JP3371835B2 - 蒸気復水系腐食抑制剤 - Google Patents

蒸気復水系腐食抑制剤

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明はボイラ、蒸気発生機
等の蒸気復水系の腐食を抑制するための腐食抑制剤に関
し、さらに詳しくは安全性の高い蒸気復水系腐食抑制剤
に関するものである。 【0002】 【従来の技術】ボイラ、蒸気発生機等の蒸気が発生し復
水する装置、プラントなどの蒸気復水系では、供給水に
含まれている酸素や二酸化炭素、および給水中の炭酸塩
や炭酸水素塩が熱分解して発生する二酸化炭素が蒸気系
に移行するため、蒸気および蒸気が凝縮した復水と接触
する箇所がしばしば腐食する。その結果、蒸気の漏洩に
よるエネルギーの損失が発生したり、配管や熱交換器等
の損傷箇所の修繕に多くの経費と時間を要したりするケ
ースが生じる恐れがある。 【0003】このような腐食を防止する方法としては、
揮発性と防食性を併せ持つ中和性アミンあるいは長鎖脂
肪族アミンを給水もしくは蒸気復水系ラインに添加する
方法が採られてきている。特に、近年は蒸気に対する安
全性が強く求められるようになってきていることから、
使用する薬剤も安全性の高い物質であることが必要であ
る。そこで、米国のFDA規格においてボイラ水用添加
剤として使用が認められているものとして中和性アミン
ではシクロヘキシルアミン、ジエチルエタノールアミ
ン、モルホリン等が、長鎖脂肪族アミンではオクタデシ
ルアミンが挙げられる。中和性アミンは蒸気復水系の二
酸化炭素を中和することによって腐食を防止するもので
あり、長鎖脂肪族アミンは蒸気復水系の配管表面に撥水
性の防食皮膜を形成することにより防食するものであ
る。また、これらの効果を併せ持つ中和性アミンと皮膜
性アミンの両者を、液化した複合防食剤を用いる方法も
ある。 【0004】しかし、中和性アミンを用いて二酸化炭素
を中和しようとする場合、給水が純水の場合は蒸気復水
系に移行する二酸化炭素は少量であるため、中和性アミ
ンを少量添加することにより中和することができるが、
給水が軟化水や原水である場合、給水中に含まれる炭酸
塩や炭酸水素塩が熱分解して発生する多量の二酸化炭素
が蒸気系に移行するため、これを中和するためには多量
の中和性アミンが必要となる。しかし、中和性アミンは
米国のFDA規格において蒸気中の許容濃度が規定され
ており、日本国内においても、この基準に基づいて適用
しているが、この濃度では二酸化炭素を中和しきれず、
結果として十分な防食効果が得られないという問題があ
る。また、高濃度の二酸化炭素を中和するために高濃度
の中和性アミンを使用した場合には、蒸気復水系に高濃
度の炭酸アミン塩が生じ、これが圧力計やドレントラッ
プ等の行き止まり配管等に溜まった凝縮水に高濃度に濃
縮し、配管の閉塞を発生させるという問題点がある。 【0005】長鎖脂肪族アミンを用いる場合、防食効果
を発揮するためには配管に撥水性の皮膜を生成する必要
があるが、末端の配管にこの防食皮膜が形成されるには
多くの時間を要し、特に蒸気復水系配管の面積が広かっ
たり、蒸発量が少ないプラントにおいては、長期間(3
ヶ月以上)を要することがある。このため、防食皮膜が
形成される前に腐食が進行してしまうという問題点があ
る。また、長鎖脂肪族アミンとして米国FDA規格品で
あるオクタデシルアミンを用いる場合、オクタデシルア
ミンが常温では固体であり、かつ水に溶けないことか
ら、通常、乳化分散液として用いる方法が取られる。こ
の乳化分散液そのものは非常に安定なものであるが、希
釈倍率が高い場合は長時間放置すると分離、析出するこ
とがあり、場合によっては給水配管に添加した後にオク
タデシルアミンが析出し、凝集し、給水のストレーナ等
が閉塞するといった問題点がある。また、蒸気が完全に
凝縮した復水系配管においても、オクタデシルアミンが
析出し、これが凝集することにより配管を閉塞させると
いった問題を生じるケースがある。 【0006】一方、安全性の高いボイラ用水処理剤とし
て、脂肪族カルボン酸とともに、ヘプトースもしくはヘ
