MX2011009598A

MX2011009598A - Composiciones y metodo para inhibir la corrosion e incrustacion de superficies que entran en contacto con materiales que contienen azufre.

Info

Publication number: MX2011009598A
Application number: MX2011009598A
Authority: MX
Inventors: Liang-Tseng Fan; Mohammad Reza Shafie; Julius Michael Tollas; William Arthur Fitzhugh Lee
Original assignee: Green Source Energy Llc
Priority date: 2009-03-13
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2012-09-28
Also published as: TW201038772A; AR071002A1; IL215124A0; CA2755215A1; WO2010104944A3; WO2010104944A8; BRPI0924443B1; MA33192B1; NZ619989A; AP3470A; CN102439199B; IL215124A; EA201101295A1; AP2011005920A0; CN102421876B; CN102439199A; JP2012520396A; HK1165839A1; CL2009000652A1; CA2755200A1

Abstract

La invención se refiere a un método de tratamiento para inhibir la corrosión o incrustación a base de azufre o para retirar la incrustación de una superficie, el cual incluye la inhibición de la corrosión causada por materiales con contienen azufre, reduciendo la corrosión causada por materiales que contienen azufre, inhibiendo la incrustación causada por materiales que contienen azufre y materiales que contienen azufre, en fase gaseosa, líquida o sólida o cualquier combinación de múltiples fases de materiales, reduciendo la incrustación causada por materiales que contienen azufre, y retirando la incrustación causada por materiales que contienen azufre. El método involucra el poner en contacto materiales que contienen azufre con una composición que contiene un líquido de trementina. El método también involucra el poner en contacto superficies corrosibles o superficies propensas a la formación de incrustación, con una composición que contiene un líquido de trementina.

Description

COMPOSICIONES Y MÉTODO PARA INHIBIR LA CORROSION E INCRUSTACIÓN DE SUPERFICIES QUE ENTRAN EN CONTACTO CON MATERIALES QUE CONTIENEN AZUFRE Campo de la Invención La presente invención está relacionada con el campo de la inhibición, reducción, prevención y remoción de la corrosión e incrustaciones sobre superficies que están en contacto con materiales que contienen azufre.

Antecedentes de la Invención Es sabido a partir de estudios de laboratorio y pruebas de campo que el azufre elemental reacciona agresivamente con metales en la presencia de agua o una solución acuosa. El ataque acelerado sobre metales causado por el azufre elemental resulta en picaduras, fisuras por tensión, y pérdida de masa por corrosión. De acuerdo con el estudio de la Federal Highway Administration intitulado Costos de la Corrosión y Estrategias Preventivas en los Estados Unidos de América, el costo directo total estimado anual de la corrosión en los Estados Unidos de América en 1998 fue de aproximadamente $276 billones (aproximadamente 3.1% del producto interno bruto de los E.U.A.).

El azufre elemental es un oxidante fuerte, que causa corrosión donde se une a una superficie de acero húmeda. El azufre elemental puede ocurrir cuando el oxígeno se mezcla con H2S durante o puede ser producido naturalmente. Existen pocos, si acaso, inhibidores comerciales que protegen efectivamente en contra de la corrosión causada por el azufre elemental.

La tendencia a usar más acabados de superficie con ImAg (plata de inmersión) y evitar el SnPb HASL (Stannum Lead AntiHot Air Solder Leveling, estañado con aleación Sn/Pb) en productos electrónicos ha resultado en la ocurrencia de fallas por corrosión cuando estos productos son expuestos a ambientes con alto contenido de azufre con una humedad elevada. El constituyente de la corrosión de arrastre resultante es principalmente el Cu2S el cual es producido por ataque impulsado galvánico del cobre por debajo de la orilla de la máscara de soldar. Los fabricantes de hardware electrónico están experimentando, o pronto experimentaran problemas de confiabilidad del producto debido a la corrosión por azufre en fábricas de quemado de llantas, molinos de papel, plantas fertilizantes, y ubicaciones contaminadas en países en desarrollo. Este nuevo mecanismo de falla inesperado demanda un proceso controlado por medio del cual los productos puedan ser calificados para asegurar que no fallarán en estas aplicaciones.

Los métodos previos para combatir la corrosión han incluido revestimientos orgánicos protectores, cemento, ánodos de sacrificio, protección catódica de varios inhibidores, el revestimiento por aspersión de superficies susceptibles a la corrosión con metales resistentes a la corrosión. Estos métodos han sido efectivos de manera variable al reducir las velocidades de corrosión y vienen con costos variables y consideraciones de seguridad. Por ejemplo, los inhibidores basados en imidazolina han mostrado ser inefectivos en controlar el ataque localizado acelerado causado por el azufre elemental mientras que el cromato y la hidrazina son efectivos para inhibir la corrosión pero son cancerígenos.

La inhibición de la corrosión en superficies corrosibles en contacto con materiales que contienen azufre, en forma sólida, semi-sólida, líquida o de vapor ha probado ser extremadamente desafiante. La dificultad puede ser en parte atribuida al hecho de que estos materiales contienen azufre elemental, compuestos de azufre, y otros elementos corrosivos tales como sales, ácidos, y gases corrosivos que entran en contacto con superficies corrosibles que ceden electrones, volviéndose ellas mismas iones cargados positivamente en una reacción electroquímica. Cuando se concentra localmente, esta reacción forma una picadura o una fisura, pero también puede extenderse a través de una amplia área para producir corrosión general.

Se considera que están involucrados orígenes químicos y biológicos en las reacciones del azufre que causan corrosión. La producción de azufre a partir de origen químico es regida por el potencial de oxidación-reducción y el pH, mientras que las bacterias, tales como las bacterias de azufre, participan en la formación de azufre de origen biológico.

Es ampliamente reconocido que microorganismos se unen a, forman películas sobre, e influencian la corrosión en superficies, especialmente en medios ambientes acuosos. Los microorganismos que causan corrosión basada en azufre incluyen Halothiobacillus neapolitanus, Thiobacillus ferroxidans, Acidothiobacillus thiooxidans, Ferrobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans, Thiobacillus thioparus, Thiobacillus concretivorus, Desulfovibrio y Desulfotomaculum, Sphaerotilus, Gallionella, Leptothrix, Crenothrix, Clonothrix, y Siderocapsa. Los microorganismos cambian las condiciones electroquímicas en la superficie lo cual puede inducir corrosión localizada y cambiar la velocidad de la corrosión general. Algunos microorganismos reducen el sulfato y producen sulfuro de hidrogeno u oxidan el gas H2S a azufre solido, el cual puede llevar a corrosión. Algunas bacterias producen ácidos y otros compuestos corrosivos sobre las superficies dando lugar a una corrosión adicional. Adicionalmente a las superficies de metal, la corrosión microbiana también puede aplicarse a plásticos, concreto, y muchos otros materiales. El uso de surfactantes para suprimir la bacteria de azufre han probado ser inefectivo por periodos de tiempo más largos, requiriendo de servicio dentro de un año de uso (Kudo and Yuno, Proceedings World Geothermal Congress, 2000).

La formación de incrustaciones por azufre o compuestos de azufre o de productos de corrosión que se adhieren a las superficies internas de tuberías sirve para disminuir la capacidad de transferir el calor y aumentar la caída de presión para los fluidos que fluyen. Asimismo, en la presencia de otras impurezas tales como iones de calcio y magnesio en un líquido, por ejemplo, agua, da lugar a la formación de incrustaciones o un precipitado voluminoso, de este modo estropeando las superficies. Las incrustaciones son un ensamblaje de precipitados que se adhieren a las superficies a lo largo de caminos de agua. Las capas sólidas acumuladas de incrustaciones impermeables pueden revestir tuberías y tubos, a veces bloqueando completamente el flujo. Los sulfatos de metal, por ejemplo, los sulfatos de bario y calcio, forman las incrustaciones más persistentes, lo cual por lo general requieren de un apagado de operaciones para la remoción mecánica de las paredes de metal de tuberías, calentadores, equipo de refinería, tuberías de producción, tanques, válvulas, etcétera. En los calentadores, las incrustaciones tienen como resultado una reducción en la transmisión del calor, un uso de combustible mayor, el bloqueo de las tuberías, y un sobrecalentamiento local que puede dañar el calentador. En las operaciones industriales, las acumulaciones de incrustaciones reducen la salida, ponen presión sobre las bombas, turbinas, hélices, y motores, y eventualmente requieren de un apagado sistémico para la remoción de las incrustaciones. De este modo, en adición a los costos de remoción directa, los costos indirectos de las incrustaciones son enormes en términos de daño a los equipos, reducción de eficiencia, y producción retrasada. De este modo, es preferible prevenir o reducir las incrustaciones tanto como sea posible.

