MXPA06001091A

MXPA06001091A - Inhibicion de corrosion en sistemas de fluido.

Info

Publication number: MXPA06001091A
Application number: MXPA06001091A
Authority: MX
Inventors: Rosa Crovetto
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2006-04-11
Also published as: BRPI0412597A; WO2005017231A1; KR101226307B1; CN1823182A; NZ545439A; AU2004265601B2; AU2004265601A1; EP1651797A1; US7311877B2; CA2533346A1; CA2533346C; US20050025661A1; CN102080232A; KR20060041246A; JP2007500789A; JP5179056B2; EP1651797B1

Abstract

La presente invencion proporciona un metodo efectivo para inhibir la corrosion en superficies metalicas en contacto con un fluido contenido en un sistema industrial, el cual incluye adicionar a tal fluido una cantidad controladora de corrosion efectiva de un compuesto de fosfoglicerido o un aceite de soya emulsificado.

Description

INHIBICION DE CORROSION EN SISTEMAS DE FLUIDO CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere de manera general a la protección de superficies metálicas a partir de corrosión tanto en las fases de vapor y líquido de sistemas de fluidos acuosos y no acuosos. De manera más específica, la presente invención se refiere a composiciones inhibidoras de corrosión y métodos para usar las mismas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION La corrosión de componentes metálicos en plantas puede provocar fallas del sistema y algunas veces paros de planta. Además, los productos de corrosión acumulados en la superficie del metal disminuirá la velocidad de transferencia de calor entre la superficie de metal y el agua u otros medios fluidos y por lo tanto, la corrosión reducirá la eficiencia de la operación del sistema. Por lo tanto, la corrosión puede aumentar los costos de mantenimiento y producción La manera más común de combatir la corrosión es adicionar aditivos inhibidores de corrosión al fluido de tales sistemas. Sin embargo, los aditivos inhibidores de corrosión actualmente disponibles son ya sea no biodegradables, tóxicos o ambos, lo cual limita la aplicabilidad de tales aditivos. Los aditivos anti-corrosión más comunes usados en relación a sistemas de condensado de caldera son aminas neutralizantes y aminas formadoras de película. Aunque las aminas y combinaciones de aminas generalmente proporcionan protección efectiva contra la corrosión de acero y otros metales conteniendo fierro, el uso de aminas en aditivos anticorrosión presenta varios problemas. Primero, las aminas experimentan frecuentemente descom posición térmica a a ltas temperaturas y forman am oníaco, el cua puede ser muy corrosivo para cobre y aleaciones de cobre, especialmente en la presencia de oxígeno. De esta manera, los inhibidores de corrosión conteniendo amina frecuentemente son insatisfactorios para usarse en sistemas conteniend o metalurg ias de cobre o aleaciones de cobre . Adicionalmente, en una variedad de aplicaciones incluyendo procesamiento de alimentos, producción de bebidas, plantas de co-generación y fabricación farmacéutica, el uso de aminas es limitado debido a regulaciones gubernamentales o preocupaciones por problemas de sabor y olor. En consecuencia, en m uchas de estas aplicaciones, ningún program a de tratamiento anti-corrosión es usado en absoluto. Por lo tanto, estos sistemas son susceptibles a altas velocidades de corrosión , costos de ma ntenimiento sig nificativos y altas proporciones de falla en eq uipo. La patente estadounidense no. 5 , 368, 775 discute l os métodos para controlar corrosión inducida por ácido. En un método, una película delgad a es usada como u na barrera entre la superficie de metal a ser protegida y la solución ácida. Las aminas de cadena larga tales como octadecil amina o azoles son usad as para formar la pel ícula delgada. El segundo método requiere la adición de aminas neutralizantes para neutralizar el ácido y elevar el pH acuoso. Las mejores aminas para este método son descritas por tener una alta basicidad y un bajo peso molecular. La ciclohexilamina, dimetilamina, trimetilamina, morfolina y metoxipropiiamina fueron citadas como ejemplos de aminas neutralizantes.

