JPH11333291A - 脱酸素剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 Ｎ−置換アミノ基を有する複素環式化合物を
有効成分とする脱酸素剤であって、水温が高い給水ライ
ンやボイラ本体や蒸気・復水配管だけではなく、水温が
低い給水ラインにおいても十分な脱酸素効果を発揮する
脱酸素剤を提供する。 【解決手段】 Ｎ−置換アミノ基を有する複素環式化合
物又はその塩と、ヒドロキシベンゼン誘導体及び／又は
ナフトキノン誘導体と、中和性アミンとを含む脱酸素
剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は脱酸素剤に関し、詳
しくは、水中の溶存酸素を効率よく除去することがで
き、特にボイラ給水中の溶存酸素を除去することにより
ボイラシステムの腐食防止に有効な脱酸素剤に関する。

【０００２】

【従来の技術及び先行技術】ボイラ給水に含まれている
溶存酸素は、ボイラ本体、ボイラ本体の前段に配置され
る熱交換器やエコノマイザ、ボイラ本体の後段に配置さ
れる蒸気・復水系配管などのボイラシステムの腐食の原
因となる。従って、これらボイラシステムの腐食を防止
するためには、ボイラ給水を脱酸素処理して、ボイラ給
水中の溶存酸素を除去する必要がある。

【０００３】従来、この脱酸素処理としては、化学的処
理或いは物理的処理が実施されており、そのうち、化学
的処理法としては例えばヒドラジン（Ｎ₂Ｈ₄）、亜硫酸
ナトリウム（Ｎａ₂ＳＯ₃）又はヒドロキシルアミン類と
いった脱酸素剤をボイラ給水に添加する方法が広く採用
されてきた。

【０００４】しかしながら、上記従来の脱酸素剤のう
ち、ヒドラジンは安全性への疑いがあり、その取り扱い
が問題視されている。

【０００５】亜硫酸ナトリウムは酸素との反応が速すぎ
るため、ボイラ給水に添加する前に、これを溶解タンク
内で水に溶解して貯蔵している間に、空気中の酸素と反
応して有機成分濃度が低下し、このため十分な溶存酸素
の除去効果を得られない場合がある。しかも、亜硫酸ナ
トリウムで処理したボイラ給水には、亜硫酸ナトリウム
と酸素の反応生成物の硫酸イオンが存在するため、ボイ
ラシステムの腐食やスケール付着が起こりやすくなると
いう問題もある。

【０００６】ヒドロキシルアミン類は、これをボイラ給
水に添加すると、ボイラ内で酸素と反応したときに、硝
酸等の酸性物質が生成して、ボイラ本体の防食効果が低
下するという問題がある。

【０００７】これらの脱酸素剤に替わる脱酸素剤とし
て、本発明者は先に１−アミノピロリジン、１−アミノ
−４−メチルピペラジン等のＮ−置換アミノ基を有する
複素環式化合物を提案した（特願平８−３１８１４０
号）。これらのＮ−置換アミノ基を有する複素環式化合
物は、ボイラ給水に添加されると、ボイラ給水中の溶存
酸素と反応して優れた脱酸素効果を発揮し、ボイラシス
テムの防食に優れた効果を示す。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記脱酸素剤
としてのＮ−置換アミノ基を有する複素環式化合物は、
水温が例えば８０℃以下という比較的低い給水ラインに
おいては、反応速度が小さく、ある程度の脱酸素力を発
揮するものの、脱酸素効果が十分ではない場合があっ
た。

【０００９】Ｎ−置換アミノ基を有する複素環式化合物
とヒドロキシベンゼン誘導体とを併用することにより、
脱酸素速度を向上させ、低温域での防食効果を向上させ
ることができるが（特願平９−１３８４６８号）、この
場合においては、ヒドロキシベンゼン誘導体には、水溶
性のものが少なく、また、水に溶解するものであっても
その溶解量が少なく、十分な添加効果を得るだけの量を
溶解させることができないという不具合があった。

【００１０】本発明はこの問題点を解決し、Ｎ−置換ア
ミノ基を有する複素環式化合物を有効成分とする脱酸素
剤であって、水温が高い給水ラインやボイラ本体や蒸気
・復水配管だけでなく、水温が低い給水ラインにおいて
も十分な脱酸素効果を発揮する脱酸素剤を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の脱酸素剤は、Ｎ
−置換アミノ基を有する複素環式化合物又はその塩と、
ヒドロキシベンゼン誘導体及びナフトキノン誘導体より
なる群から選ばれる１種又は２種以上の芳香族化合物
と、中和性アミンとを含有することを特徴とする。

