JPH05239438A - 多目的水あか防止剤／除去剤 - Google Patents

多目的水あか防止剤／除去剤

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JPH05239438A
JPH05239438A JP4209487A JP20948792A JPH05239438A JP H05239438 A JPH05239438 A JP H05239438A JP 4209487 A JP4209487 A JP 4209487A JP 20948792 A JP20948792 A JP 20948792A JP H05239438 A JPH05239438 A JP H05239438A
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aqueous
rust
aqueous system
bis
deposits
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JP4209487A
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Robert P Kreh
ロバート・ポール・クレー
Wayne L Henry
ウエイン・ラマー・ヘンリー
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WR Grace and Co Conn
WR Grace and Co
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WR Grace and Co Conn
WR Grace and Co
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    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
    • C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
    • C02F5/12—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23G—CLEANING OR DE-GREASING OF METALLIC MATERIAL BY CHEMICAL METHODS OTHER THAN ELECTROLYSIS
    • C23G1/00—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts
    • C23G1/24—Cleaning or pickling metallic material with solutions or molten salts with neutral solutions

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Abstract

(57)【要約】 【構成】 水性系に３，５−ビス（ジ−Ｎ，Ｎ−（カル
ボキシメチル）アミノメチル）−４−ヒドロキシベンゼ
ンスルホン酸を、水あか及び錆の付着物を除去するのに
有効な量で添加することを含んでなる、該水性系と接触
している表面のカルシウム及び錆あかの付着物を防止し
又はそれを除去する方法。 【効果】 カルシウムのスケール及び錆のスケールの両
方の防止乃至除去に極めて効果的である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、カルシウム及び／又は錆の、水
性系と接触する表面への付着（ｄｅｐｏｓｉｔ）を防止
する及び／又はそのような付着物を該表面から除去する
方法に関し、更に特に水性系を３，５−ビス（ジ−Ｎ，
Ｎ−（カルボキシメチル）アミノメチル）−４−ヒドロ
キシベンゼンスルホン酸で処理して水あか（ｓｃａｌ
ｅ）及び／又は錆の付着物を水性系の表面から除去する
方法に関する。
【０００２】水性系、特に工業用水性系例えばボイラー
系、冷却塔系、熱交換器系、脱塩系などは循環水と接触
する内表面上に付着物の生成することが知られている。
付着物の性質に依存して、これらの付着物の生成を抑制
し又は禁止する或いは別にすでに生成した付着物を除去
するための種々の研究が行われている。例えば硬い金属
及び重金属のカチオンを含む多くのカチオンと錯合体を
