza d’impiego, e, pertanto, è adatta a applicazioni di scambio termico ove sussista pericolo di incendio oppure come liquido antigelo in impianti anti-incendio. Another advantage is also represented by the fact that since the saline composition is neither flammable nor combustible, it has a good level of safety of use, and, therefore, is suitable for heat exchange applications where there is a danger of fire or as a liquid. antifreeze in fire-fighting systems.

Infine, anche dal punto di vista ambientale, quanto a tossicità e smaltimento, la composizione salina della presente invenzione risulta essere facilmente degradabile ai fini della sua eliminazione e, in generale, di facile manipolazione, anche in considerazione delle sue caratteristiche organolettiche, in particolare la composizione è quasi inodore. Tale caratteristica è sicuramente vantaggiosa perché la presenza di componenti di odore sgradito, come certi composti amminici, ad esempio, l’urea, in tali fluidi li rende molto sgradevoli da maneggiare. Finally, also from the environmental point of view, in terms of toxicity and disposal, the saline composition of the present invention is easily degradable for its elimination and, in general, easy to handle, also in consideration of its organoleptic characteristics, in particular the composition is almost odorless. This characteristic is certainly advantageous because the presence of unpleasant odor components, such as certain amino compounds, for example, urea, in these fluids makes them very unpleasant to handle.

Una particolare scelta di inibitori di corrosione presenti nel fluido termovettore rende quest’ultimo in grado di essere particolarmente resistente alla degradazione dovuta ad un’alta temperatura e, inoltre, preserva meglio dalla corrosione il metallo dei tubi dell’impianto. La protezione della superficie metallica sembra dovuto alla formazione di un sottile strato di film sulla superficie dei tubi, film che, peraltro, non ostacola lo scambio termico fra la superficie metallica e il fluido termo-vettore dell’invenzione. A particular choice of corrosion inhibitors present in the heat transfer fluid makes the latter able to be particularly resistant to degradation due to high temperatures and, moreover, better protects the metal of the system pipes from corrosion. The protection of the metal surface seems to be due to the formation of a thin layer of film on the surface of the tubes, a film which, moreover, does not hinder the heat exchange between the metal surface and the thermo-vector fluid of the invention.

La presente invenzione riguarda, dunque, una composizione acquosa salina (I) priva di glicoli, tale composizione essendo ottenuta ponendo a contatto tra loro almeno i seguenti componenti (parti in peso): The present invention therefore relates to an aqueous saline composition (I) free of glycols, this composition being obtained by placing at least the following components (parts by weight) in contact with each other:

a. almeno un sale (a) di un metallo alcalino o alcalino-terroso dell’acido formico, tale sale (a) essendo da 30 a 65 parti; b. almeno un sale (b) di un metallo alcalino o alcalino-terroso dell’acido acetico, tale sale (b) essendo da 1 a 10 parti; c. almeno un inibitore di corrosione (c) scelto fra i composti appartenenti alla famiglia dei triazoli, tale composto essendo da 1 a 30 parti; to. at least one salt (a) of an alkaline or alkaline-earth metal of formic acid, this salt (a) being from 30 to 65 parts; b. at least one salt (b) of an alkaline or alkaline-earth metal of acetic acid, this salt (b) being from 1 to 10 parts; c. at least one corrosion inhibitor (c) selected from the compounds belonging to the triazole family, this compound being from 1 to 30 parts;

d. almeno un’ammina secondaria (d) di formula (R)(R’)NH, in cui R è scelto tra i radicali alchilici CrC4e R’ è scelto tra i radicali idrossialchilici C1-C5, tale ammina essendo da 1 a 16 parti; e. il molibdato di un metallo alcalino 0 alcalino-terroso, tale sale essendo da 5 a 12 parti; e d. at least one secondary amine (d) of formula (R) (R ') NH, in which R is selected from the alkyl radicals CrC4 and R' is selected from the hydroxyalkyl radicals C1-C5, this amine being from 1 to 16 parts; And. the molybdate of an alkaline or alkaline earth metal, this salt being from 5 to 12 parts; And

f. acqua in quantità tra 10 e 58 parti. f. water in quantities between 10 and 58 parts.