La patente estadounidense no. 4,915,934 describe una composición biocida espumable que comprende una solución de cloro exidina alcohólica, agente espumante de ruptura rápida, un propulsor de aerosol e inhibidor de corrosión para contrarrestar la naturaleza corrosiva de la solución de clorohexidina alcohólica. El agente espumante de ruptura rápida contiene, como uno de sus ingredientes, un agente de superficie activa, de preferencia un éster de sorbitán etoxilado. El agente activo de superficie actúa como un emulsificante. Ejemplos del emulsificante preferido dado incluyen estearato, palmitato y oleato de sorbitán etoxilado; etoxilatos de nonil fenol; y etoxilatos de alcoholes grasos. La patente estadounidense no. 3,977,994 describe una composición inhibidora de corrosión. La composición es una mezcla de un ácido orgánico, una etanolamina substituida con N-alquilo o cicloalquilo y agua. En algunos casos, la composición también puede contener al menos un agente emulsificante para permitir la emulsión del ácido orgánico y la etanolamina. Ejemplos del agente emulsificante incluyen derivados de sorbitán. La patente estadounidense no. 4,970,026 muestra un inhibidor de corrosión para sistemas acuosos ferrosos y no ferrosos. La composición comprende un componente seleccionado de una sal de sodio basada en aceite nafténico de un ácido trietanolamina alquilsulfamido carboxílico; una sal de sodio basada en aceite parafínico de un ácido trietanolamina alquilsulfamido carboxílico; una sal de sodio de un ácido alquilsulfamido carboxílico; y una mezcla que consiste de dos elecciones así como un surfactante seleccionado de un derivado de ácido graso de cadena larga de sarcosina y un producto de condensación de óxido de etileno y un ácido graso. Los efectos inhibidores son atribuidos al componente o mezcla de componentes, no a la adición del surfactante. De hecho, la patente declara que los surfactantes fueron probados por separado por su efectividad como inhibidores de corrosión. Los surfactantes fueron encontrados inefectivos como inhibidores de corrosión. La patente estadounidense no. 5,082,592 describe un método para inhibir la corrosión para metales ferrosos en solución acuosa comprendiendo un surfactante no iónico y un grupo conteniendo oxígeno aniónico, tal como sales de metales alcalinos de borato, molíbdato y nitrato/nitrilo. El surfactante no iónico preferido es óxido de fenol/polietileno. Se postula en la especificación que el surfactante no iónico aumenta las propiedades de inhibición de corrosión de los aniones. Las propiedades de inhibición de los aniones resulta de su adsorción en la interfase de la superficie de metal y la solución. Se cree que la coabsorción del surfactante no iónico sirve para maximizar la concentración de superficie de los aniones al escudar las fuerzas repulsivas hidrostáticas de los aniones. La solicitud de patente EPO, No. 0 108 536 B1 describe un método para proteger las superficies metálicas de la corrosión. El método usa una composición de un inhibidor de corrosión con un agente espesante. El inhibidor de corrosión puede incluir ásteres de ácido carboxílico de sorbitán. En combinación con un agente espesante, el inhibidor de corrosión es pseudoplástico y toxitrópico. La composición forma un gel al dejarse permanecer. La composición forma un recubrimiento suave, flexible, el cual puede reemplazar pinturas, barnices, lacas, plásticos y recubrimientos de metal frecuentemente usados para proteger las superficies metálicas de la corrosión. Por lo tanto, existe una fuerte necesidad de un aditivo menos tóxicos, no de amina, inhibidor de corrosión, el cual sea una alternativa más ambientalmente aceptable. En la presente invención, un compuesto de fosfoglicérido proporciona de manera sorprendente la protección de superficies metálicas de la corrosión en soluciones acuosas y no acuosas.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención proporciona un método efectivo para inhibir la corrosión, por ejemplo, corrosión de dióxido de carbono, en superficies metálicas en contacto con un fluido contenido en un sistema de fluido industrial, el cual comprende adicionar a tal fluido una cantidad controladora de corrosión efectiva de un compuesto de fosfoglicérido. El compuesto de fosfoglicérido puede ser, por ejemplo, fosfatidil colina (PC), comúnmente conocida como lecitina, fosfatidil etanolamina (PE), o fosfatidil serina (PS). En una modalidad preferida de la invención, el compuesto de fosfoglicérido es lecitina. El compuesto de lecitina tiene la siguiente estructura: CH2(R)CH (R1)CH2OPO(OH)0(CH2)2N(OH) (CH3)3 donde R, R1 pueden ser grupos de ácidos g rasos , por ejemplo, ácidos li nolénico , esteárico , oleico y/o palmítico. Las composiciones de la presente invención deberían ser adi cionadas al sistema de fluido para el cua l se desea la actividad de inh ibición de corrosión de las partes de metal en contacto con el sistema de flu ido , en u na cantidad efectiva para el propósito. Esta cantidad variará dependiendo del sistema particular para el cual se desea el tratamiento y será influenciada por factores tales como el área sujeta a corrosión , pH , temperatura, cantidad de agua y concentraciones respectivas en el agua de especie corrosiva. Para la mayor parte, la presente invención será efectiva cuando se usa a niveles desde aproximadamente 0.025-50 partes por millón (ppm) de fluido , y de preferencia desde aproximadamente 0.025-1 0 ppm de flu ido contenido en el sistema a ser tratado. La presente invención puede ser ad icionada directamente a l sistema de fluido deseado en una cantidad fija y en un estado de u na solución acuosa, de manera contin ua o interm itente. El sistema de fluido puede ser, por ejemplo, un agua de enfriamiento, agua de caldera, vapor de caldera, limpiador de gas o sistema de pulpa y elaboración de papel. Otros ejemplos de sistemas de fluido los cuales pueden beneficiarse del tratamiento de la presente invención i ncluyen sistem as de transferencia de calor, sistemas de refinería, sistemas de alimentos y bebidas, vapor de utilidad farmacéutica y sistemas refrigerantes mecánicos.