キソースのアルドン酸、その塩またはデルタラクトンを
用いることが提案されている(特開平10−13087
4号)。しかしこの場合ヘプトースもしくはヘキソース
のアルドン酸、その塩またはデルタラクトン単独の使用
では満足な防食効果は得られないとともに、蒸気への移
行性が低く、蒸気復水系の腐食抑制剤として用いること
ができなかった。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
の中和性アミンや長鎖脂肪族アミンに代わり、安全性が
高く、揮発性で蒸気および復水に移行可能であり、炭酸
塩や炭酸水素塩を含む給水に対しても高い防食性を示
し、しかも系内に堆積することのない蒸気復水系腐食抑
制剤を提供することである。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は、下記化合物A
〜Fからなる群から選ばれる1種または2種以上の化合
物を含む蒸気復水系腐食抑制剤である。 A:式〔1〕で示されるラクトン化合物 【化3】 (ただし、nは4〜9の整数である) B:式〔2〕で示されるパラオキシ安息香酸エステル 【化4】 (ただし、Rは炭素数1〜4のアルキル基である) C:アントラニル酸メチル D:オイゲノール E:イソオイゲノール F:酢酸シクロヘキシル 【0009】本発明において処理の対象となる蒸気復水
系は、ボイラ、蒸気発生機のように蒸気が発生し、発生
した蒸気が凝縮して復水する装置、プラント等の系であ
って、腐食が発生する鉄、鋼材等の金属を含む系であ
り、ボイラ形式、給水種によって制限されない。このよ
うな系の中では、特に中低圧のボイラ、蒸気発生機等の
炭酸塩または炭酸水素塩を含む軟水、原水等を給水する
蒸気復水系が対象として適している。 【0010】本発明においてこのような蒸気復水系の腐
食抑制剤として用いる化合物Aは前記式〔1〕で示され
るラクトン化合物であり、nは4〜9の範囲のものが使
用できる。その中ではnが6〜8のγ−デカラクトン、
γ−ウンデカラクトン、γ−ドデカラクトンが好まし
い。 【0011】本発明においてこのような蒸気復水系の腐
食抑制剤として用いる化合物Bは前記式〔2〕で示され
るパラオキシ安息香酸エステル(p−ヒドロキシ安息香
酸エステル)であって、Rは炭素数1〜のアルキル基
のものが使用できる。その中ではRが炭素数1〜3のパ
ラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチル、
パラオキシ安息香酸プロピルが好ましい。 【0012】化合物Cはアントラニル酸メチルであり、
式〔3〕で示される。 【化5】 【0013】化合物Dはオイゲノールであり、式〔4〕
で示される。 【化6】 【0014】化合物Eはイソオイゲノールであり、式
〔5〕で示される。 【化7】 【0015】化合物Fは酢酸シクロヘキシルであり、式
〔6〕で示される。 【化8】 【0016】上記化合物A〜Fは単独で使用してもよ
く、また2種以上を組合せて使用してもよい。使用方法
は、蒸気復水系の給水系から復水系に至る任意の位置に
添加して使用することができるが、給水系に添加するの
が好ましい。上記の薬剤はいずれも揮発性であるため、
給水系に添加することにより蒸発水系に入り、ここで加
熱されることにより蒸気中に揮発し、さらに凝縮により
復水系に移行し、蒸気復水系の器壁や配管を防食する。 【0017】上記化合物A〜Fはそれぞれ防食に有効な
濃度に添加して使用することができ、その添加量はそれ
ぞれの系、および防食の要求水準により決まるが、一般
的には各薬剤とも対象とする給水に対して0.001〜
400mg/l、好ましくは0.01〜200mg/
l、さらに好ましくは0.02〜100mg/lとする
ことができる。上記の薬剤は難溶性のものもあるが、低
濃度であれば水に可溶であるから、予め低濃度の溶液を
作成してこれを上記濃度になるように注入するのが好ま
しい。また、場合によっては、乳化剤等を用いて水中に
分散させるかあるいは溶剤を用いて水中に溶解させ、注