生成し、これによってその付着を防止することのできる
キレート剤が知られている。キレート剤は金属を可溶性
の有機環構造の中に本質的に「固定する（ｌｏｃｋｉｎ
ｇ）」ことによって機能する。キレート剤を分散剤と組
合せて適用する場合、処理された系はしばしばきれいな
水側の表面をもたらす。しかしながらキレート剤はそれ
が錯合化するカチオンに関していく分特異的な傾向を示
す。アニオン性キレート剤はカチオンの配位点を引きつ
ける反応性点をもつ。即ちこの配位点は化学結合を受け
るイオン上の領域である。斯くして例えば鉄はキレート
剤ＥＤＴＡが配位するような６つの配位点を有する。従
って鉄イオンはＥＤＴＡと結合し、そして鉄のすべての
配位点が化学的にＥＤＴＡと結合するから安定な金属キ
レートが生成する。しかしながら他の通常使用されるキ
レート剤のニトリロトリ酢酸（ＮＴＡ）は４つの配位点
を有する。従ってＮＴＡはＥＤＴＡと同じ程度安定な金
属キレート錯体を形成しない。クエン酸は適度に強力な
Ｃａ（ＩＩ）キレート剤であるが、弱い鉄のキレート剤
である。
【０００３】米国特許第４，７２１，５３２号は、冷却
水系の熱伝導表面から鉄の腐敗物を除去するのに有用な
ある種のアルキレンアミンカルボキシルポリ酸（ＡＡＣ
Ｐ）を開示する。これに開示される特に好適な化合物は
Ｎ，Ｎ−エチレン−ビス−（（２−ヒドロキシ−４−メ
チルフェニル）グリシン）（ＥＤＤＨＭＡ）及びＮ，Ｎ
−ジ−（２−ヒドロキシ−５−スルホン酸ベンジル）グ
リシン［ハンプレックス（Ｈａｍｐｌｅｘ）ＤＰＳ］で
ある。しかしながらこれらの化合物は鉄の腐敗物を除去
するのに有効であることが発見されたが、鉄及びカルシ
ウムの両方を含む錆あかを除去するのにはそれ程効果的
でない。
【０００４】今回、３，５−ビス（ジ−Ｎ，Ｎ−（カル
ボキシメチル）アミノメチル）−４−ヒドロキシベンゼ
ンスルホン酸は水溶液中において鉄をキレート化するの
に驚く程有効であるばかりでなく、カルシウムイオンを
効果的にキレート化し、斯くしてカルシウム及び錆あか
の付着物の両方を防止し且つ除去するのに有効であるこ
とが発見された。
【０００５】本発明の目的は水性系におけるカルシウム
及び錆あかの付着物を防止し且つ除去する方法を提供す
ることである。
【０００６】本発明の他の目的は、鉄及びカルシウムイ
オンの双方と効果的に錯体を形成しうるキレート剤を提
供することである。
【０００７】本発明によれば、水性系に３，５−ビス
（ジ−Ｎ，Ｎ−（カルボキシメチル）アミノメチル）−
４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸を、水あか及び錆の
付着物を除去するのに有効な量で添加することを含んで
なる、該水性系と接触している表面のカルシウム及び錆
あかの付着物を防止し又はそれを除去する方法が提供さ
れる。
【０００８】本発明は、水性系と接触している表面上の
錆あか付着物を抑制するための新規な多目的水あか防止
剤及び／又は除去剤の使用に関する。更に特に本発明の
方法は、３，５−ビス（ジ−Ｎ，Ｎ−（カルボキシメチ
ル）アミノメチル）−４−ヒドロキシベンゼンスルホン
酸又はその水溶性塩を、水性系に含まれる錆あか付着物
を除去するのに効果的な量で該水性系に添加することを
含んでなる。３，５−ビス（ジ−Ｎ，Ｎ−（カルボキシ
メチル）アミノメチル）−４−ヒドロキシベンゼンスル
ホン酸は下式
【０００９】
【化１】
【００１０】で表わすことができる。
【００１１】３，５−ビス（ジ−Ｎ，Ｎ−（カルボキシ
メチル）アミノメチル）−４−ヒドロキシベンゼンスル
ホン酸［以下ジクエスト（Ｄｉｑｕｅｓｔ）］は、全体
が参考文献として本明細書に引用されるヘルブ・ヘム・
アクタ（Ｈｅｌｖ．Ｃｈｅｍ．Ａｃｔａ）、３５、１７
８５（１９５２）に開示されている。ジクエストの水溶
性塩は、そのスルホン酸基、並びにカルボキシル基を、
少くとも化学量論量の、所望なカチオンを含む塩基又は
塩で中和することによって容易に製造される。塩基及び
酸の塩例えばアルカリ金属、アルカリ土類金属、亜鉛、
アルミニウム、モリブデン、アンモニア、アミン例えば
低級アルキルアミンを含むものは特に適当であり、ナト
リウム及びカリウム塩は好適である。しかしながら、ジ
クエスト化合物の酸性水素のすべてが置換されている必
要はなく、またそのカチオンが置換すべき各酸水素に対
して同一である必要のないことを特記しておく。斯くし
てカチオンはＮＨ4、Ｈ+、Ｎａ+、Ｋ+など又はこれらの