Il succitato metallo alcalino 0 alcalino-terroso è scelto preferibilmente tra il sodio e il potassio. Più in particolare, il sale di molibdato preferito è il molibdato di sodio. Il sale di formiato preferito è il formiato di potassio. Il sale dell’acido acetico preferito è l’acetato di potassio. The aforementioned alkaline or alkaline earth metal is preferably selected from sodium and potassium. More particularly, the preferred molybdate salt is sodium molybdate. The preferred formate salt is potassium formate. The preferred acetic acid salt is potassium acetate.

II composto della famiglia dei triazioli è un inibitore di corrosione scelto, preferibilmente, tra il benzotriazolo, i benzotriazoli sostituiti, il tolil triazolo e i suoi derivati (ad es. Irgamet® 42), il benzimidazolo, i diazoli come il dimercaptotiodiazolo. Più preferibilmente, tale composto è scelto tra il benzotriazolo, il toliltriazolo e una loro miscela. Ancor più preferibilmente, tale composto è una miscela di benzotriazolo e toliltriazolo. Preferibilmente, il rapporto in peso tra benzotriazolo e toliltriazolo varia da 1 :7 a 7:1 parti. Più preferibilmente la quantità minima di componente (c) in forma di benzotriazolo o toliltriazolo o una loro miscela è 10 parti. The compound of the family of triazioles is a corrosion inhibitor selected, preferably, from benzotriazole, substituted benzotriazoles, tolyl triazole and its derivatives (eg Irgamet® 42), benzimidazole, diazoles such as dimercaptothiodiazole. More preferably, this compound is selected from benzotriazole, tolyltriazole and a mixture thereof. Even more preferably, this compound is a mixture of benzotriazole and tolyltriazole. Preferably, the weight ratio of benzotriazole to tolyltriazole ranges from 1: 7 to 7: 1 parts. More preferably, the minimum amount of component (c) in the form of benzotriazole or tolyltriazole or a mixture thereof is 10 parts.

La succitata ammina è preferibilmente scelta fra i composti in cui R è un radicale alchilico scelto tra -CH3e -CH2-CH3e R' è un radicale idrossialchilico C1-C5, più preferibilmente è scelto tra i radicali alchilici C2-C4con almeno un gruppo idrossilico, ad esempio uno o due; ancor più preferibilmente l’ammina è il 2-ammino-2-metil-1 -propanolo o il 2-ammino-2-etil-1 ,3-propandiolo. The aforementioned amine is preferably selected from the compounds in which R is an alkyl radical selected from -CH3e -CH2-CH3 and R 'is a C1-C5 hydroxyalkyl radical, more preferably it is selected from C2-C4 alkyl radicals with at least one hydroxyl group, for example one or two; even more preferably, the amine is 2-amino-2-methyl-1-propanol or 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol.

Inoltre, la composizione (I) della presente invenzione può comprendere almeno un altro ulteriore inibitore di corrosione, ad esempio un inibitore di corrosione specifico rivolto a un particolare obbiettivo, come quelli che inibiscono la corrosione di un determinato tipo di lega o metallo. Furthermore, the composition (I) of the present invention may comprise at least one other further corrosion inhibitor, for example a specific corrosion inhibitor aimed at a particular target, such as those which inhibit the corrosion of a certain type of alloy or metal.

Tale ulteriore inibitore di corrosione è scelto, preferibilmente, fra quelli che hanno una buona solubilità in acqua. Tale ulteriore inibitore di corrosione può essere, ad esempio, un acido carbossilico. Tale acido può essere scelto tra (a) gli acidi monocarbossilici aromatici Ca-Ci2 e loro sali, ad esempio di formula R”-COOH, in cui R” è un radicale aril-alchenilico e (b) gli acidi dicarbossilici alifatici Cs-Cs e loro sali. Gli acidi preferiti sono l’acido cinnamico e l’acido glutammico. Tale acido carbossilico è preferibilmente addizionato in quantità da 1 a 16 parti in peso rispetto al peso della composizione salina (I). This further corrosion inhibitor is preferably selected from those which have a good solubility in water. Such a further corrosion inhibitor can be, for example, a carboxylic acid. This acid can be selected from (a) the aromatic monocarboxylic acids Ca-Ci2 and their salts, for example of the formula R "-COOH, in which R" is an aryl-alkenyl radical and (b) the aliphatic dicarboxylic acids Cs-Cs and they go up. The preferred acids are cinnamic acid and glutamic acid. Said carboxylic acid is preferably added in an amount of from 1 to 16 parts by weight with respect to the weight of the saline composition (I).