入しても良い。 【0018】本発明で用いる化合物A〜Fはいずれも食
品添加物として用いられている化合物であって安全性が
高く、これが蒸気や復水に混入しても安全性を損うこと
なく安心して使用することができる。これらの薬剤は他
の薬剤と併用しなくても十分な防食性を示すので、使用
場面においても高い安全性を得ることができる。 【0019】本発明で用いる化合物A〜Fは従来用いら
れていた中和性アミンのように、中和による防食とは異
なる防食機構に基づくものと推測され、少ない添加量で
優れた腐食制御効果が得られ、堆積による配管の閉塞の
ような問題は生じない。 【0020】本発明の化合物A〜Fは単に蒸気復水系に
注入するだけで腐食抑制効果を得ることができるが、p
H調整剤、安定剤等を併用してもよい。また本発明の蒸
気復水系腐食抑制剤は、通常ボイラの水処理に用いられ
る脱酸素剤や分散剤などの他の薬剤や、脱気膜装置など
の水処理装置との併用も可能である。他の薬剤と併用す
る場合は、本発明の化合物A〜Fと他の薬剤は予め所定
配合量となるように配合しておいてもよく、また使用に
際して各所定量を別々に添加して使用してもよい。 【0021】 【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、上記の化
合物A〜Fを用いることにより、従来の中和性アミンや
長鎖脂肪族アミンに代わり、安全性が高く、揮発性で蒸
気および復水に移行可能であり、炭酸塩や炭酸水素塩を
含む給水に対しても高い防食性を示し、しかも系内に堆
積することのない蒸気復水系腐食抑制剤が得られる。 【0022】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例および比較
例について説明する。 実施例1〜9、比較例1 表1に示す評価薬剤の200mg/l水溶液を水酸化ナ
トリウムでpH11.5に調製した試料溶液を容量1.
5 literのオートクレーブに入れ、これを窒素ガスで
1.5 liter/min・30分間バブリングした後に密封
し、1時間かけて200℃まで昇温した。昇温後ただち
に蒸気相、液相をそれぞれ50mlサンプリングし、そ
れぞれの液中の薬剤濃度をガスクロマトグラフィーによ
り定量した。そして、蒸気相と液相の薬剤濃度の比を求
めた。また比較例1として、特開平10−130874
に記されたヘキソースのアルドン酸のデルタラクトンで
あるグルコノ−δ−ラクトンを同様に評価した。以上の
結果を表1に示した。 【0023】 【表1】 【0024】表1の結果より、実施例1〜9のいずれも
蒸気相側への移行が確認でき、蒸気復水系の処理薬剤と
して使用できることがわかる。それに対し、比較例1は
ほとんど蒸気相側への移行が認められなかった。 【0025】次に表1で蒸気相への移行が認められた実
施例1〜9について復水系を模擬した防食試験を実施し
た。容量500mlのコニカルビーカーに純水を500
ml入れ、室温で50×30×1mmの鋼材製の試験片
を浸漬した。5日後に試験片を引き上げて脱錆して腐食
速度を求め、この値を比較例2のデータとした。つい
で、同様に純水500mlに評価薬剤を100mg添加
して同様に試験片を浸漬して腐食速度を求めた。以上の
結果を表2に示した。 【0026】 【表2】 【0027】表2の結果より、実施例1〜9の薬剤はい
ずれも比較例2に比べて高い腐食抑制効果が得られてい
ることがわかる。

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 下記化合物A〜Fからなる群から選ばれ
    る1種または2種以上の化合物を含む蒸気復水系腐食抑
    制剤。 A:式〔1〕で示されるラクトン化合物 【化1】 (ただし、nは4〜9の整数である) B:式〔2〕で示されるパラオキシ安息香酸エステル 【化2】 (ただし、Rは炭素数1〜4のアルキル基である) C:アントラニル酸メチル D:オイゲノール E:イソオイゲノール F:酢酸シクロヘキシル
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