El tratamiento químico es por lo general el primer planteamiento en los intentos por inhibir, reducir, o remover incrustaciones. Es más ventajoso cuando los métodos mecánicos convencionales son inefectivos o caros para usarlos. Las técnicas químicas anteriores incluyen poner en contacto al sustrato con sales alcalinas, ácidos, inhibidores tales como compuestos de fosfato, soluciones de quelación y agentes de dispersión. Tales métodos tienden con frecuencia a ser inefectivos y a veces peligrosos o no prácticos. Con frecuencia, no se remueven o se inhiben incrustaciones suficientes o los productos químicos no son compatibles con los sistemas que requieren el tratamiento. El ácido clorhídrico es frecuentemente la primera elección para el tratamiento de incrustaciones, pero la reacción del ácido produce subproductos que son excelentes iniciadores para la reformación de los depósitos de incrustaciones, Adicionalmente, en la desincrustación con ácido, el sistema debe ser apagado, drenado, limpiado con ácido, enjuagado, drenado y re-tratado. El ácido etilenodiamenotetraácetico (EDTA), un quelante, es también usado comúnmente para secuestrar estequiométricamente iones de metal, sin embargo, el EDTA es más lento que el ácido clorhídrico y los tratamientos estequiométricos requieren de concentraciones importantes para prevenir la formación de incrustaciones. Debido a las desventajas de los tratamientos químicos, estos han sido abandonados algunas veces a favor de, o combinadas con, técnicas mecánicas para remover o reducir las incrustaciones.

Las técnicas mecánicas anteriores para la remoción de incrustaciones incluían explosivos para hacer vibrar y romper las incrustaciones, pero con frecuencia dañaban el sustrato y no removían efectivamente las incrustaciones. Las técnicas mecánicas modernas incluyen el granallado, granallado con abrasivos, chorros de agua, granallado con aire presurizado, trituración, pulverización, martilleo con impacto, y ondas de choque. Estas herramientas requieren de acceso completo a las superficies del sustrato plagadas de incrustaciones y son rara vez efectivas en remover completamente las incrustaciones hasta paredes descubiertas. Las incrustaciones residuales sobre superficies estimulan el nuevo crecimiento y hacen que los tratamientos inhibidores de incrustaciones sean más difíciles. Adicionalmente, tales métodos, especialmente abrasivos, pueden dañar las superficies del sustrato.

Técnicas anteriores han fallado al prevenir, reducir, o remover con seguridad y de manera efectiva las incrustaciones y la corrosión. Existe una necesidad de métodos y composiciones para inhibir la corrosión de superficies corrosibles previniendo el depósito y/o la remoción de azufre y otras moléculas corrosivas de las superficies corrosibles. Existe también la necesidad de técnica de prevención de incrustaciones, reducción de incrustaciones, y de remoción de incrustaciones que sean más efectivas, rápidas, y que no dañen al sustrato y al medio ambiente.

Compendio de la Invención De acuerdo con una modalidad de la presente invención, la presente invención provee una composición y un método para reducir la velocidad de o inhibir la corrosión de una superficie o material corrosible. Las superficies que hacen contacto con materiales que contienen azufre, por ejemplo, transformadores, tuberías, tanques, bombas, sistemas de distribución de agua, distribución de agua de desecho y alcantarillado y equipo de tratamiento, electrónicos, semiconductores, madera, pulpa, molinos de papel, electrónicos de campos de petróleo, pilas de gases de combustión, cables conductores y de transmisión, procesamiento de minerales, operaciones hidrometalúrgicas, procesos de extracción de metales, y operaciones de purificación de metal son propensas a la corrosión y/o a la formación de incrustaciones. Por medio de la reducción de la corrosión y las incrustaciones que afligen a tales superficies, se realizan ahorros importantes en los costos.

En esta invención, se usa una composición que contiene un líquido de aguarrás para reducir, prevenir, o inhibir que ocurra la corrosión. En una modalidad los materiales corrosibles son tratados con la composición de la invención. En otra modalidad, la composición es agregada a un material que contiene azufre que se pone en contacto con las superficies corrosibles. En aun otra modalidad, los materiales corrosibles son tratados con la composición y la composición es agregada a material que contiene azufre y que se pone en contacto con superficies corrosibles para proveer aún protección adicional. La presente invención toma ventaja de la fuerte afinidad fisicoquímica del líquido de aguarrás con el azufre y los compuestos de azufre.

En otra modalidad, la desincrustación, inhibición de incrustación, la inhibición del ensuciado y/o la reducción del ensuciado se logran por medio del método de la presente invención. Se usa una composición que contiene un líquido de aguarrás para reducir, inhibir, y/o remover incrustaciones de superficies. Las superficies con incrustaciones o cualquiera superficie propensa a las incrustaciones son tratadas con la composición y/o la composición es agregada a los materiales que se ponen en contacto con las superficies que tienen incrustaciones o que son propensas a las incrustaciones.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 muestra los detalles de un montaje de hendiduras múltiple para pruebas de corrosión. La Figura 1A muestra las probetas de prueba montadas, y la Figura IB muestra un acercamiento del lavador de hendiduras.

La Figura 2 muestra las probetas de prueba 01 y 02 desde la prueba inicial. La Figura 2A son las probetas después de ser limpiadas químicamente, y la Figura 2B son las probetas justo después de ser removidas de la solución inicial.

La Figura 3 muestra un acercamiento de 65X del ataque de hendidura de la probeta de prueba inicial. La Figura 3A es la parte frontal de la probeta de prueba 02, y la Figura 3B es la parte posterior de la probeta 02.

La Figura 4 muestra un acercamiento de 65X del ataque de hendidura de la probeta de prueba inicial de inhibidor. La Figura 4A es el frente y la parte posterior de una probeta de prueba tratada con el inhibidor II, La Figura 4B es la parte frontal y posterior de una probeta de prueba tratada con el inhibidor I, y la Figura 4C es la parte frontal y posterior de una probeta de prueba tratada con el inhibidor III.

La Figura 5 muestra las probeta iniciales de 14 días después de la remoción de la prueba (Figura 5A) y después de su limpieza (Figura 5B). La Figura 5C es una amplificación 10X de la probeta inicial de 14 días después de probarse y mostrando picaduras. La Figura 5D es una amplificación 10X de la probeta inicial de 14 días después de probarse y mostrando el ataque de orilla (circulado).

La Figura 6 muestra las probetas de 14 días del inhibidor I después de la remoción de la prueba (Figura 6A) y después de limpiarlas (Figura 6B). Las Figuras 6C y 6D son amplificaciones de 10X de la probeta inicial de 14 días después de probarse y mostrando una picadura incipiente.

La Figura 7 muestra las probeta de 14 días del inhibidor II después de la remoción de la prueba (Figura 7A) y después de la limpieza (Figura 7B). Las Figuras 7C y 7D son amplificaciones 10X de la probeta inicial de 14 días después de probarse y mostrando una picadura incipiente.

La Figura 8 muestra imágenes SEM (amplificadas 100X) de productos de corrosión de inicio (Figura 8A), del inhibidor I (Figura 8B), y el inhibidor II (Figura 8C) después de las pruebas de 14 días con una relación molar de 3: 1 de inhibidor a azufre.

La Figura 9 muestra las probetas de prueba sin inhibidor en pruebas con azufre elemental sólido. La Figura 9A muestra la probeta de prueba con las piezas de azufre antes de la prueba; La Figura 9B muestra la parte superior; la Figura 9C muestra la parte inferior de la probeta después de la prueba; y la Figura 9D es un acercamiento de la picadura en la probeta sin inhibidor.

La Figura 10 muestra las probetas de prueba inhibidas en pruebas con azufre elemental sólido. La Figura 10A muestra la probeta de prueba con las piezas de azufre antes de la prueba del inhibidor I; y la Figura 10B muestra la parte superior y la Figura 10C muestra la parte inferior de la probeta del inhibidor I después de la prueba. La Figura 10D muestra la probeta de prueba con las piezas de azufre antes de la prueba del inhibidor II. La Figura 10E muestra la parte superior y la Figura 10F muestra la parte inferior de la probeta del inhibidor II después de la prueba.

La Figura 1 1 muestra la adherencia a la superficie del azufre y pruebas de aglomeración. La Figura HA muestra la botella de prueba sin el inhibidor antes de mezclarse; La Figura 1 IB muestra la botella de prueba sin inhibidor después del mezclado; la Figura 11C muestra la botella de prueba con inhibidor I antes del mezclado; la Figura 1 ID muestra la botella de prueba con el inhibidor I después de mezclarse; la Figura HE muestra la botella de prueba con el inhibidor II antes de mezclarse; y la Figura 1 1F muestra la botella de prueba con el inhibidor II después de mezclarse.