Altri ulteriori inibitori di corrosione, oltre a quelli summenzionati, possono anche essere presenti nella composizione salina (I) secondo la presente invenzione. Quando presenti, sono solitamente in quantità da 0,01 fino a 2,5, preferibilmente da 0,1 a 2,5, parti in peso rispetto al peso dell’intera composizione salina (I). Other further corrosion inhibitors, in addition to those mentioned above, can also be present in the saline composition (I) according to the present invention. When present, they are usually in quantities from 0.01 to 2.5, preferably from 0.1 to 2.5, parts by weight with respect to the weight of the entire saline composition (I).

Esempi di tali altri ulteriori inibitori di corrosione, eventualmente impiegabili per produrre la composizione della presente invenzione, sono gli arilsolfonati solubili in acqua e l’acido citrico. Examples of such other further corrosion inhibitors, possibly used to produce the composition of the present invention, are the water-soluble arylsulfonates and citric acid.

La composizione (I) può comprendere anche, se necessario, un agente antischiuma. Quando presente, tale agente è presente nella composizione salina (I) in quantità dallo generalmente 0,1 allo 0,8% in peso rispetto al peso dell’intera composizione salina (I). L’antischiuma è scelto fra i composti usati solitamente in tale campo di applicazione. Sono adatti antischiuma della classe, ad esempio, dei polisilossani. Composition (I) may also comprise, if necessary, an anti-foaming agent. When present, this agent is present in the saline composition (I) in quantities from generally 0.1 to 0.8% by weight with respect to the weight of the entire saline composition (I). The antifoam is chosen from the compounds usually used in this field of application. Antifoams of the class of, for example, polysiloxanes are suitable.

La composizione salina della presente invenzione può eventualmente comprendere ulteriori componenti, oltre alla succitati componenti, normalmente usati nella formulazione dei fluidi termo-vettori, come, ad esempio, biocidi, agenti chelanti di ioni metallici, ecc. The saline composition of the present invention may optionally comprise further components, in addition to the aforementioned components, normally used in the formulation of heat-carrying fluids, such as, for example, biocides, metal ion chelating agents, etc.

Tutti i summenzionati componenti presenti nella composizione salina della presente invenzione sono prodotti noti e disponibili in commercio. All the aforementioned components present in the salt composition of the present invention are known and commercially available products.

La composizione salina della presente invenzione presenta preferibilmente un insieme di proprietà fisico-chimiche come definito qui di seguito. The salt composition of the present invention preferably exhibits a set of physicochemical properties as defined below.

Il pH è preferibilmente compreso fra 10 e 12, più preferibilmente tra 10,5 e 11 ,8, determinato secondo il metodo ASTM D 1287. The pH is preferably between 10 and 12, more preferably between 10.5 and 11, 8, determined according to the ASTM D 1287 method.

Il punto di congelamento varia preferibilmente fra -29 e -31 °C, determinato secondo il metodo ASTM D 1177. The freezing point preferably varies between -29 and -31 ° C, determined according to the ASTM D 1177 method.

Il punto di ebollizione è preferibilmente di circa 108-112 °C a pressione atmosferica, determinato secondo il metodo ASTM D1120. The boiling point is preferably about 108-112 ° C at atmospheric pressure, determined according to the ASTM D1120 method.

La conduttività termica è preferibilmente nell'intervallo da 0,50 a 0,56 W/m-K, determinato secondo il metodo ASTM D2717. The thermal conductivity is preferably in the range from 0.50 to 0.56 W / m-K, determined according to the ASTM D2717 method.

Il calore specifico è tipicamente fra 2,5 e 3,0 kJ/kg-K, determinato secondo il metodo ASTM D2766. The specific heat is typically between 2.5 and 3.0 kJ / kg-K, determined according to the ASTM D2766 method.