【００１２】本発明の脱酸素剤では、Ｎ−置換アミノ基
を有する複素環式化合物又はその塩は、中和性アミンの
存在下で共存するヒドロキシベンゼン誘導体及び／又は
ナフトキノン誘導体の触媒作用により、水温が低い給水
ラインにおいても、優れた脱酸素効果を発揮する。しか
も、中和性アミンを含有することによって、給水系統か
らボイラ本体、更には蒸気・復水配管に到るまで良好な
防食効果を発揮する薬剤を一液で提供することができ
る。

【００１３】なお、本発明において、ヒドロキシベンゼ
ン誘導体としては、下記一般式，で表されるもの
が、ナフトキノン誘導体としては下記一般式，，
で表されるものが挙げられる。

【００１４】

【化１】

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を詳細
に説明する。

【００１６】本発明で用いられるＮ−置換アミノ基を有
する複素環式化合物としては、好ましくは、１−アミノ
ピロリジン、１−アミノ−４−メチルピペラジン、１−
アミノピペリジン、１−アミノホモピペリジン、１，４
−ジアミノピペラジン、Ｎ−アミノモルホリン、モルホ
リノビグアニド等が挙げられ、これらの複素環式化合物
の塩としては、例えば、これらの複素環式化合物と、コ
ハク酸、グルコン酸などのカルボン酸、ポリアクリル酸
などのポリカルボン酸などの有機酸との水溶性塩などが
挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
これらの複素環式化合物又はその塩は、それぞれ単独で
用いてもよく、また、２種類以上を適宜に混合して用い
ても良い。

【００１７】本発明で用いられるヒドロキシベンゼン誘
導体としては、ハイドロキノン、２，３−ジメチル−
１，４−ハイドロキノン、２−ｔｅｒｔ−ブチルハイド
ロキノン、カテコール、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコー
ル、ピロガロール、１，２，４−ヒドロキシベンゼン、
没食子酸、２−アミノフェノール、２，４−ジアミノフ
ェノールなどを挙げることができるが、特にこれらに限
定されるものではない。

【００１８】ナフトキノン誘導体としては、１，４−ナ
フトキノン、１，２−ナフトキノン、１，２−ナフトキ
ノン−４−スルホン酸ソーダ、１，４−ナフトヒドロキ
ノン、１，２−ナフトヒドロキノン、２，６−ナフトキ
ノン、３−クロル−１，２−ナフトキノン、ナフトプル
プリン、５，８−ジヒドロ−１，４−ナフトキノン、
５，６，７，８−テトラヒドロ−１，４−ナフトキノ
ン、３，４−ジヒドロキシ−１，４−ナフトキノン、４
−アミノ−１，２−ナフトキノン、２−アミノ−１，４
−ナフトキノンなどを挙げることができるが、特にこれ
らに限定されるものではない。

【００１９】これらのヒドロキシベンゼン誘導体及びナ
フトキノン誘導体は、それぞれ単独で用いてもよく、ま
た、２種類以上を適宜に混合して用いても良い。

【００２０】本発明で用いられる中和性アミンとして
は、シクロヘキシルアミン、２−アミノ−２−メチル−
１−プロパノール、モノエタノールアミン、ジエタノー
ルアミン、モルホリン、モノイソプロパノールアミン、
ジエチルエタノールアミン、ジエチルプロパノールアミ
ン、ジメチルエタノールアミン、ジメチルプロピルアミ
ンなどが挙げられるが、特にこれらに限定されるもので
はない。これらの中和性アミンについても、それぞれ単
独で用いてもよく、また、２種類以上を適宜に混合して
用いても良い。

【００２１】本発明の脱酸素剤は、上記したＮ−置換ア
ミノ基を有する複素環式化合物又はその塩と、ヒドロキ
シベンゼン誘導体及び／又はナフトキノン誘導体の１種
又は２種以上（以下において、これらを「触媒化合物」
と称す場合がある。）と、中和性アミンとを混合するこ
とによって調製することができるが、これらを別々に注
入するようにしても良い。

【００２２】本発明の脱酸素剤の添加濃度は、処理対象
とするボイラシステムのボイラ給水中の溶存酸素濃度や
他の水質条件によって適宜変化させることができるが、
通常、ボイラ給水１Ｌに対し、各々次のような添加量と
なるようにするのが好ましい。

【００２３】Ｎ−置換アミノ基を有する複素環式化合物
又はその塩：０．００１〜１０００ｍｇ、好ましくは
０．０１〜２００ｍｇ 触媒化合物：０．０００１〜１００ｍｇ、好ましくは
０．００１〜２０ｍｇ 中和性アミン：０．０１〜１０００ｍｇ、好ましくは
０．１〜２００ｍｇ 特に、本発明の脱酸素剤のＮ−置換アミノ基を有する複
素環式化合物又はその塩と触媒化合物と中和性アミンと
の比率は、Ｎ−置換アミノ基を有する複素環式化合物又
はその塩：触媒化合物＝１：０．００１〜０．１（重量
比）とし、触媒化合物：中和性アミン＝１：１０〜１０
００（重量比）とするのが有効である。この割合よりも
触媒化合物が少ないと、触媒化合物を併用することによ
る本発明の改善効果、即ち、低温での脱酸素力の向上効
果が十分に得られず、この割合よりも触媒化合物が多い
と効果の増大よりもコスト高となる。また、この割合よ
りも中和性アミンが少ないと中和性アミンを併用するこ
とによる溶解性の安定化効果が十分に得られず、逆に多
いと蒸気、復水系における銅材質の配管に対する防食効
果が低下する。