Descripción Detallada de Modalidades Preferidas de la Invención En un aspecto, la presente invención se relaciona con una composición fácilmente utilizable para la reducción, prevención, y/o inhibición de la corrosión en superficies corrosibles que entran en contacto con materiales que contienen azufre.

De acuerdo con una modalidad, se provee un método que incluye los pasos de inhibir, reducir o prevenir la corrosión causada por materiales que contienen azufre, incluyendo aquellos que contienen azufre elemental y compuestos de azufre. La presente invención inhibe todos los tipos de corrosión que incluyen, pero no se limitan a, corrosión con picaduras, corrosión general o uniforme, corrosión de arrastre, corrosión de tensión, abrasión, corrosión de fase de vapor, corrosión de grieta, corrosión de soldadura, y corrosión microbiana. Tal como se utiliza aquí, los materiales que contienen azufre incluyen cualquier material que comprenda azufre elemental o compuestos de azufre, por ejemplo, sulfuro de hidrogeno, sulfatos, sales que contienen azufre y ácidos, sulfuros, disulfuros, mercaptanos, tiofenos y benzotiofenos. Ejemplos de los materiales que contienen azufre incluyen, pero no se limitan a, materiales que contienen hidrocarburos, materiales que no contienen hidrocarburos que incluyen agua de desecho, agua subterránea, aguas residuales, agua de pulpa, fluidos de enfriamiento, gases y sólidos. En una modalidad, el material que contiene hidrocarburos puede ser un material que contenga hidrocarburos natural o sintético. Algunos ejemplos de materiales naturales que contienen hidrocarburos son carbón, petróleo crudo, bitumen, arena asfáltica, esquito bituminoso, arenas bituminosas, gas natural, gas de petróleo, bitumen crudo, keroseno natural, asfalto natural, y asfalteno natural. Los materiales naturales que contienen hidrocarburos pueden ser obtenidos a partir de una formación natural.

Muchas superficies diferentes son propensas a la corrosión, especialmente las superficies de metal, por ejemplo, acero, aluminio, y cobre. Sin embargo, las superficies compuestas, de concreto, plásticos, polímeros naturales, madera, y vidrio también son propensas a la corrosión.

En otra modalidad, la presente invención inhibe, reduce, o previene la corrosión causada por acción microbiana.

La inhibir, reducción, o prevención de la corrosión incluye el paso de proveer un material que contiene azufre, poner en contacto el material que contiene azufre con la composición que inhibe la corrosión de la presente invención antes de o durante el contacto del material que contiene azufre con una superficie corrosible. En algunas modalidades, es preferible para la composición que inhibe la corrosión aumentar la viscosidad del material que contiene azufre. La composición que inhibe la corrosión comprende, consiste esencialmente en, o consiste en una cantidad de un líquido de aguarrás, por ejemplo, terpineol. El aguarrás derivado de fuentes naturales incluye generalmente una cantidad de terpeno. En una modalidad, el líquido de aguarrás incluye a-terpineol. Opcionalmente, la superficie corrosible puede ser puesta en contacto con la composición que inhibe la corrosión de la invención antes de, durante, o después de su contacto con los materiales que contienen azufre. Por ejemplo, la composición que inhibe la corrosión puede ser usada en aplicaciones marítimas, por ejemplo, en barcos, botes, contenedores de embalaje, cámaras calientes de buques civiles y navales militares, estructuras de puertos y costa afuera, en aplicaciones aeroespaciales, por ejemplo, en armazones y componentes de aviones y helicópteros, componentes de escape de aviones de reacción a chorro militares y civiles, y álabes de turbina de motores a reacción, sobre pozos de tiro y escape, por ejemplo en paredes de chimeneas de escape de plantas de energía, álabes de turbinas de gas en plantas de energía eléctrica, tuberías, calentadores, quemadores, y aplicaciones en dispositivos electrónicos, por ejemplo, sobre cables, electrónica o semiconductores.

El método inventivo y la composición también tienen aplicaciones durante el transporte, perforación, operaciones en fondo de pozo, exploración, producción de hidrocarburos, almacenamiento, manejo, o producción de materiales que contienen hidrocarburos, por ejemplo por medio de líneas de tuberías, tanques, carcasas, herramientas de pesca, o cabezas de perforación, y otras superficies que están en contacto con compuestos que contienen azufre.

En modalidades adicionales, el líquido de aguarrás puede ser separado de los materiales que contienen azufre, reciclado, y/o reutilizado para mantener la inhibición de corrosión.

En aun otra modalidad, la composición que inhibe la corrosión puede ser aplicada como una capa sobre y/o bajo otra capa protectora de una superficie. Por ejemplo, para proteger superficies de metal corrosibles, la composición inhibidora de la corrosión puede ser aplicada sobre o bajo una capa de oxidación química. En otra modalidad, la composición que inhibe la corrosión puede ser aplicada como una capa sobre y/o debajo de una capa de aislamiento sobre un sustrato. Ejemplos de capas de aislamiento incluyen, pero no se limitan a, óxidos, nitruros, y polímeros.

La presente invención provee un método para reducir significativamente la corrosión por medio de la adición de una composición que inhibe la corrosión a un material que contiene azufre. Cuando un material que contiene azufre es mezclado con la composición que inhibe la corrosión, la velocidad de corrosión de las superficies corrosibles puestas en contacto con la mezcla se reduce sustancialmente en comparación con la corrosión de estas superficies cuando se ponen en contacto con material que contiene azufre en la ausencia del líquido de reducción de corrosión. En una modalidad, la composición que inhibe la corrosión no produce un componente sulfonatado estable. En otra modalidad, el azufre no se acumula en el líquido de aguarrás.

En algunas modalidades, la composición comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cuando menos desde aproximadamente 0.0001 a 0.002% en volumen de la composición que inhibe la corrosión. En otra modalidad, la composición comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cuando menos desde aproximadamente 0.0005% por volumen de la composición que inhibe la corrosión En una modalidad adicional, la composición comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cuando menos desde aproximadamente 0.001% en volumen de la composición que inhibe la corrosión. En una modalidad adicional, la composición comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cuando menos desde aproximadamente 0.0015% en volumen de la composición que inhibe la corrosión. En una modalidad adicional, la composición comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cuando menos desde aproximadamente 0.001% a 0.002% en volumen de la composición que inhibe la corrosión. En otra modalidad, la composición comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cuando menos desde aproximadamente 0.01%> a 10% en volumen de la composición que inhibe la corrosión. En aun otra modalidad, la composición comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cuando menos desde aproximadamente 0.1 a 5% en volumen de la composición que inhibe la corrosión. En aun otra modalidad, la composición comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cuando menos desde aproximadamente 0.5% a 2% en volumen de la composición que inhibe la corrosión. En una modalidad adicional, la composición comprende, consiste esencialmente en, o consiste en cuando menos desde aproximadamente 1% en volumen de la composición que inhibe la corrosión.

En una modalidad adicional, la velocidad de corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 2 veces en comparación con la corrosión de la superficie cuando se pone en contacto con un material que contiene azufre en la ausencia de la composición que inhibe la corrosión. En esta modalidad, el método emplea una cantidad efectiva de líquido de aguarrás que actúa como el ingrediente activo para lograr la reducción de corrosión de cuando menos un nivel de dos veces.

En otra modalidad la velocidad de corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 3 veces. En una modalidad adicional, la velocidad de corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 4 veces en comparación con la corrosión de la superficie cuando se pone en contacto con el material que contiene azufre en la ausencia de la composición que inhibe la corrosión.

En ciertas modalidades, el líquido de aguarrás es seleccionado a partir de aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, oc-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, polímeros de estos, y mezclas de estos. En ciertas otras modalidades, el líquido de aguarrás es seleccionado de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, y mezclas de estos. En otras modalidades, el líquido de aguarrás es seleccionado de anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, allocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, cintronelal, mentona, y mezclas de estos.