La densità è indicativamente circa 1 ,284 ±0,5 g/m<3>a 15°C. Alla temperatura di 20 °C la densità è indicativamente circa 1 ,281 ±0,5 g/m<3>. Le misure di densità sono effettuate secondo il metodo ASTM D1298. The density is approximately 1, 284 ± 0.5 g / m <3> at 15 ° C. At a temperature of 20 ° C, the density is approximately 1, 281 ± 0.5 g / m <3>. Density measurements are performed according to the ASTM D1298 method.

La viscosità è indicativamente circa 2,888-2,895 mm<2>/s a 20 °C. Alla temperatura di 40 °C la viscosità è indicativamente compresa nell'intervallo da 1 ,847 a 1 ,857 mm<2>/s. Alla temperatura di 100°C la viscosità è indicativamente compresa nell'intervallo da 0,803 a 0,813 mm<2>/s. Alla temperatura di 150 °C la viscosità è indicativamente compresa nell'intervallo da 0,545 a 0,560 mm<2>/s. Alla temperatura di 200 °C la viscosità è indicativamente compresa nell'intervallo da 0,439 a 0,449 mm<2>/s, Tali valori di viscosità sono misurati con il metodo ASTM D445. The viscosity is indicatively about 2,888-2,895 mm <2> / s at 20 ° C. At the temperature of 40 ° C the viscosity is indicatively comprised in the range from 1,847 to 1,857 mm <2> / s. At the temperature of 100 ° C the viscosity is indicatively comprised in the range from 0.803 to 0.813 mm <2> / s. At the temperature of 150 ° C the viscosity is indicatively comprised in the interval from 0.545 to 0.560 mm <2> / s. At the temperature of 200 ° C the viscosity is indicatively included in the interval from 0.439 to 0.449 mm <2> / s. These viscosity values are measured with the ASTM D445 method.

La presente invenzione è anche relativa a un procedimento per ottenere la summenzionata composizione salina (I). The present invention also relates to a process for obtaining the aforementioned salt composition (I).

Una modalità preferita per produrre la composizione della presente invenzione consiste in un procedimento che si compone di almeno due stadi di miscelamento consecutivi. A preferred way of producing the composition of the present invention consists of a process which consists of at least two consecutive mixing stages.

In dettaglio, nel primo stadio, si prepara una miscela (A) ottenuta per miscelazione dei seguenti componenti: l’inibitore di corrosione scelto fra i composti appartenenti alla famiglia dei triazoli, l’ammina secondaria, il molibdato di un metallo alcalino o alcalino-terroso ed, eventualmente, l’acido carbossilico. In detail, in the first stage, a mixture (A) is prepared by mixing the following components: the corrosion inhibitor selected from the compounds belonging to the triazole family, the secondary amine, the molybdate of an alkaline or alkaline metal. earthy and, possibly, carboxylic acid.

Nel secondo stadio, si miscelano il formiato di un metallo alcalino o alcalino-terroso, la miscela (A) precedentemente ottenuta ed, eventualmente, l’antischiuma. Quest’ultimo si aggiunge preferibilmente a miscelazione già avviata. In the second stage, the formate of an alkaline or alkaline-earth metal, the previously obtained mixture (A) and, possibly, the antifoam are mixed. The latter is preferably added to the mixing already started.

Il componente a base di acetato, così come l’acqua, è aggiunto alla miscela in preparazione durante uno dei due stadi a scelta, eventualmente anche una parte durante il primo stadio e la restante parte durante il secondo stadio. The acetate-based component, as well as the water, is added to the mixture being prepared during one of the two stages of your choice, possibly also a part during the first stage and the remaining part during the second stage.

Le citate miscelazioni avvengono utilizzando tecniche e condizioni di mescolamento in un apparecchio opportuno ben noti all’esperto della tecnica. Pertanto la persona esperta nel settore è in grado di determinare le migliori condizioni operative non esplicitate qui di seguito nei dettagli. The aforementioned mixing takes place using mixing techniques and conditions in a suitable apparatus well known to those skilled in the art. Therefore the person skilled in the art is able to determine the best operating conditions not explained in the details below.

L’introduzione dei succitati componenti nell’apparecchio di miscelazione può avvenire secondo un qualsiasi ordine in entrambi gli stadi. The introduction of the aforementioned components into the mixing apparatus can take place in any order in both stages.

