JPH0625875A - 水系内酸素の捕捉方法 - Google Patents

水系内酸素の捕捉方法

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JPH0625875A
JPH0625875A JP5062510A JP6251093A JPH0625875A JP H0625875 A JPH0625875 A JP H0625875A JP 5062510 A JP5062510 A JP 5062510A JP 6251093 A JP6251093 A JP 6251093A JP H0625875 A JPH0625875 A JP H0625875A
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デイオニシオ・グエレロ・クイジア
Chih Ming Hwa
チー・ミング・フワ
Murrell L Salutsky
マレル・レオン・サラトスキイ
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WR Grace and Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水系内の酸素を捕捉する方法。 【構成】 溶解している酸素を本質的に除去するに有効
量の、式 【化１】 ［式中、ｎは、５または６である］を有する酸素捕捉
剤、それのラクトン誘導体、またはそれの水溶性塩類
を、この系に加えることを含む、溶解酸素を含んでいる
水系に接触している金属の腐食を抑制もしくは防止する
方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】本発明は、水系に酸素捕捉剤を添加する
ことで、この水系に接触している金属の腐食を低下させ
ることに関するものであり、より詳細には、ヒドロキシ
カルボン酸と関連化合物とを含んでいる特定の酸素捕捉
組成物の使用に関する。
【０００２】
【発明の背景】水系に接触している金属表面の腐食は通
常の問題である。ボイラーの給水配管、ヒーター、蒸気
配管、プロセスタンクおよび戻り配管を含む種々の場所
で腐食が生じ得る。この水系に溶解している酸素は、し
ばしば、特に鉄および鋼が構造材料である場合、腐食の
生成に影響を与える主要な因子である。通常のボイラー
系において、鉄を基とする金属の腐食はよく知られてい
る問題であり、ボイラー系の中、特に給水部分の中に存
在している酸素を制御することに対してかなりの注意が
払われている。減圧脱気または熱脱気のどちらか或は両
方で、酸素除去を部分的に行うことができる。しかしな
がら、これらの手段で酸素の完全除去を行うことは不可
能であり、化学的酸素捕捉剤、例えば亜硫酸ナトリウム
などを用いた更に一層の除去が通常の実施であった。
【０００３】最近、低圧ボイラー（即ち約１５０ｐｓｉ
ｇ未満で運転しているボイラー）の使用が、益々、中圧
運転（即ち約１５０から約６００ｐｓｉｇの運転）およ
び高圧運転（即ち約６００ｐｓｉｇ以上の運転）ボイラ
ーの使用に置き換えられてきている。ボイラーの運転温
度および圧力が上昇することに伴い、特に、このような
運転条件で有効な化学的酸素捕捉剤の性能に興味が持た
れてきた。高温高圧における亜硫酸塩の使用は、腐食の
源になり得る二酸化硫黄および硫化水素の生成をもたら
すことが知られてきた。ある環境下では、他の捕捉剤、
例えばヒドラジン、ヒドロキノンおよび特定のヒドロキ
シルアミン類が満足できる性能を示すことが見いだされ
ている。例えば、Kerstの米国特許番号4,278,635には、
ボイラー系における腐食制御剤として、種々のジヒドロ
キシ、ジアミノおよびアミノヒドロキシベンゼン類、並
びにそれらの低級アルキル置換誘導体、特にヒドロキノ
ンを使用することが開示されている。Cuibaの米国特許
番号4,282,111もまた、水系の酸素含有量を低下させる