La composición que inhibe la corrosión puede ser usada como una composición líquida, o en la fase de vapor, nebulizada o asperjada, o aplicada como un sólido, una película delgada, un condensado, partículas o un gel. En una modalidad, la composición puede ser depositada como una condensación controlada de compuestos moleculares o atómicos en la fase líquida o gaseosa por medio de un proceso físico o químico. La composición puede incluir ingredientes adicionales apropiados para estabilizar la composición en un estado deseado. Por ejemplo, la composición puede incluir pinturas o ingredientes de revestimiento y ser pintada, revestida, o rociada sobre un sustrato. Cualquier técnica de depósito químico puede ser usada, por ejemplo Chemical Solution Depositation (CDS), en la fase líquida por medio de centrifugación, depósito en aerosol, inmersión, Depósito electroquímico (ECD), anodización o depósito electroforético, en la fase de vapor mediante Chemical Vapor Desposition (CVD), así como también depósito térmico, de plasma, y/o foto-depósito. También puede usarse cualquier técnica de depósito físico, por ejemplo: Physical Vapor Desposition (PVD), pulverización, evaporación, y/o Molecular Beam Deposition (MBD).

Otra modalidad de la invención comprende poner en contacto el material que contiene azufre y/o la superficie corrosible con una mezcla de líquido de aguarrás a la cual se hará referencia de ahora en adelante como la mezcla de líquidos de aguarrás. La mezcla de líquidos de aguarrás incluye a-terpineol, ß-terpineol, ß-pineno, y p-cimeno. En una modalidad, el líquido de aguarrás de componentes múltiples incluye cuando menos aproximadamente 30% de a-terpineol, y cuando menos aproximadamente 15% de ß-terpineol. En otra modalidad, la mezcla de líquidos de aguarrás incluye aproximadamente 40-60% de a-terpineol, aproximadamente 30-40% de ß-terpineol, aproximadamente 5-20% de ß-pineno, y aproximadamente 0-10% de p-cimeno. En otra modalidad, la mezcla de líquidos de aguarrás incluye aproximadamente 50% de a-terpineol, aproximadamente 35% de ß-terpineol, aproximadamente 10% de ß-pineno, y aproximadamente 5% de p-cimeno. En una modalidad alternativa, una mezcla de líquidos de aguarrás incluye aproximadamente 40-60% de a-terpineol, aproximadamente 30-40% de a-pineno, aproximadamente 5-20% de ß-pineno, y aproximadamente 0-10% de p-cimeno. En otra modalidad, una mezcla de líquidos de aguarrás incluye aproximadamente 50% de a-terpineol, aproximadamente 35% de a-pineno, aproximadamente 10% de ß-pineno, y aproximadamente 5% de p-cimeno.

En ciertas modalidades, la cantidad de líquido de aguarrás agregado al material que contiene azufre está en un rango de aproximadamente 1 ppm y aproximadamente 10,000 ppm, o en un rango de aproximadamente 10 ppm y aproximadamente 1,000 ppm. En otra modalidad, la proporción de líquido de aguarrás a material que contiene azufre está en el rango de aproximadamente 50 ppm y aproximadamente 500 ppm. Preferiblemente, se utiliza aproximadamente 100 ppm del líquido de aguarrás. En otras modalidades, la proporción del líquido de aguarrás a azufre en el material que contiene azufre puede estar en el rango de aproximadamente 1 :10 a aproximadamente 10: 1, preferiblemente mayor que o igual a aproximadamente 1 :1 , y aun más preferiblemente mayor que o igual a aproximadamente 3: 1. En otras modalidades la proporción puede ser mayor que o igual a aproximadamente 4: 1 o 5:1. La cantidad de azufre puede ser medida o estimada y se refiere a azufre elemental y compuestos de azufre, incluyendo pero no limitándose a, sulfates de metal, sulfuras, sulfitos, gases que contienen azufre, y sales sulfúricas y ácidos.

En ciertas modalidades, la velocidad de corrosión de la superficie corrosible puede reducirse en cuando menos aproximadamente 20-40%. En modalidades preferidas, la tasa de corrosión es reducida en cuando menos aproximadamente 30%, 50%, o 75%.

En una modalidad de la invención, la composición que inhibe la corrosión comprende, consiste esencialmente en, o consiste en aguarrás natural, sintético o mineral, el cual puede incluir a-terpineol, o ser el a-terpineol mismo.

En ciertas modalidades, la composición que inhibe la corrosión puede ser usada a una temperatura dentro del rango de aproximadamente 2 °C a aproximadamente 300 °C. En ciertas modalidades, el material que contiene azufre y/o la superficie corrosible a ser tratada es puesta en contacto con un líquido de aguarrás a una temperatura de menos de aproximadamente 300 °C, menos de aproximadamente 120 °C, menos de 60 °C, o a temperatura ambiente. En ciertas otras modalidades, el material corrosible que va a ser protegido puede ser sumergido en, revestido con, rociado con, o cubierto con uno o más líquidos de aguarrás.

La presente invención evita las desventajas ambientales, económicas y prácticas que han afligido a las técnicas de remoción e inhibición de corrosión e incrustaciones previas. A la fecha, los métodos químicos y mecánicos han sido usados con grados de éxito variables. Sin embargo, cada una de estas formulaciones de disolventes conocidas pueden tener ciertas desventajas que una o más modalidades de la presente invención superan. En una modalidad, los líquidos inhibidores de corrosión renovable y "verdes" de la presente invención son de origen natural y están libres de productos químicos cancerígenos y contaminantes. Adicionalmente, el uso de la composición de inhibición de corrosión de la presente invención para proteger la corrosión de superficies corrosibles por materiales que contienen azufre evita los costos económicos y ambientales asociados con otras técnicas para la inhibición de la corrosión.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, se pueden agregar ingredientes secundarios al líquido de aguarrás. De acuerdo con un cierto aspecto de la invención, los ingredientes secundarios pueden ser seleccionados cuando menos uno de sales de 2,4-diamino-6-mercapto, triazoles, por ejemplo totil- y benzo-triazol, disulfuro de dibenzo, compuestos de vanadio, polisulfuro de amonio, sales de óxido de metal oligoquinolinio, hexilamina, y compuestos de tratamiento descritos en la patente de los Estados Unidos de América No. 6,328,943, la cual es incorporada aquí por referencia, diluyentes, por ejemplo, alcoholes alifáticos inferiores, aléanos, aromáticos, aminas alifáticas, aminas aromáticas, bisulfuro de carbono, petróleo decantado, petróleo de ciclo ligero y nafta, y reguladores.

Tal como se utiliza aquí, los alcoholes alifáticos inferiores se refieren a los alcoholes primarios, secundarios y terciarios monohídricos y polihídricos de entre 2 y 12 átomos de carbono. Tal como se utiliza aquí, los aléanos se refieren a aléanos de cadena recta y cadena ramificada de entre 5 y 22 átomos de carbono. Tal como se utiliza aquí, aromáticos se refiere a compuestos monocíclicos, heterocíclicos y policíclicos. Tal como se utiliza aquí, las aminas alifáticas se refieren a aminas primarias, secundarias y terciarias que tienen sustituyentes alquilo de entre 1 y 15 átomos de carbono. En ciertas modalidades, se utiliza benceno, naftaleno, tolueno o combinaciones de esto. En otra modalidad se pueden utilizar los alcoholes alifáticos inferiores mencionados anteriormente. En una modalidad el disolvente es seleccionado de etanol, propanol, isopropanol, butanol, pentano, heptano, hexano, benceno, tolueno, xileno, naftaleno, antraceno, tetralina, trietilamina, anilina, bisulfuro de carbono, y mezclas de estos.

Modalidades Ejemplares para Llevar a cabo la Invención En una modalidad, la presente invención provee un método de tratamiento para inhibir la corrosión basada en azufre o las incrustaciones o para la remoción de incrustaciones de una superficie. El método inventico incluye inhibir la corrosión causada por materiales que contienen azufre, reducir la corrosión causada por materiales que contienen azufre, inhibir las incrustaciones causadas por los materiales que contienen azufre, reducir las incrustaciones causadas por los materiales que contienen azufre, y remover las incrustaciones causadas por los materiales que contienen azufre. El método incluye poner en contacto los materiales que contienen azufre con una composición que comprende, consiste esencialmente en, o consiste en un líquido de aguarrás. En una modalidad adicional, el método inventivo incluye poner en contacto la superficie con la composición inventiva. En aun otra modalidad, el método inventivo involucra tanto poner en contacto el material que contiene azufre y la superficie con una composición que comprende, consiste esencialmente en, o consiste en un líquido de aguarrás.

El líquido de aguarrás puede comprender, consistir esencialmente en, o consistir en aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l ,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, allocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, cintronelal, mentona, y mezclas de estos.