Più in particolare, nel primo stadio la miscelazione avviene, preferibilmente, a una temperatura compresa nell’intervallo fra la temperatura ambiente e 50 °C, nella presente descrizione per temperatura ambiente s’intende una temperatura di 25 °C. La temperatura è preferibilmente tenuta costante durante tale stadio. In più, si può fare avvenire la miscelazione a pressione atmosferica. La pressione è preferibilmente costante durante la miscelazione. More specifically, in the first stage the mixing takes place, preferably, at a temperature in the range between room temperature and 50 ° C, in this description by room temperature we mean a temperature of 25 ° C. The temperature is preferably kept constant during this stage. In addition, mixing can be made at atmospheric pressure. The pressure is preferably constant during mixing.

II secondo stadio può essere condotto impiegando le medesime condizioni operative descritte nel per il primo stadio. The second stage can be carried out using the same operating conditions described in the for the first stage.

Si fornisce qui di seguito un esempio a scopo illustrativo e non limitativo della presente invenzione. An example is given below for illustrative and non-limiting purposes of the present invention.

ESEMPIO 1 EXAMPLE 1

Primo stadio First stage

In un miscelatore in acciaio INOX 316 si introducono, nell’ordine dato, i seguenti componenti (parti in peso): In a 316 stainless steel mixer, the following components (parts by weight) are introduced, in the order given:

11 parti di benzotriazolo, 11 parti di toliltriazolo, 11 parti di 2-ammino-2-metil-1-propanolo, 21 parti di molibdato di sodio, 11 parti di acetato di potassio e 35 parti di acqua. 11 parts of benzotriazole, 11 parts of tolyltriazole, 11 parts of 2-amino-2-methyl-1-propanol, 21 parts of sodium molybdate, 11 parts of potassium acetate and 35 parts of water.

Si avvia la miscelazione che è condotta a temperatura ambiente e a pressione atmosferica. Dopo 15 minuti si ferma la miscelazione e si scarica la miscela (A). Mixing starts and is carried out at room temperature and at atmospheric pressure. After 15 minutes, the mixing is stopped and the mixture is discharged (A).

Secondo stadio Second stage

In un miscelatore in acciaio INOX 316 si introducono, nell’ordine dato, i seguenti componenti (parti in peso): In a 316 stainless steel mixer, the following components (parts by weight) are introduced, in the order given:

50 parti di formiato di potassio, 40 parti della miscela (A) ottenuta nello stadio precedente, 0,5 parti di emulsione polisilossanica e 9,5 parti di acqua. 50 parts of potassium formate, 40 parts of the mixture (A) obtained in the previous step, 0.5 parts of polysiloxane emulsion and 9.5 parts of water.

51 avvia la miscelazione che è condotta a temperatura ambiente e a pressione atmosferica. Dopo 15 minuti si ferma la miscelazione; si scarica la composizione salina (I) solo dopo aver controllato che i parametri chimicofisici, in particolare il pH corrispondano a quelli desiderati. 51 starts the mixing which is carried out at room temperature and at atmospheric pressure. Mixing stops after 15 minutes; the saline composition (I) is discharged only after checking that the chemical-physical parameters, in particular the pH, correspond to the desired ones.

I principali parametri chimico-fisici della composizione salina (I) così ottenuta sono riportati nella seguente Tabella A: The main chemical-physical parameters of the saline composition (I) thus obtained are shown in the following Table A:

Tabella A Table A

Test di corrosione Corrosion test

La composizione salina (I) così ottenuta è stata utilizzata in un test di corrosione per valutare la sua capacità corrosiva nei confronti di svariati materiali con cui è stata posta a contatto. Il test è condotto secondo le specifiche delle linee guida e le condizioni operative previste dalla specifica dello “Stantard Test Method for Corrosion Test for Engine Coolants” ASTM D1384. Secondo tale test, le condizioni di esposizione della soluzione sono le seguenti: The saline composition (I) thus obtained was used in a corrosion test to evaluate its corrosive capacity towards various materials with which it was placed in contact. The test is conducted according to the specifications of the guidelines and the operating conditions provided by the specification of the “Stantard Test Method for Corrosion Test for Engine Coolants” ASTM D1384. According to this test, the exposure conditions of the solution are as follows:

- temperatura: 88 ± 2°C - temperature: 88 ± 2 ° C

- durata: 336 ore. - duration: 336 hours.