DESCRIPCION DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS La invención será descrita ahora adicionalmente con referencia a una variedad de ejemplos específicos, los cuales serán considerados únicamente como ilustrativos y no como limitantes del alcance de la presente invención. La prueba se realizó en un aparato de prueba de corrosión de laboratorio. El aparato incluyó una fuente de agua deionizada y desoxigenada, una bomba de alta presión, una serie de bombas medidoras para entregar los materiales y sensores asociados. El aparato de prueba para la presente invención incluyó un serpentín de acero suave de 4.8768 m (16 ft) (OD: 0.635 cm (0.25"), ID: 0.3429 cm (0.135")) que se usó como el metal de corrosión. Los detalles de las condiciones experimentales son como sigue: 1. Como fluido se usó agua carbonatada deionizada; 2. Concentración de oxígeno de entrada de 10 ppb; 3. Flujo de 180 ml/min dentro del serpentín de acero suave; 4. Temperatura del serpentín y la solución que fluye se mantuvo a 104°C ± 3°C. Para mejor estabilidad térmica, el serpentín se alojó en una lata calentada llenada con arena. Dos termopares internos monitorearon las temperaturas de entrada/salida del serpentín. La concentración de C02 se mantuvo constante y se midió con un analizador de carbono, Sievers TOC 800. El pH de la solución se estimó a 5.15 ± 0.10. La concentración de hierro total en el fluido a la salida del aparato fue representativa de la corrosión en el serpentín de acero suave. La concentración de hierro fue estimada aproximadamente de manera colorimétrica en el laboratorio con 1 , 1 0 fenantroli na como reactivo , y el contenido de hierro total se determinó med iante plasma acoplado inductivo (I CP) . El porcentaje de inhibición de corrosión se calculó com o la diferencia en la concentración de hierro total a la salida del serpentín entre el serpentín si n tratar (Fe ppm UT) a las condiciones de la corrida y la concentración de hierro total que sale del serpentín tratado quím icamente (Fe ppm T) a las m ismas condiciones experimentales : % de inhibición de corrosión = ((Fe ppm UT) - Fe ppm T)) x 1 00)/(Fe ppm UT). La cinética de la liberación de hierro fue seguida por el serpentín sin tratar y para alg unas corridas tratadas . El serpentín de hierro sin tratar se equili bró rápidamente, en 4 a 8 horas. Los sig uientes resultados fueron para tiem pos de equilibrio de 20-26 horas para cada concentración. Du rante ese tiem po , con el fin de seguir la cinética de la liberación de hierro, las muestras de fluido de salida fueron tomadas y analizadas para contenido de hierro total. Los cálculos del porcentaje de inhibición dado por el quím ico se realizaron usando la concentración total de hierro medida al final del tiempo de equil ibrio fijado (20-26 horas) . Antes y después de cada corrida, el serpentín de hierro fue desconectado del aparato, activado, reconectado y se perm itió que alcanzara el equil ibrio en concentración de hierro total antes del inicio del tratamiento. La concentración de hierro total medida es referida como (Fe ppm UT) en la fórmula anterior. La lecitina de la soya , disponible de Fluka GmbH , se probó como un in h ibidor de corrosión en el aparato de prueba con el procedimiento descrito antes. El químico es conocido como 3-sn fosfatidilcolina de soya, fosfatidil colina, L-a-Lecitina; L-a-fosfatidilcolina. Notar que el químico no es soluble en agua, pero emulsifica fácilmente en agua. La Tabla 1 presenta el porcentaje de inhibición de corrosión obtenido cuando la lecitina se alimentó al serpentín de hierro en el aparato de prueba. Las concentraciones de hierro total según se midieron mediante ICP fueron usadas para calcular el porcentaje de inhibición. Los resultados demostraron que el químico estuvo actuando como un inhibidor de corrosión de metal.