Se dice que la composición inhibidora de corrosión y/o inhibidora de incrustaciones consiste esencialmente en el líquido de aguarrás si el líquido de aguarrás es el ingrediente activo esencial para sustancialmente toda la inhibición de la corrosión y/o incrustaciones y otros ingredientes en la composición son esencialmente inactivos o no activos en la inhibición de la corrosión y/o incrustaciones. De este modo, en ciertas modalidades, las características básicas y novedosas de la presente invención incluyen una composición que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás que excluye otros ingredientes activos de inhibición de la corrosión.

En ciertas modalidades, la composición inventiva es sustancialmente libre de ácido o el método involucra poner en contacto dicha superficie o material que contiene azufre con un líquido de aguarrás sustancialmente libre de ácido. Una composición sustancialmente libre de ácido contiene menos de aproximadamente 10% de ácido. En una modalidad preferida, una composición sustancialmente libre de ácido contiene menos de aproximadamente 5% de ácido. En aun una modalidad preferida, una composición sustancialmente libre de ácido contiene menos de aproximadamente 3% de ácido. En una modalidad aun más preferida, una composición sustancialmente libre de ácido contiene menos de aproximadamente 1% de ácido. Por medio del uso de una composición sustancialmente libre de ácido, la presente invención evita los problemas asociados con las composiciones que contienen ácido que inician la formación de nuevas incrustaciones y corrosión a partir de subproductos generados por el contacto del ácido con azufre.

En otra modalidad, la composición inventiva es sustancialmente no acuosa o el método involucra poner en contacto dicha superficie o material que contiene azufre con un líquido de aguarrás sustancialmente no acuoso. En una modalidad preferida el líquido de aguarrás no es acuoso. Por medio del uso de una composición sustancialmente no acuosa, la presente invención evita los problemas asociados con las composiciones acuosas que iniciaron la formación de nuevas incrustaciones y corrosión a partir de los subproductos generados por medio del contacto de agua con azufre.

En aun otra modalidad, la invención comprende usar una composición que consiste esencialmente de un líquido de aguarrás, esto es, un líquido de aguarrás sustancialmente libre de ácido y/o sustancialmente no acuoso. Por medio de usar una composición sustancialmente libre de azufre, la presente invención evita los problemas asociados con las composiciones que contienen azufre que inician la formación de nuevas incrustaciones y corrosión a partir de reacciones con el azufre contenido dentro de la las composiciones existentes anti-corrosión y/o anti-incrustaciones.

En una modalidad, la composición de la presente invención está sustancialmente libre de compuestos de azufre, ácidos o sales. En una modalidad adicional, la invención comprende el uso de una composición que consiste esencialmente en un líquido de aguarrás libre de azufre, esto es, un líquido de aguarrás sustancialmente libre de azufre y/o sustancialmente no acuoso, y sustancialmente libre de compuestos de azufre, ácidos o sales. De este modo, en estas modalidades, la presente invención evita las desventajas y la inefectividad asociada con las composiciones acuosas y/o acídicas, que contienen azufre, de los tratamientos de corrosión y/o incrustaciones.

Tal como se utiliza aquí, el término "no activo" significará que el ingrediente no está presente en una cantidad activa efectiva para la inhibición de la corrosión y/o de la formación de incrustaciones.

En una modalidad, el método inventivo reduce sustancialmente la tasa de corrosión de una superficie corrosible puesta en contacto con un material que contiene azufre cuando se compara con la corrosión de la misma superficie cuando se pone en contacto con el mismo material que contiene azufre en la ausencia del líquido de aguarrás.

Tal como se utiliza aquí, el término "reduce sustancialmente" debe significar que la velocidad de corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 2 veces en comparación con la corrosión de dicha superficie cuando se pone en contacto con dicho material que contiene azufre en la ausencia de contacto con la composición. Preferiblemente, la tasa de corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 3 veces, y más aun preferiblemente, la tasa de corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 4 veces en comparación con la corrosión de dicha superficie cuando se puso en contacto con dicho material que contenía azufre en la ausencia del contacto con la composición.

En una modalidad, el líquido de aguarrás comprende a-terpineol, ß-terpineol, ß-pineno, p-cimeno o una combinación de estos. En una modalidad preferida, el líquido de aguarrás comprende aproximadamente 40-60% de a-terpineol, aproximadamente 30-40% de ß-terpineol, aproximadamente 5-20% de ß-pineno, y aproximadamente 0-10% de p-cimeno. En otra modalidad preferida, el líquido de aguarrás comprende aproximadamente 40-60% de a-terpineol o ß-terpineol, aproximadamente 5-40% de a-pineno o ß-pineno, y aproximadamente 0-20% de p-cimeno.

En ciertas modalidades, el material que contiene azufre que se pone en contacto con una superficie corrosible que va a ser protegida es un líquido, gas, vapor, sólido o una combinación de estos que contiene azufre. Tales materiales que contienen azufre pueden contener azufre elemental, ácidos de azufre, sales de azufre, compuestos de azufre orgánicos, compuestos de azufre inorgánicos o combinaciones de estos., En otra modalidad de la invención, el método inventivo incluye un paso adicional para separar el líquido de aguarrás del material que contiene azufre. En una modalidad preferida, el líquido de aguarrás separado es reciclado.

En una modalidad del método inventivo, la composición es aplicada como una capa sobre una superficie corrosible. En ciertas modalidades, la capa es aplicada directamente sobre dicha superficie. En otras modalidades, la capa es aplicada directamente a la superficie corrosible y es entonces cubierta por otra capa protectora. En otra modalidad, la composición es aplicada como una capa sobre una capa protectora que ha sido aplicada directamente sobre la superficie corrosible. En una modalidad, la capa protectora, la cual es aplicada sobre y/o debajo de la capa de la composición inventiva, es una capa de aislamiento.

En ciertas modalidades, la invención provee un método para la remoción de incrustaciones de una superficie que lo requiere, por ejemplo, una superficie propensa a incrustaciones o una superficie con acumulación de incrustaciones. El método inventivo incluye los pasos de remover mecánicamente las incrustaciones existentes de la superficie, poner en contacto la superficie con una composición que incluye una cantidad efectiva de líquido de aguarrás para la remoción de incrustaciones. El líquido de aguarrás incluye cuando menos uno de aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, polímeros de estos, y mezclas de estos. En ciertas otras modalidades, el líquido de aguarrás es seleccionado de geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de -terpinilo, citronelol, acetato p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, y mezclas de estos. En otras modalidades, el líquido de aguarrás es seleccionado de anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, allocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, cintronelal, mentona, y mezclas de estos. Preferiblemente el líquido de aguarrás para la remoción de incrustaciones incluye a-terpineol, ß-terpineol, ß-pineno, p-cimeno o combinaciones de estos. Aún más preferiblemente, el líquido de aguarrás para la remoción de incrustaciones incluye aproximadamente 40-60% de a-terpineol, aproximadamente 30-40% de ß-terpineol, aproximadamente 5-20% de ß-pineno, y aproximadamente 0-10% de p-cimeno. Todavía en otra modalidad preferida, el líquido de aguarrás incluye aproximadamente 40-60% de a-terpineol o ß-terpineol, aproximadamente 5-40% de a-pineno o ß-pineno, y aproximadamente 0-20% de p-cimeno.

El método inventivo provee una técnica ventajosa para la inhibición de la corrosión de una superficie corrosible que está propensa a la corrosión causada por su reacción con materiales que contienen azufre. La técnica incluye poner en contacto el material que contiene azufre con una composición que contiene un líquido de aguarrás, poner en contacto la superficie corrosible con la composición, o poner en contacto tanto la superficie como el material que contiene azufre con la composición inventiva. Cualquier tipo de corrosión puede ser inhibida por medio del método inventico, incluyen corrosión por picaduras, corrosión general o uniforme, corrosión de arrastre, corrosión por tensión, abrasión, corrosión de fase de vapor, corrosión de grieta, corrosión de soldadura, y corrosión microbiana.

Las superficies corrosibles que pueden ser tratadas con el método que aquí se reivindica incluyen superficies de metal, superficies de concreto, superficies compuestas, superficies de plástico, superficies de polímero natural, superficies de madera, y superficies de vidrio.

En una modalidad, el método inventivo involucra poner en contacto a la superficie a ser tratada antes de y/o durante la reacción de la superficie con un material que contiene azufre.