I provini metallici sottoposti a tale test sono stati cinque piastre di materiali differenti, materiali e provini che erano in accordo con le disposizioni previste dal metodo ASTM D1384. The metal specimens subjected to this test were five plates of different materials, materials and specimens that were in accordance with the provisions of the ASTM D1384 method.

I risultati dei test sono riportati nella seguente tabella B The test results are shown in the following table B

Tabella B Table B

<Ί)>Rame puro laminato a freddo. ^Composizione quali- e quantitativa: 60% di Cu, 40% di Zn.<3)>Acciaio laminato a freddo UNS G10200.<4)>Ghisa lamellare.<5)>Lega di alluminio (AlSiCuMg). <Ί)> Cold rolled pure copper. ^ Qualitative and quantitative composition: 60% of Cu, 40% of Zn. <3)> Cold rolled steel UNS G10200. <4)> Lamellar cast iron. <5)> Aluminum alloy (AlSiCuMg).

I dati della tabella A dimostrano chiaramente che la capacità corrosiva, espressa come velocità di corrosione (vCOrr), della composizione salina della presente invenzione è assai bassa; conseguentemente si rileva che al termine dell’esposizione le piastre hanno subito un’erosione molto ridotta, tale da non danneggiare irrimediabilmente in un periodo di tempo breve i tubi dell’impianto in cui tale composizione salina è scorre. The data of table A clearly show that the corrosive capacity, expressed as corrosion rate (vCOrr), of the saline composition of the present invention is very low; consequently it is noted that at the end of the exposure the plates have undergone a very low erosion, such as not to irreparably damage the pipes of the system in which this saline composition flows in a short period of time.

Test di invecchiamento e corrosione accelerati Accelerated aging and corrosion tests

La composizione salina (I) secondo l’invenzione, ottenuta secondo il procedimento illustrato nell’esempio 1 precedentemente descritto, è stata utilizzata in un test di invecchiamento e corrosione accelerati, per valutare la sua capacità corrosiva nei confronti di svariati materiali con cui è stata posta a contatto. The saline composition (I) according to the invention, obtained according to the process illustrated in Example 1 previously described, was used in an accelerated aging and corrosion test, to evaluate its corrosive capacity towards various materials with which it was contact mail.

Il test è condotto secondo le specifiche delle linee guida e le condizioni operative previste dalla specifica dello “Stantard Test Method for Corrosion Test for Engine Coolants” ASTM D1384. The test is conducted according to the specifications of the guidelines and the operating conditions provided by the specification of the “Stantard Test Method for Corrosion Test for Engine Coolants” ASTM D1384.

Secondo tale test, le condizioni di esposizione della soluzione sono le seguenti: According to this test, the exposure conditions of the solution are as follows:

- temperatura: 180 ± 5 °C / 260 ± 5 °C; - temperature: 180 ± 5 ° C / 260 ± 5 ° C;

- pressione: 9/40 bar; - pressure: 9/40 bar;

- durata: 360 ore. - duration: 360 hours.

In particolare, il test prevede di sottoporre la soluzione a 10 cicli così configurati: innalzamento della temperatura da 180°C a 260 °C in 2 ore, mantenimento della temperatura a 260 °C per 1 ora e diminuzione della temperatura da 260 °C a 180 °C in 2 ore. In particular, the test involves subjecting the solution to 10 cycles configured as follows: raising the temperature from 180 ° C to 260 ° C in 2 hours, maintaining the temperature at 260 ° C for 1 hour and decreasing the temperature from 260 ° C to 180 ° C in 2 hours.

I provini metallici sottoposti al test sono stati quattro lamierini di materiali differenti, materiali e provini che erano in accordo con le disposizioni previste dal metodo ASTM D1384. The metal specimens tested were four laminations of different materials, materials and specimens that were in accordance with the provisions of the ASTM D1384 method.