【００２４】本発明の脱酸素剤は、上記Ｎ−置換アミノ
基を有する複素環式化合物又はその塩と触媒化合物と中
和性アミンとを含むことを特徴とするものであるが、こ
れらの他に必要に応じてリン酸ナトリウムや水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム等のアルカリ剤、水溶性高分子
等の分散剤、コハク酸、グルコン酸等の他の腐食抑制
剤、更には、キレート剤、スケール抑制剤、或いはこれ
らの混合物を配合することができる。

【００２５】本発明の脱酸素剤は、低圧、中圧又は高圧
の各種ボイラシステムに有効に使用することができ、ボ
イラ圧力やボイラ形式、給水種等によって何ら制約を受
けることはない。

【００２６】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明を
より具体的に説明する。

【００２７】実施例１〜３、比較例１〜５ 表１に示す配合の薬剤を調製し、溶解性、保存安定性を
調べ（保存安定性は表１の温度で表１に示す期間保存し
た後の状況を目視にて確認した。）、結果を表１に示し
た。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１より次のことが明らかである。即ち、
Ｎ−置換アミノ基を有する複素環式化合物である１−ア
ミノピロリジンのみを配合した比較例１及び１−アミノ
ピロリジンと中和性アミンであるモノエタノールアミン
を配合した比較例４では、溶解性、保存安定性に問題は
ない。しかし、１−アミノピロリジンと触媒化合物であ
る４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコールとを配合した比較例
２，３のうち、触媒化合物の配合量の多い比較例２で
は、触媒化合物を溶解させることができなかった。比較
例３では、触媒化合物の配合量が少ないため、溶解はす
るが、長期保存で析出がおこり、この程度の触媒化合物
の配合量が上限値であることがわかる。また、１−アミ
ノピロリジンと触媒化合物である１，４−ナフトキノン
を配合した比較例５は触媒化合物を溶解させることがで
きなかった。

【００３０】これに対して、１−アミノピロリジンと触
媒化合物と中和性アミンとを配合した実施例１，２で
は、溶解性、保存安定性に優れる。

【００３１】次に、実施例１，２及び比較例１〜５のう
ち、薬剤が溶解した実施例１，２及び比較例１，３，４
について、下記の方法で脱酸素速度の測定を行い、結果
を図１に示した。

【００３２】純水５００ｍＬを三角フラスコに入れ、４
０℃に保持された恒温水槽中にて２時間撹拌し、空気中
の酸素により飽和させた。このときの溶存酸素濃度を溶
存酸素計（オービスフェア製「ＭＯＣＡ３６００」）を
用いて測定したところ６．５ｍｇ／Ｌであった。

【００３３】次に、この三角フラスコ内の水に各薬剤を
各々０．５ｇずつ添加して十分に撹拌した後、ＮａＯＨ
でｐＨを１１．０〜１１．１に調製した。この溶液を２
００ｍＬのフランビンに注ぎ、空隙のないように密栓を
して、４０℃の恒温水槽中に戻して反応させた。所定の
時間経過するごとに、溶液中の溶存酸素濃度を溶存酸素
計を用いて測定した。薬剤を添加する直前の溶存酸素濃
度に対する薬剤添加後の溶存酸素濃度の割合から、各試
験液中の溶存酸素残留率を算出した。これらの操作は窒
素雰囲気中で、手早く行った。

【００３４】図１の結果より、Ｎ−置換アミノ基を有す
る複素環式化合物である１−アミノピロリジンと各触媒
化合物と中和性アミンのモノエタノールアミンとを併用
したものは、脱酸素反応が著しく速いことが明らかであ
る。

【００３５】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の脱酸素剤は
長期に安定に保存でき、１液で低温の給水ラインにおけ
る脱酸素力を向上させ、給水ライン配管の防食効果を従
来よりも格段に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１，２及び比較例１，３，４の結果を示
すグラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 隆敏 東京都新宿区西新宿３丁目４番７号 栗田 工業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｎ−置換アミノ基を有する複素環式化合
   物又はその塩と、ヒドロキシベンゼン誘導体及びナフト
   キノン誘導体よりなる群から選ばれる１種又は２種以上
   の芳香族化合物と、中和性アミンとを含有することを特
   徴とする脱酸素剤。