El método inventivo también inhibe y/o reduce la incrustación procedente de la acumulación sobre una superficie que es propensa a la acumulación de incrustaciones. Esta acumulación de incrustaciones puede ser causada por el contacto con material que contiene azufre y/u otras incrustaciones iónicas y minerales. El método involucra tratar el material que causa las incrustaciones con una composición que contiene un líquido de aguarrás, poner en contacto a la superficie con la composición, o poner en contacto tanto el material como la superficie con la composición. En una modalidad, las incrustaciones pueden ser causadas por el contacto con azufre o compuestos de azufre en cualquier material y las incrustaciones pueden formarse como un subproducto de la corrosión o por la adhesión de azufre y otros precipitados a superficies propensas a incrustaciones. De este modo, en ciertas modalidades, el método inventivo puede ser usado para inhibir y/o reducir la formación de incrustaciones sobre superficies antes de la corrosión. El azufre causante de incrustaciones puede ser encontrado en cualquier material, incluyendo materiales que no contienen hidrocarburos, materiales que contienen hidrocarburos, y mezclas de estos.

El método inventivo también puede incluir el paso de remover incrustaciones mecánicamente de dicha superficie, antes, durante, o después del tratamiento con la composición inventiva. El método inventivo involucra reducir la adhesión de azufre a la superficie que es propensa a la acumulación de incrustaciones en la ausencia de la composición inventiva. Adicionalmente, el método involucra reducir la aglomeración de azufre en el material que contiene azufre.

Ejemplos de Trabajo Ejemplo 1 Se probó el efecto de los inhibidores de corrosión sobre la tasa de corrosión de acero al carbón API X-65 en un medio ambiente simulado que contiene azufre. El medio ambiente fue agua de mar sustituta ASTM con 500 ppm de Na2S, con un pH ajustado a 4.8 usando ácido acético. Se usaron concentraciones del inhibidor de 100 ppm en cada una de las pruebas aplicables. También se usó una solución de referencia. La temperatura de prueba fue de 37.7 °C (100°F) en todas las pruebas. Se emplearon dos pruebas de crisoles de reacción de vidrio con agitación por dos semanas para determinar la tasa de corrosión general y examinar la formación de corrosión localizada en un medio ambiente amargo con y sin varios inhibidores de corrosión.

Tabla 1 Análisis químico de probetas de prueba de acero (% peso) Las propiedades físicas de las probetas de prueba de acero fueron: Fuerza de tracción, KSI: 86.32 Fuerza de estiramiento, KSL76.24 Elongación, % en 2 en: 37.0 Tabla 2 Composición química del sustituto de agua de mar: Las pruebas de corrosión fueron llevadas a cabo en crisoles de reacción de vidrio de un litro. Las probetas de prueba fueron montadas usando soportes PTFE (ver Figura 1A) y lavadores de grietas (ver Figura IB). Los lavadores de grietas producen grietas sobre las probetas que pueden ser analizadas estadísticamente. La solución de prueba (sustituto ASTM de agua de mar) fue desgasificada por un mínimo de 16 horas con N2 en el crisol de reacción de vidrio y después se calentó a 37.7 °C (100°F) antes de ser transferida. Las muestras montadas de PTFE y los varios inhibidores de corrosión (en donde sea aplicable) fueron colocados en el crisol de reacción y se purgaron con N2 por una hora. Al Na2S se le permitió licuarse por medio de mezclarlo con la solución de prueba desgasificada y después se inyectó a la línea de transferencia de la solución antes de la transferencia real de las soluciones. La solución de prueba fue empujada fuera del crisol de reacción y dentro del recipiente que contenía las probetas usando presión de gas. El recipiente fue entonces calentado a 37.7 °C (100 °F). El N2 se burbujeo lentamente a través de los crisoles de reacción por la duración de la prueba para prevenir la contaminación con oxígeno. La duración de la prueba fue de 14 días. Después de la prueba, las probetas fueron lavadas de acuerdo con la norma ISO 9226, y se determinaron las tasas de corrosión. Las probetas fueron examinadas en cuanto a corrosión localizada, (corrosión de picaduras y/o grietas).

Resultados de la solución de referencia. Las probetas de prueba probadas con la solución de referencia grietas y corrosión localizada (ver Figuras 2 y 3).

Tabla 3 Datos de tasa de corrosión para estas probetas de prueba: Resultados del Inhibidor. Las probetas de prueba probadas con tres composiciones inhibidoras diferentes (I-III) demostraron tasas de corrosión reducidas significativamente en comparación con las muestras de referencia. El inhibidor I incluyó 50% de a-terpineol, 30% de ß-pineno, 10% de a-pineno, y 10% de para-cimeno. El inhibidor II incluía 50% de a-terpineol, 10% de ß-pineno, 10% de a-pineno, y 30% de para-cimeno. El inhibidor III incluía 40% de a-terpineol, 30% de ß-pineno, 10% de a-pineno, y 20% de para-cimeno. Aquí, las velocidades de corrosión promedio fueron 0.28 (Inhibidor II), 0.24 (Inhibidor I), y 0.09 (Inhibidor III) mpy (ver Figuras 4 A-C). Las velocidades de corrosión registradas coinciden directamente con la cantidad de ataque de grieta observado en cada probeta de prueba.

Ejemplo 2 Se probó el efecto de inhibidores de corrosión sobre la velocidad de corrosión de acero al carbono AISI 1018 en un medio ambiente simulado que contiene azufre elemental. El medio ambiente fue agua destilada con azufre elemental agregado a 1.6 g/L (0.05 mol/1). Aproximadamente 0.15 mol de cada inhibidor fueron usadas en cada una de las pruebas aplicables (proporción molar de 3: 1 del inhibidor a azufre). Una solución de referencia también fue probada. La temperatura de prueba fue de 149 °C (300 °F) en todas las pruebas.

Las pruebas de corrosión fueron llevadas a cabo en autoclaves de acero inoxidable revestidas con PTFE de un litro. No se utilizaron lavadores de grietas.

Tabla 4 Análisis químico de las probetas de prueba de acero (% peso) Resultados de la solución de referencia. Las probetas de prueba probadas con la solución de referencia mostraron corrosión extensa que muestra tanto ataque de orillas como de picaduras (ver Figura 5).

Tabla 5 Datos de velocidad de corrosión para probetas de referencia Resultados del Inhibidor. Las probetas de prueba probadas con las composiciones de inhibidor demostraron velocidades de corrosión reducidas significativamente en comparación con las muestras de referencia. Aquí, las velocidades de corrosión promedio fueron de 20.61 para el Inhibidor I (ver Figura 6) y 12.90 mpy para el inhibidor II (ver Figura 7).

Imágenes de microscopio de barrido de electrones de las superficies de probeta después de la prueba en cada uno de los medios ambientes con relación molar 3:1 de inhibidor a azufre por 14 días (ver figura 8). La probeta de referencia tenía un producto de corrosión voluminoso (ver Figura 8A). La probeta del inhibidor I tenía un producto de corrosión relativamente suave con algunas áreas de depósito más pesado (ver Figura 8B).

La probeta del inhibidor II tenía un producto de corrosión suave con muy pocas áreas para depósito más pesado, (ver Figura 8C).

Tabla 6 Análisis composicional de los productos de corrosión para las tres probetas de prueba (% atómico).

En una prueba de corrosión acelerada, la duración de la prueba tiene una influencia significativa sobre la velocidad de corrosión absoluta. Los mecanismos de corrosión más generales muestran una velocidad de corrosión que disminuye asintomáticamente con el tiempo. Esto causa que las pruebas de corto plazo aparezcan artificialmente que tienen una velocidad de corrosión más alta que las pruebas de larga duración. De este modo, una prueba de referencia es llevada a cabo para cada periodo de tiempo, permitiendo la comparación, sin importar la velocidad de corrosión absoluta.

En estas pruebas, los inhibidores fueron efectivos en cuanto a la protección en contra de picaduras. En el caso de las picaduras, la velocidad de corrosión general es mucho menos significativa que la profundidad del ataque. Si la profundidad del ataque es grande, la tubería puede fallar, incluso con una velocidad de corrosión general razonable. Las composiciones inventivas inhibidoras de la corrosión fueron efectivas al mitigar la profundidad del ataque causado por el azufre elemental.

Ejemplo 3 Se probó el efecto de los inhibidores de corrosión en la formación de corrosión localizada de acero al carbón AISI 1018 en un medio ambiente que contiene azufre. Se utilizó azufre coloidal (0.4 g) en la prueba. El azufre fue derretido para formar aproximadamente 3 piezas de azufre para cada probeta. Las tres piezas de azufre fueron entonces colocadas en la parte superior de cada probeta de acero montada horizontalmente.