II test è da considerarsi predittivo del reale comportamento della composizione salina nelle reali condizioni operative: in altre parole, i risultati del test, ossia le condizioni dei provini al termine del test, sono equiparabili alle condizioni dei tubi nei quali scorre la soluzione salina per il suo normale utilizzo, dopo 24 mesi ad una temperatura compresa fra 160-250 °C, con una pressione compresa tra 9-40 bar, dopo un periodo di 24 mesi. The test is to be considered predictive of the real behavior of the saline composition in real operating conditions: in other words, the test results, i.e. the conditions of the specimens at the end of the test, are comparable to the conditions of the tubes in which the saline solution flows for the its normal use, after 24 months at a temperature between 160-250 ° C, with a pressure between 9-40 bar, after a period of 24 months.

I quattro lamierini in analisi, dopo essere stati testati secondo quanto definito in precedenza, sono stati opportunamente puliti. The four laminations under analysis, after having been tested as defined above, were suitably cleaned.

I risultati dei test sono riportati nella seguente tabella C The test results are shown in the following table C

Tabella C Table C

<Ί)>Rame puro laminato a freddo. ^Composizione quali- e quantitativa: 60% di Cu, 40% di Zn.<3)>Acciaio laminato a freddo UNS G10200.<4)>Ghisa lamellare. <Ί)> Cold rolled pure copper. ^ Qualitative and quantitative composition: 60% of Cu, 40% of Zn. <3)> Cold rolled steel UNS G10200. <4)> Lamellar cast iron.

Al termine del test, è possibile appurare come i quattro lamierini in analisi non siano soggetti a fenomeni corrosivi significativi; il solo campione in acciaio presenta una corrosione che solo in alcuni punti ha comunque minima profondità. At the end of the test, it is possible to ascertain that the four laminations under analysis are not subject to significant corrosive phenomena; the steel sample alone shows a corrosion that only in some points has however minimal depth.

Infatti, i dati della tabella C dimostrano chiaramente che la capacità corrosiva, espressa come velocità di corrosione (vCOrr), della composizione salina della presente invenzione è assai bassa; conseguentemente si rileva che al termine dell’esposizione le piastre hanno subito un’erosione molto ridotta, tale da non danneggiare irrimediabilmente in un periodo di tempo breve i tubi dell’impianto in cui tale composizione salina scorre. In fact, the data of table C clearly show that the corrosive capacity, expressed as corrosion rate (vCOrr), of the saline composition of the present invention is very low; consequently it is noted that at the end of the exposure the plates have undergone a very low erosion, such as not to irreparably damage the pipes of the system in which this saline composition flows in a short period of time.

Claims (9)