ためのヒドロキノンの使用に関するものである。Solvin
skyの米国特許番号4,363,734には、ジヒドロキシアセト
ンと組み合わせた触媒としてヒドロキノンを用いること
が開示されている。Suzuki他の日本特許公開番号 昭51-
93741には、ボイラーの水系における、ジヒドロキシベ
ンゼン類（例えばヒドロキノンおよびメチルヒドロキノ
ン）と種々のカルボン酸との組み合わせによる、金属性
腐食の相乗的抑制が報告されている。他の環境下では、
この捕捉が進行する効率は最適でなかった。従って、上
昇した温度および圧力で有効に用いることが可能な代替
酸素捕捉剤に対する必要性が継続して存在している。
【０００４】Quiggleの米国特許番号2,170,596には、還
元剤、例えばグルコースの如き還元糖類と一緒に種々の
キノン類の如き触媒を用いた、酸素吸収溶液が記述され
ている。Winning他の米国特許番号1,988,823には、アン
モニウム塩、水溶性有機酸のアルカリ塩、糖、および腐
食抑制剤、例えばピロガロール、ヒドロキノン、ピリジ
ンまたはキノリンなどを含んでいる除錆組成物が記述さ
れている。
【０００５】腐食制御の目的でグルコン酸とその塩類が
用いられてきた。Nieland他の米国特許番号2,529,178に
は、グルコン酸ナトリウムの如きグルコン酸塩を用いて
金属、特に鉄を含む金属を水系中の腐食から保護するこ
とが開示されている。この特許には、特定量の該グルコ
ン酸塩をこの系の水に添加すると、この金属表面の上に
保護層が生じることが記述されている。
【０００６】Forouliの米国特許番号3,589,859には、グ
ルコン酸塩は、特に安息香酸塩もしくはサリチル酸塩と
の組み合わせで用いたとき、空気混入冷却系における酸
化腐食を抑制することが記述されている。Forouliの米
国特許番号3,711,246は、任意に特定のポリ燐酸塩と一
緒に、特定のグルコン酸塩と共に特定の無機ケイ酸塩を
用いて、酸素含有冷却水系中の酸化腐食を抑制すること
を意図したものである。
【０００７】
【詳細な記述】本発明は、溶解した酸素を含んでいる水
系に接触している金属表面の腐食を抑制もしくは防止す
る方法を意図したものであり、より詳細には、一般式
【０００８】
【化２】 ［式中、ｎは、５または６である］を有する水溶性ヒド
ロキシカルボン酸類を含んでいる腐食抑制酸素捕捉剤、
これらの酸類の種々のラクトン誘導体、および上記酸お
よびラクトン類の水溶性塩類の使用を意図したものであ
る。
【０００９】本発明の好適な酸素捕捉剤は、グルコン酸
およびグルコヘプトン酸（glucoheptonic acid）または
それらの水溶性塩類である。
【００１０】本発明の方法は、この系の中に存在してい
る酸素を除去するか或は制御するに有効量の、上記一般
式を有する少なくとも１種の化合物を、溶解酸素を含ん
でいる水系に添加することを含む。
【００１１】本発明の酸素捕捉剤は、低圧、中圧もしく
は高圧ボイラー系で使用するに適切であり、そしてま
た、溶解している空気および／または酸素を含んでいる
水溶液が金属表面に接触している他の系で用いることも
可能である。各々の系で用いる正確な用量は、この水の
酸素含有量並びにこの水系の他の特徴に応じて、いくら
か変化し得る。一般に、この用量は、０．００１ｐｐｍ
から５００ｐｐｍの範囲であり、好適には０．０１ｐｐ
ｍから１００ｐｐｍの範囲である。
【００１２】本発明の酸素捕捉剤を、この水系を処理す
るための単一酸素捕捉剤として用いるか、或は他の通常
の酸素捕捉剤、例えばジエチルヒドロキシルアミン、ヒ
ドラジンなどをそれと組み合わせて用いることも可能で
ある。更に、本発明の酸素捕捉剤は、これに限定される
ものではないが、ｐＨ調節剤、殺生物剤、分散剤、キレ
ート剤（chelants）、腐食抑制剤、スケール抑制剤、ポ
リマー剤、およびそれらの混合物、を含む他の通常の水
処理剤との組み合わせで用いられてもよい。