Para las pruebas inhibidas, las piezas de azufre fueron expuestas a inhibidores limpios por aproximadamente 1 hora. El medio ambiente de prueba fue desgasificado con sustituto de agua de mar, saturada con 86 psig de H2S y 20 psi de C02 para una presión total de 106 psig antes de calentarse a 60 °C (140 °F). Las pruebas consistieron en una prueba de referencia con azufre sin exponer y dos pruebas con azufre expuesto al inhibidor. Las pruebas de corrosión fueron llevadas a cabo en autoclaves de acero inoxidable de un litro. La probeta fue suspendida de la parte inferior de la autoclave usando soportes PTFE. La prueba sin inhibidor fue agitada lentamente, pero no hubo agitación en las pruebas inhibidas. La duración de la prueba fue de 6 días. Después de la exposición la probeta fue removida de la autoclave y se fotografío. La probeta fue limpiada, y se determinaron la velocidad de corrosión y la corrosión localizada.

Tabla 7 Análisis químico de las probetas de prueba de acero (% en peso).

Resultados de la solución de referencia. Las probetas de prueba probadas con la solución de referencia mostraron picaduras en una de las tres ubicaciones de la pieza de azufre sobre la probeta desinhibida (ver Figuras 9A-C). Es probable que el azufre se haya perdido en las otras dos ubicaciones debido a la agitación. La profundidad de picadura máxima fue de 24 mils, con una vista en acercamiento del área picada mostrada en la Figura 9D. Si la velocidad de picadura durante la prueba de seis días fuera constante a lo largo de un año, la profundidad del ataque sería de 1402 mils, o casi 1 pulgada y media. Esto muestra el daño extenso que puede ser hecho sobre un metal por medio de azufre libre. La velocidad de corrosión general sobre la superficie de la probeta fue de 26 mpy.

Resultados del inhibidor. Las probetas de prueba probadas con piezas de azufre puestas en contacto con los inhibidores demostraron una falta de corrosión por picaduras. Hubo algunas marcas sobre la parte superior de la muestra en donde el azufre había sido colocado inicialmente. Las Figuras 10A-C muestran a la probeta del inhibidor I y las Figuras 10D-F muestran la probeta del inhibidor II después de la limpieza. Esta solución no fue agitada, y las manchas sobre la parte inferior de la probeta son probablemente debidas a burbujas de gas. La velocidad de corrosión general sobre la superficie de la probeta fue de 1 1 mpy para la probeta del inhibidor I y 19 mpy para la probeta del inhibidor II. Ninguna de las piezas de azufre permaneció sobre la superficie de la probeta al final de la prueba, incluso sin agitación demostrando que los inhibidores previenen la adhesión del azufre a la superficie de metal.

Ejemplo 4 Esta prueba fue llevada a cabo para determinar la adherencia a la superficie de azufre libre así como también el grado al cual el inhibidor causa que el azufre se aglomere. Se agregó azufre en polvo (lg) a 100 mL de agua destilada en botellas de 171 mi (6 oz) a temperatura ambiente (Figura 1 1 A). Los inhibidores fueron inyectados a 1000 ppm y las botellas se agitaron vigorosamente 50 veces. Las fotografías fueron tomadas antes (Figuras 11 A, C, E) y después de la agitación (Figuras 11B, D, F), y se registró el efecto de los inhibidores sobre la dispersabilidad del azufre (ver Figuras 11C-F).

La adherencia del azufre a los costados del contenedor de vidrio se redujo significativamente en las pruebas inhibidas. Esto indica que el inhibidor secuestra el azufre de la superficie del vidrio. Este es un indicador de la reducción en la polaridad entre el azufre libre y vidrio o sílice. Adicionalmente, el azufre no se aglomero en la presencia de los inhibidores.

Otras modalidades de la presente invención serán claras para aquellos capacitados en la técnica a partir de una consideración de la especificación y la práctica de la invención descrita aquí así como de los equivalentes de esta. Se tiene la intención de que la especificación y los ejemplos sean considerados de manera ejemplar solamente, con el verdadero alcance y espíritu de la presente invención siendo indicados por las siguientes reivindicaciones y los equivalentes de estas.

Claims

Reivindicaciones

1. Un método de tratamiento para inhibir corrosión o incrustación basada en azufre o para remover las incrustaciones de una superficie, dicho método seleccionado del grupo que consiste en inhibir la corrosión causada por materiales que contienen azufre, reducir la corrosión causada por materiales que contienen azufre, inhibir la incrustación causada por materiales que contienen azufre, reducir la incrustación causada por materiales que contienen azufre, y remover la incrustación causada por materiales que contienen azufre, el cual comprende el poner en contacto dicho material que contiene azufre con una composición que comprende un líquido de aguarrás, poner en contacto dicha superficie con dicha composición, o una combinación de estas.

2. El método de la reivindicación 1, en donde dicho líquido de aguarrás es seleccionado del grupo que consiste en aguarrás natural, aguarrás sintético, aguarrás mineral, aceite de pino, a-pineno, ß-pineno, a-terpineol, ß-terpineol, ?-terpineol, resinas de terpeno, a-terpeno, ß-terpeno, ?-terpeno, geraniol, 3-careno, dipenteno (p-menta-l,8-dieno), nopol, pinano, hidroperóxido de 2-pinano, hidrato de terpino, 2-pinanol, dihidromicenol, isoborneol, p-mentan-8-ol, acetato de a-terpinilo, citronelol, acetato de p-mentan-8-ilo, 7-hidroxidihidrocitronelal, mentol, anetol, canfeno, p-cimeno, anisaldehído, 3,7-dimetil-l,6-octadieno, acetato de isobornilo, ocimeno, allocimeno, alcoholes de aloocimeno, 2-metoxi-2,6-dimetil-7,8-epoxioctano, canfor, citral, 7-metoxidihidro-citronelal, ácido 10-canforsulfónico, cintronelal, mentona, y mezclas de estos.

3. El método de la reivindicación 1, en donde la velocidad de corrosión de dicha superficie es reducida sustancialmente en comparación con la corrosión de dicha superficie cuando se pone en contacto con dicho material que contiene azufre en la ausencia de dicho líquido de aguarrás.

4. El método de la reivindicación 3, en donde dicha composición comprende más de aproximadamente 0.0005% de dicho líquido de aguarrás.

5. El método de la reivindicación 4, en donde dicha composición comprende más de aproximadamente 0.001% de dicho líquido de aguarrás.

6. El método de la reivindicación 5, en donde dicha composición comprende aproximadamente 0.0015% de dicho líquido de aguarrás.

7. El método de la reivindicación 1, en donde dicha composición está en una cantidad que corresponde a una cantidad de cuando menos aproximadamente 0.001% a 0.002% de dicho material que contiene azufre.

8. El método de la reivindicación 1, en donde la velocidad de dicha corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 2 veces en comparación con la corrosión de dicha superficie cuando se pone en contacto con dicho material que contiene azufre en la ausencia de dicha composición.

9. El método de la reivindicación 1, en donde la velocidad de dicha corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 3 veces en comparación con la corrosión de dicha superficie cuando se pone en contacto con dicho material que contiene azufre en la ausencia de dicha composición.

10. El método de la reivindicación 1, en donde la velocidad de dicha corrosión es reducida por cuando menos aproximadamente 4 veces en comparación con la corrosión de dicha superficie cuando se pone en contacto con dicho material que contiene azufre en la ausencia de dicha composición.

11. El método de la reivindicación 1, en donde dicho líquido de aguarrás comprende a-terpineol, ß-terpineol, ß-pineno, y p-cimeno.

12. El método de la reivindicación 1, en donde dicho líquido de aguarrás comprende: aproximadamente 40 a 60% de a-terpineol, aproximadamente 30 a 40% de ß-terpineol, aproximadamente 5 a 20% de ß-cimeno, y aproximadamente 0 a 10% de p-cimeno.

13. El método de la reivindicación 1, en donde dicho líquido de aguarrás comprende: aproximadamente 40 a 60% de a-terpineol o ß-terpineol; aproximadamente 5a 40% de a-pineno o ß-pineno, y aproximadamente 0 a 20% de p-cimeno.

14. El método de la reivindicación 1, en donde dicho material que contiene azufre es seleccionado del grupo que consiste en líquidos, gases, vapores, sólidos y combinaciones de estos, que contienen azufre.

15. El método de la reivindicación 1, en donde dicho material que contiene azufre contiene azufre elemental, ácidos de azufre, sales de azufre, compuestos de azufre orgánico, compuestos de azufre inorgánico, o una combinación de estos.

16. El método de la reivindicación 1 , que además comprende separar dicho líquido de aguarrás de dicho material que contiene azufre.

17. El método de la reivindicación 16, que además comprende reciclar dicho líquido de aguarrás separado de dicho material que contiene azufre.

18. El método de la reivindicación 1, en donde dicho contacto comprende aplicar dicha composición como una capa sobre dicha superficie.