混合物のいずれかであってよい。
【００１２】本発明の誘導体塩化合物を製造するために
スルホン酸基と反応させうる他の塩基又は塩は、無機ア
ルカリ金属塩、酸化物及び水酸化物例えばＮａＯＨ、Ｎ
ａ2Ｏ、Ｎａ2ＣＯ3、ＫＯＨ、Ｋ2Ｏ、Ｋ2ＣＯ3、ＬｉＯ
Ｈ、Ｌｉ2ＣＯ3、Ｃａ（ＯＨ）2、ＣａＣＯ3、並びに他
の無機金属塩、及び水酸化物例えばＡｌ（ＯＨ）3及び
ＺｎＣＯ3及びアミン、特に低分子量アミン（即ち分子
量約３００以下のアミン）、及び更に特にアルキルアミ
ン、アルキレンアミン及びアルカノールアミン例えばエ
チルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミン、プロピ
レンジアミン、ヘキシルアミン、２−（エチル）ヘキシ
ルアミン、Ｎ−ブチルエタノールアミン、トリエタノー
ルアミンなどを含む。
【００１３】本発明の水処理添加剤は、水性系と接触し
ている表面上の水あか付着物を禁止し且つこれを除去す
るのに効果的であることがわかり、またカルシウム及び
鉄付着物を含む錆あか付着物を除去するのに特に効果的
であることがわかった。これらの付着物は炭酸カルシウ
ム、珪酸カルシウム、及び／又は酸化鉄、即ち工業用水
系の金属構造体上に生成する付着物を含む。本発明の錆
あか禁止剤は腐食を促進し、一方で同時に促進された腐
食活性によって生成する酸化された鉄及びカルシウムを
キレート化すると思われる。このように本発明の添加剤
は錆あか付着物の表面への付着力を弱めることによって
錆あかを除去せしめる。従って水あか付着物を、その溶
解によるよりもむしろ表面脱離によって除去するから、
組成に関係なくいずれの水あか付着物も除去しうるであ
ろう。
【００１４】本発明によれば、系に３，５−ビス（ジ−
Ｎ，Ｎ−（カルボキシメチル）アミノメチル）−４−ヒ
ドロキシベンゼンスルホン酸又はその水溶性塩を、水あ
かの生成を禁止する或いは系にすでに存在する水あか付
着物を除去するのに効果的な量で添加することによっ
て、水あかの生成が禁止でき、又は錆あか付着物が除去
できる。本発明の多目的水あか除去剤の実際の使用量
は、ある程度までそれを導入する水性系の性質に、並び
に系に付着している錆あかの程度に依存する。しかしな
がら系の水中に維持されるその濃度は一般に約１〜約１
０，０００ｐｐｍであってよい。この範囲内において、
約５〜１０００ｐｐｍの一般に低い使用量が普通好適で
ある。特別な水性系に関して必要とされる正確な投入量
は同業者には公知の通常の方法で容易に決定することが
できる。
【００１５】本発明の方法に従って有利に処理しうる水
性系は、冷却水系例えば冷却塔並びに脱塩装置、ガス洗
浄器、ボイラー系、循環水系を含むが、これに限定され
るものではない。本発明の多目的水あか除去剤は、いず
れか簡便な方法で、例えばジクエスト又はその水溶性塩
の水（好ましくはフェノールスルホン酸複合体を１〜５
０合計重量％で含有）との濃溶液を生成せしめ、次いで
この濃溶液をある簡便な地点で水性系に供給することに
より系に添加することができる。多くの場合この化合物
は、水か系に入る際に通る構成又は供給導管に添加する
ことができる。本発明の多目的水あか除去剤は、高い温
度及び圧力で運転する水性系に、例えば水蒸気を発生す
るボイラーに使用した時にも有効である。また多目的水
あか除去剤は、実質的な硬度とアルカリ性の水中に溶解
したままであることも発見された。本発明は約６０°Ｆ
〜２００°Ｆの温度で運転する冷却水系、特に約８０〜
１５０°Ｆの温度で運転する開放循環冷却水系の処置に
特に有用である。
【００１６】本発明の多目的水あか除去剤は、単独の錆
あか禁止剤／除去剤として使用することができ、或いは
殺生物剤、腐食禁止剤、ホスフェート、ホスホネート、
しんちゅう腐食禁止剤、ｐＨ調節剤、他の水あか防止
剤、分散剤、酸素捕捉剤など又はこれらの混合物を含む
が、これに限定されない他の公知の水処理剤と有利に共
用しうる。
【００１７】更に手を加えずに、同業者は先の詳細な記
述を用いることにより本発明をその完全な程度まで使用
することができると思われる。
【００１８】次の実施例は本発明の本質に従って本発明
を例示するために提供され、特許請求の範囲に示すもの
を除いて本発明をいずれの具合にも制限するものと見な
すべきでない。すべての部及び百分率は断らない限り重
量によるものとする。
【００１９】
【実施例】実施例 １ 軟鉄小片を塩噴霧（３％ＮａＣｌ）により２５℃で２４