TABLA 1 % de inhibición de corrosión cuando se alimentó lecitina Los aceites de soya refinado y crudo también se probaron como inhibidores de corrosión en el aparato de prueba de corrosión, siguiendo el mismo procedimiento como se describe antes. Notar que los aceites usados no son solubles en agua. Con el fin de alimentarlos en el agua de prueba, los materiales fueron emulsificados. Un éster de ácido graso de sacarosa (éster de sacarosa - un surfactante sol uble en agua, no iónico) a aproximadamente 10% en peso del aceite se usó para este propósito. Para formar la emulsión , el aceite se adicionó en pequeñas cantidades a una solución del éster en agua a 60-65°C , con agitación vigorosa. Las Tablas 2 y 3 m uestran los resultados en porcentaje de inhibición de corrosión del metal obtenido. El resultado demostró que las emulsiones actuaron como un in h ibidor de corrosión de metal.

TABLA 2 % de inhibición de corrosión con aceite de soya refinado Corrida Aceite de soya refinado (ppm) % de inh ibición de Fe 1 0 0 1 0.34 8.0 1 0.86 21 1 1 .1 28 2 0 0 2 1 7 2 2.2 65 3 0 0 3 1 .05 1 0 3 3.19 16 4 0 0 4 0.99 32 4 2.01 83 TABLA 3 % de inh ibición de corrosión obtenido con aceite de soya crudo em u lsificad o Aunq ue esta invención ha sido descrita con respecto a modalidades particu lares de la mism a, es evidente que otras numerosas formas y modificaciones de esta invención serán obvias para aq uéllos expertos en la técn ica. Las reivindicaciones anexas en esta invención generalmente deberían ser interpretad as para cubrir todas esas formas y modificaciones obvias, las cuales están dentro del espíritu y alcance verdadero de la presente invención.

Claims

REIVI N DICACION ES

1 . Un método para inhibir la corrosión en superficies metálicas en contacto con un flu ido contenido en un sistema de fluido industrial, el cual comprende adicionar a tal fluido una cantidad control adora de corrosión efectiva de un tratam iento seleccionado de un compuesto de fosfoglicérido y aceite de soya.

2. El método como se declara en la reivindicación 1 , en donde dich o com puesto de fosfoglicérido es seleccionado del grupo q ue consiste de fosfatidi l colina, fosfatidil etanolam ina y fosfatidi l serina.

3. El método como se declara en la reivindicación 1 , en donde dicho sistema de fluido es seleccionado del g rupo q ue consiste de sistemas de transferencia de calor, sistemas de refinería , sistemas de alimentos y bebidas, vapor de utilidad farmacéutico y sistemas refrigerantes mecánicos .

4. El método como se declara en la reivindicación 1 , en donde dicho com puesto es adicionado al sistema de fluido a niveles de tratamiento de activo que varían desde aproximadamente 0.025 hasta aproximadamente 50 partes por m il lón .

5. El método como se reclama en la reivindicación 4, en donde dicho com puesto es adicionado al sistema de fluido a niveles de tratamiento de activo q ue varían desde aproximadamente 0.025 hasta aproximadamente 10 partes por millón .

6. Un método para inhibir la corrosión de dióxido de carbono en superficies metálicas en contacto con un flu ido contenido en un sistema de fluido i ndustrial , el cual comprende adicionar a tal fluido u na cantidad controladora de corrosión efectiva de un tratam iento seleccionado de un com puesto de fosfatidil colina y aceite de soya.

7. El método com o se declara en la reivindicación 6, en donde dicho sistem a de fluido es seleccionado del g rupo q ue consiste de sistemas de transferencia de calor, sistemas de refinería, s istemas de alimentos y bebidas, vapor de util idad farmacéutica y sistemas refrigerantes mecánicos .

8. El método como se declara en la reivindicación 6, en donde dicho compuesto de fosfatidil colina es derivado de aceite de soya .

9. El método como se declara en la reivindicación 6, en donde dicho com puesto es adicionado al sistema de fluido a niveles de tratamiento de activo q ue varían desde aproximadamente 0.025 hasta aproximadamente 50 partes por millón . 1 0. El método como se declara en la reivindicación 9 , en donde dich o compuesto es adicionado al sistema de fluido a niveles de tratamiento de activo q ue varían desde aproxi madamente 0.025 hasta aproximadamente 1 0 partes por millón . RESU ME N La presente invención proporciona un método efectivo para inhibir la corrosión en superficies metálicas en contacto con un fluido contenido en un sistema industrial, el cual incluye adicionar a tal fluido una cantidad control adora de corrosión efectiva de un com puesto de fosfoglicérido o un aceite de soya emulsificado. (54) Titulo: INHIBICION DE CORROSION EN SISTEMAS DE FLUIDO (57) Resumen: La presente i nvención proporciona un método efectivo para inhibir la corrosión en superficies metálicas en contacto con un fluido contenido en un sistem a industrial, el cual incluye adicionar a tal fluido una cantidad controladora de corrosión efectiva de un compuesto de fosfog licérido o un aceite de soya em ulsificado.