19. El método de la reivindicación 18, en donde dicha capa es aplicada directamente sobre dicha superficie.

20. El método de la reivindicación 19, en donde dicha capa aplicada directamente a dicha superficie es cubierta por otra capa protectora.

21. El método de la reivindicación 1, en donde dicha composición es aplicada como una capa sobre una capa protectora aplicada directamente sobre dicha superficie.

22. El método de la reivindicación 21, en donde dicha capa protectora es una capa de aislamiento.

23. El método de la reivindicación 1, en donde dicha composición es aplicada a dicha superficie como un líquido, un sólido, una película delgada, un condensado, una gas o vapor, asperjada, un gel, o una combinación de estos.

24. El método de la reivindicación 1, en donde dicha composición es aplicada a dicha superficie como una pintura o un revestimiento.

25. El método de la reivindicación 1, en donde dicha composición es aplicada por el depósito de vapor químico, depósito de solución química, centrifugación, depósito de aerosol, inmersión, anodización, depósito electroforético, depósito térmico, foto depósito, depósito de plasma, pulverización, evaporación, depósito por rayo molecular, depósito de vapor físico, o una combinación de estos.

26. El método de la reivindicación 1, en donde dicho material que contiene azufre es puesto en contacto con aproximadamente 1 ppm a 10,000 ppm de dicho líquido de aguarrás.

27. El método de la reivindicación 26, en donde dicho material que contiene azufre es puesto en contacto con aproximadamente 10 ppm a 1 ,000 ppm de dicho líquido de aguarrás.

28. El método de la reivindicación 27, en donde el material que contiene azufre es puesto en contacto con aproximadamente 50 ppm a 500 ppm de dicho líquido de aguarrás.

29. El método de la reivindicación 1, en donde la proporción de dicho líquido de aguarrás a dicho material que contiene azufre es de aproximadamente 1 : 10 a 10: 1.

30. El método de la reivindicación 1, en donde la proporción de dicho líquido de aguarrás a dicho material que contiene azufre es mayor que o igual a aproximadamente 1 : 1.

31. El método de la reivindicación 30, en donde dicha proporción es de aproximadamente 3: 1 a 5 : 1.

32. El método de la reivindicación 1, en donde dicho material que contiene azufre es un material que contiene hidrocarburos.

33. El método de la reivindicación 1, en donde dicho material que contiene azufre es un material que no contiene hidrocarburos.

34. Un método para remover incrustaciones de una superficie que lo requiere, el cual comprende a) remover mecánicamente las incrustaciones de dicha superficie; y b) poner en contacto dicha superficie con una composición que comprende una cantidad efectiva de un líquido de aguarrás que remueve incrustaciones.

35. El método de la reivindicación 34, en donde dicho líquido de aguarrás comprende a-terpineol, ß-terpineol, ß-pineno, p-cimeno, o combinaciones de esta.

36. El método de la reivindicación 35, en donde dicho líquido de aguarrás comprende: aproximadamente 40 a 60% de a-terpineol, aproximadamente 30 a 40% de ß-terpineol, aproximadamente 5 a 20% de ß-pineno, y aproximadamente 0 a 10% de p-cimeno.

37. El método de la reivindicación 34, en donde dicho líquido de aguarrás comprende: aproximadamente 40 a 60% de a-terpineol o ß-terpineol, aproximadamente 5 a 40% de a-pineno o ß-pineno, y aproximadamente 0 a 20% de p-cimeno.

38. Un método de inhibir la corrosión de una superficie corrosible, en donde dicha superficie es propensa a corrosión causada por la reacción con un material que contiene azufre, el cual comprende poner en contacto dicho material que contiene azufre con una composición que comprende un líquido de aguarrás, poner en contacto dicha superficie con dicha composición, o una combinación de estos.

39. El método de la reivindicación 38, en donde dicha corrosión es seleccionada del grupo que consiste en corrosión por picaduras, corrosión general o uniforme, corrosión de arrastre, corrosión de tensión, formación de burbujas, corrosión de fase de vapor, corrosión de grietas, corrosión de soldadura, y corrosión microbiana.

40. El método de la reivindicación 38, en donde dicha superficie corrosible es seleccionada del grupo que consiste en una superficie de metal, de un compuesto, de concreto, de plástico, de un polímero natural, de madera, y de vidrio.

41. El método de la reivindicación 38, en donde dicho contacto ocurre antes de o durante la reacción de dicha superficie con un material que contiene azufre.

42. Un método de inhibir o reducir la acumulación de incrustaciones en una superficie, en donde dicha superficie es propensa a la acumulación de incrustaciones causadas por el contacto con material que contiene azufre, el cual comprende tratar dicho material que contiene azufre con una composición que comprende un líquido de aguarrás, poner en contacto dicha superficie con dicha composición, o una combinación de estas.

43. El método de la reivindicación 42, el cual además comprende remover mecánicamente las incrustaciones de dicha superficie.

44. El método de la reivindicación 42, en donde dicho líquido de aguarrás comprende a-terpineol, ß-terpineol, ß-pineno, y p-cimeno.

45. El método de la reivindicación 42, en donde dicho líquido de aguarrás comprende: aproximadamente 40 a 60% de a-terpineol, aproximadamente 30 a 40% de ß-terpineol, aproximadamente 5 a 20% de ß-pineno, y aproximadamente 0 a 10% de p-cimeno.

46. El método de la reivindicación 42, en donde dicho líquido de aguarrás comprende: aproximadamente 40 a 60% de a-terpineol o ß-terpineol, aproximadamente 5 a 40% de a-pineno o ß-pineno, y aproximadamente 0 a 20% de p-cimeno.

47. El método de la reivindicación 43, en donde dicho material que contiene azufre es puesto en contacto con aproximadamente 1 ppm a 10,000 ppm de dicho líquido de aguarrás.

48. El método de la reivindicación 47, en donde dicho material que contiene azufre es puesto en contacto con aproximadamente 10 ppm a 1,000 ppm de dicho líquido de aguarrás.

49. El método de la reivindicación 48, en donde el material que contiene azufre es puesto en contacto con aproximadamente 50 ppm a 500 ppm de dicho líquido de aguarrás.

50. El método de la reivindicación 42, en donde la proporción de dicho líquido de aguarrás a dicho material que contiene azufre es de aproximadamente 1 :10 a 10: 1.

51. El método de la reivindicación 42, en donde la proporción de dicho líquido de aguarrás a dicho material que contiene azufre es mayor que o igual a aproximadamente 1 : 1.

52. El método de la reivindicación 51, en donde dicha proporción es de aproximadamente 3: 1 a 5 : 1.

53. El método de la reivindicación 42, el cual comprende reducir la adhesión de azufre a dicha superficie.

54. El método de la reivindicación 42, el cual comprende reducir la aglomeración de azufre en dicho material que contiene azufre.

55. El método de la reivindicación 42, en donde dicho material que contiene azufre es un material que no contiene hidrocarburos.

56. El método de la reivindicación 42, en donde dicho material que contiene azufre es un material que contiene hidrocarburos.

57. Una composición para inhibir o reducir la corrosión o incrustaciones en una superficie, o para remover incrustaciones de una superficie, la cual consiste esencialmente en una cantidad efectiva de a-terpineol, ß-terpineol, ß-pineno, p-cimeno, o una combinación de estos.

58. La composición de la reivindicación 57, en donde dicha composición consiste esencialmente en: aproximadamente 40 a 60% de a-terpineol, aproximadamente 30 a 40% de ß-terpineol, aproximadamente 5 a 20% de ß-pineno, y aproximadamente 0 a 10% de p-cimeno.

59. La composición de la reivindicación 57, en donde dicha composición consiste esencialmente en: aproximadamente 40 a 60% de a-terpineol o ß-terpineol, aproximadamente 5 a 40% de a-pineno o ß-pineno, y aproximadamente 0 a 20% de p-cimeno.

60. Un método de tratamiento para inhibir, reducir, o remover la corrosión o incrustación basada en azufre de una superficie, en donde dicha superficie es propensa a las incrustaciones o dicha superficie es propensa a la corrosión causada por el contacto con un material que contiene azufre, el cual comprende: a) poner en contacto dicho material que contiene azufre con una composición que comprende un líquido de aguarrás, en donde dicho líquido de aguarrás es sustancialmente libre de ácido o sustancialmente no acuoso, o sustancialmente libre de compuestos de azufre, ácidos de azufre, y/o sales de azufre, y en donde dicho material que contiene azufre es un material que contiene hidrocarburos o un material que no contiene hidrocarburos, b) poner en contacto dicha superficie con dicha composición, o c) una combinación de los pasos a) y b).