RIVENDICAZIONI 1) Una composizione acquosa salina (I) priva di glicoli, tale composizione essendo ottenuta ponendo a contatto tra loro almeno i seguenti componenti (parti in peso): a. almeno un sale (a) di un metallo alcalino o alcalino-terroso dell’acido formico, tale sale (a) essendo da 30 a 65 parti; b. almeno un sale (b) di un metallo alcalino o alcalino-terroso dell’acido acetico, tale sale (b) essendo da 1 a 10 parti; c. almeno un composto della famiglia dei triazoli, tale composto essendo da 1 a 30 parti; d. almeno un’ammina secondaria (d) di formula (R)(R’)NH, in cui R è scelto tra i radicali alchilici C1-C4 e R’ è scelto tra i radicali idrossialchilici C1-C5, tale ammina essendo da 1 a 16 parti; e. il molibdato di un metallo alcalino o alcalino-terroso, tale sale essendo da 5 a 12 parti; e f. acqua in quantità tra 10 e 58 parti. CLAIMS 1) An aqueous saline composition (I) free of glycols, this composition being obtained by placing at least the following components in contact with each other (parts by weight): to. at least one salt (a) of an alkaline or alkaline-earth metal of formic acid, this salt (a) being from 30 to 65 parts; b. at least one salt (b) of an alkaline or alkaline-earth metal of acetic acid, this salt (b) being from 1 to 10 parts; c. at least one compound of the triazole family, this compound being from 1 to 30 parts; d. at least one secondary amine (d) of formula (R) (R ') NH, in which R is selected from the C1-C4 alkyl radicals and R' is selected from the C1-C5 hydroxyalkyl radicals, this amine being from 1 to 16 parts; And. the molybdate of an alkaline or alkaline-earth metal, this salt being from 5 to 12 parts; And f. water in quantities between 10 and 58 parts. 2) La composizione salina secondo la rivendicazione precedente in cui il composto della famiglia dei triazoli è scelto tra il benzotriazolo e il toliltriazolo o una loro miscela. 2) The saline composition according to the preceding claim wherein the compound of the triazole family is selected from benzotriazole and tolyltriazole or a mixture thereof. 3) La composizione salina secondo la rivendicazione 2 in cui detta miscela è composta da 1 a 12 parti di benzotriazolo e da 1 a 12 parti di toliltriazolo. 3) The salt composition according to claim 2 wherein said mixture is composed from 1 to 12 parts of benzotriazole and from 1 to 12 parts of tolyltriazole. 4) La composizione salina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui l’ammina è un’ammina secondaria è scelta tra il 2-ammino-2-metil-1-propanolo e il 2-ammino-2-etil-1 ,3-propandiolo. 4) The salt composition according to any one of the preceding claims wherein the amine is a secondary amine is selected from 2-amino-2-methyl-1-propanol and 2-amino-2-ethyl-1,3- propanediol. 5) La composizione salina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui il sale (a) è il formiato di potassio, il sale (b) è l’acetato di potassio e il molibdato di un metallo alcalino o alcalino-terroso è il molibdato di sodio. 5) The salt composition according to any one of the preceding claims wherein the salt (a) is potassium formate, the salt (b) is potassium acetate and the molybdate of an alkali or alkaline earth metal is the molybdate of sodium. 6) La composizione salina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti ottenuta ponendo anche a contatto un acido carbossilico scelto tra (a) gli acidi monocarbossilici aromatici C8-C-i2, e loro sali e (b) gli acidi dicarbossilici alitatici C5-C8e loro sali, tale acido essendo tra 1 e 16 parti in peso rispetto al peso dell’intera composizione (I). 6) The saline composition according to any one of the preceding claims obtained by also contacting a carboxylic acid selected from (a) the aromatic monocarboxylic acids C8-C-i2, and their salts and (b) the alitatic dicarboxylic acids C5-C8 and their salts , this acid being between 1 and 16 parts by weight with respect to the weight of the entire composition (I). 7) La composizione salina secondo la rivendicazione precedente in cui l’acido carbossilico è scelto tra l’acido cinnamico e l’acido glutammico. 7) The saline composition according to the previous claim in which the carboxylic acid is chosen between cinnamic acid and glutamic acid. 8) La composizione salina secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti come fluido termo-vettore in un impianto solare. 8) The salt composition according to any one of the preceding claims as a heat carrier fluid in a solar plant. 9) Un processo per produrre la composizione salina (I) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti comprendente i seguenti stadi: I. ottenimento della miscela (A) per miscelazione dei seguenti componenti: un sale (b) di un metallo alcalino o alcalino-terroso dell’acido acetico, almeno un composto (c) della famiglia dei triazoli, almeno un’ammina secondaria (d) di formula (R)(R’)NH, in cui R è scelto tra un radicale alchilico C1-C4e R’ è scelto tra un radicale idrossialchilico C1-C5, il molibdato di un metallo alcalino 0 alcalino-terroso, ed eventualmente un acido carbossilico scelto tra (a) gli acidi monocarbossilici aromatici C8-C-|2, e loro sali e (b) gli acidi dicarbossilici alifatici Cs-Cs e loro sali; e II. miscelazione della miscela (A) ottenuta nel primo stadio con il sale (a) di un formiato di un metallo alcalino 0 alcalino-terroso ed eventualmente un agente antischiuma.9) A process for producing the salt composition (I) according to any one of the preceding claims comprising the following steps: I. obtaining the mixture (A) by mixing the following components: a salt (b) of an alkaline or alkaline-earth metal of acetic acid, at least one compound (c) of the triazole family, at least one secondary amine (d ) of formula (R) (R ') NH, in which R is selected from a C1-C4 alkyl radical and R' is selected from a C1-C5 hydroxyalkyl radical, the molybdate of an alkaline or alkaline earth metal, and possibly a carboxylic acid selected from (a) C8-C- | 2 aromatic monocarboxylic acids, and their salts and (b) Cs-Cs aliphatic dicarboxylic acids and their salts; And II. mixing of the mixture (A) obtained in the first stage with the salt (a) of a formate of an alkaline or alkaline-earth metal and optionally an anti-foaming agent.
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