【００１３】前に詳述した説明を用いて、本分野の通常
の技術者は更に一層の努力無しに本発明をその最大度合
まで利用することが可能であると考えられる。
【００１４】以下に示す実施例は、本発明の原理に従っ
て本発明の説明を行う目的で与えるものであり、請求の
範囲に示したものを除き、如何なる方法でも本発明を制
限するものとして解釈すべきではない。全ての部および
パーセントは、特に明記されていない限り重量である。
【００１５】
【実施例】実施例１ この実施例は、４００ｐｓｉｇおよび４４８度Ｆのボイ
ラー条件下で本発明のヒドロキシカルボン酸類が示す酸
素捕捉活性を示すものである。この試験の間、連続的空
気混入により、このボイラーの給水に溶解酸素を飽和さ
せた。この給水の中に溶解している酸素の濃度は、Ｏ2
として８．５ｐｐｍから９．５ｐｐｍの範囲であった。
５５度Ｆの凝縮温度を生じる熱交換機を通して、このボ
イラーの蒸気を凝縮させた。次に、この凝縮液を、この
溶解酸素濃度を監視するための酸素プローブが挿入され
ているチャンバに通した。最初に、一定の酸素読みが得
られるまで、ブランク実験（即ち酸素捕捉剤無し）を行
った。この初期の溶解酸素読みが樹立された後、評価す
べき酸素捕捉剤をこのボイラーに送り込んだ。その後、
この凝縮液の中に溶解している酸素の減少を記録した。
このボイラー給水は全体で１０ｐｐｍの硬度（ＣａＣＯ
3として）を有していた。この酸素捕捉剤添加３０分後
の凝縮水流れに関する、酸素の除去度合を表１に示す。
比較の目的で、亜硫酸ナトリウムとヒドラジンをこの評
価に含めた。
【００１６】
【表１】 表１ 酸素捕捉剤 活性用量 凝縮液内の溶解酸素 酸素除去％ (ppm) (ppm) 初期 最終 亜硫酸ナトリウム ８０ ２.７ ０.１ ９６.３ ヒドラジン ４０ ２.７ ０.２ ９２.６ ヒドラジン ８０ ２.７ ０.１ ９６.３ グルコヘプトン酸 ８０ ２.２ ０.３ ８６.４ ナトリウム グルコヘプトン酸 １６０ １.９ ０.１ ９４.７ ナトリウム グルコン酸ナトリウム １６０ ２.７ ０.３ ８８.９ 結果に関する上記の表から明らかなように、本発明のヒ
ドロキシカルボン酸は有効な酸素捕捉剤である。
【００１７】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マレル・レオン・サラトスキイ アメリカ合衆国イリノイ州60035ハイラン ドパーク・バークレイロード1950

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶解している酸素を本質的に除去するに
    有効量の、式 【化１】 ［式中、ｎは、５または６である］を有する酸素捕捉
    剤、それのラクトン誘導体、またはそれの水溶性塩類
    を、この系に加えることを含む、溶解酸素を含んでいる
    水系に接触している金属の腐食を抑制もしくは防止する
    方法。
  2. 【請求項２】 該酸素捕捉剤がグルコン酸である請求項
    １記載の方法。
  3. 【請求項３】 該酸素捕捉剤がグルコヘプトン酸である
    請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 該系に添加する酸素捕捉剤の有効量が
    ０．００１ｐｐｍから５００ｐｐｍの範囲である請求項
    １記載の方法。
  5. 【請求項５】 該系に添加する酸素捕捉剤の有効量が
    ０．０１ｐｐｍから１００ｐｐｍの範囲である請求項１
    記載の方法。
  6. 【請求項６】 該水系が低圧、中圧もしくは高圧ボイラ
    ー系である請求項１記載の方法。
  7. 【請求項７】 該ボイラー系を、２９８度Ｆから６９６
    度Ｆの範囲の温度および５０ｐｓｉｇから３０００ｐｓ
    ｉｇの範囲の圧力で運転する請求項６記載の方法。
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