時間腐食させ、小片の表面上に錆の付着物１１０ｍｇを
生成させた。次いでこの小片を水でゆすぎ、８．５〜
９．０のｐＨを有し且つ３，５−ビス（ジ−Ｎ，Ｎ−
（カルボキシメチル）アミノメチル）−４−ヒドロキシ
ベンゼンスルホン酸２５００ｐｐｍ、ＣａＳＯ4９９ｐ
ｐｍ、ＣａＣｌ2１３ｐｐｍ、ＭｇＳＯ4５５ｐｐｍ、及
びＮａＨＣＯ3１７６ｐｐｍを含む水溶液中において５
４℃下に２４時間撹拌した。錆の付着物は完全に除去さ
れた。
【００２０】実施例 ２ 比較の目的で、３，５−ビス（ジ−Ｎ，Ｎ−（カルボキ
シメチル）−４−ヒドロキシベンゼンスルホン酸を省略
する以外実施例１の方法を繰返した。錆の付着物は除去
されなかった。
【００２１】実施例 ３ ＣａＳＯ4９９ｐｐｍ、ＣａＣｌ2１３ｐｐｍ、ＭｇＳＯ
4５５ｐｐｍ及びＮａＨＣＯ3１７６ｐｐｍを含む試験水
を調製した。この試験水に３，５−ビス（ジ−Ｎ，Ｎ−
（カルボキシメチル）−アミノメチル）−４−ヒドロキ
シベンゼンスルホン酸５０００ｐｐｍを添加し、そのｐ
Ｈを８．５に調節した。炭酸カルシウムを１３００ｐｐ
ｍで添加した。５４℃で１７時間撹拌した後、ＣａＣＯ
3のすべてが溶解した。
【００２２】実施例 ４ 主題のキレート剤を添加することなしに実施例４を繰返
した。ＣａＣＯ3は全然溶解しなかった。
【００２３】実施例 ５ 主題のキレート剤の代りにクエン酸を添加して実施例４
を繰返した。ＣａＣＯ3を完全に溶解させるのにクエン
酸９０００ｐｐｍの濃度が必要であった。
【００２４】実施例 ６ 実施例４における如く試験水を調製した。この水に主題
のキレート剤１０ｐｐｍを添加し、ｐＨを６．４に調整
した。この溶液１００ｍｌを撹拌しながら、０．０３Ｍ
ＨＣｌ水溶液１．０ｍｌ中ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ２ｍｇ
の溶液を添加した。このｐＨを８．０に調整し、溶液を
５４℃で１７時間撹拌した。この試料を０．２μの膜を
通して濾過し、溶解した鉄を分析した。０．８６ｐｐｍ
の値が見出された。本実施例は鉄酸化物／水酸化物の沈
着（錆かす）の防止を示す。
【００２５】実施例 ７ 比較の目的で、主題のキレート剤を添加しないで実施例
７の方法を繰返した。可溶性鉄に関して得られた値は＜
０．０１であった。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水性系に３，５−ビス（ジ−Ｎ，Ｎ−
    （カルボキシメチル）アミノメチル）−４−ヒドロキシ
    ベンゼンスルホン酸を、水あか及び錆の付着物を除去す
    るのに有効な量で添加することを含んでなる、該水性系
    と接触している表面のカルシウム及び錆あかの付着物を
    防止し又はそれを除去する方法。
  2. 【請求項２】 有効な量が１〜１０，０００ｐｐｍの範
    囲である請求項１の方法。
  3. 【請求項３】 水性系がボイラー系、冷却塔系、熱交換
    器系、又は脱塩系である請求項１の方法。
  4. 【請求項４】 ３，５−ビス（ジ−Ｎ，Ｎ−（カルボキ
    シメチル）アミノメチル）−４−ヒドロキシベンゼンス
    ルホン酸を、腐食禁止剤、殺生物剤、ホスフェート、ホ
    スホネート、しんちゅう腐食禁止剤、ｐＨ調節剤、分散
    剤、酸素捕捉剤、及びこれらの混合物からなる群から選
    択される他の水処理剤と一緒に系に添加する請求項１の
    方法。
  5. 【請求項５】 水性系が冷却水系、循環水系、ボイラー
    水系、脱塩装置、又は気体洗浄器である請求項１の方
    法。
  6. 【請求項６】 水性系が高温及び高圧の水蒸気発生ボイ
    ラーである請求項５の方法。
  7. 【請求項７】 水性系が６０〜２００°Ｆの範囲の運転
    温度を有する冷却水系である請求項５の方法。
JP4209487A 1991-07-22 1992-07-15 多目的水あか防止剤／除去剤 Pending JPH05239438A (ja)

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US733527 1991-07-22

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JP (1) JPH05239438A (ja)
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