PL140307B1 - Inhibitor of etching of steel surfaces in sulfuric acid solutions and method of making the same - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest inhibitor trawienia powierzchni stalowych w roztworach kwasu siar¬ kowego i sposób wytwarzania inhibitora trawienia powierzchni stalowych w roztworach kwasu siarkowego.Inhibitor stosowany jest przy usuwaniu zgorze¬ liny, rdzy lub kamienia kotlowego do spowalniania kwasowego wytrawienia powierzchni stalowych w roztworach, zwlaszcza w wodnych roztworach kwasu siarkowego.Wytrawianie moze byc prowadzone jako od¬ dzielny proces oczyszczania przemyslowego po¬ wierzchni stalowych }ub jako jeden z procesów jednostkowych w wielozabiegowych technologiach nakladania powlok ochronnych, takich jak powloki kpnwersyjne, na przyklad fosforanowe, organiczne lub metalowe.W procesie trawienia powierzchni stalowych w kwasie siarkowym stos 14je sie inhibitory, które ograniczaja szybkosc trawienia podloza stalowego bez zmniejszania szybkosci rozpuszczania zgorze¬ liny, rdzy liab kamienia kotlowego.Znane sa inhibitory trawienia w kwasie siarko¬ wym, zmniejszajace szybkosc trawienia podloza stalowego do 99% takie jak sulfotlenek dwubenzylu, znany popi nazwa handlowa „Tardiol D", produkt sulfonowania smól po suchej destylacji wegla, znany E*cl nazwa handlowa „LHW", tiomocznik lub a44ukt tlenku etylenu z alkoholem tluszczo¬ wym. 10 15 20 25 30 Znane sa równiez inhibitory trawienia w kwasie siarkowym z grupy ajfcinpli, omówione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3Q30311.Znany jest inhibitor bedacy mieszanina pochod¬ nej tiomocznika i niejonowego tenzydu, omówiony w polskim opisie patentowym nr 104593.Te inhibitory charakteryzuja sie dosc dobra skutecznoscia hamowania reakcji metalu podloza z kwasem przy jednoczesnym zachowaniu oddzia¬ lywania kwasu na zgorzelinie.Znane inhibitory stosowane sa zwykle w postaci pasty, granulek, proszku lub pastylek. Wada znanych inhibitorów jest znaczny czas potrzebny na rozpuszczenie inhibitora w roztworze trawia¬ cym. Wada znanych inhibitorów uzywanych w postaci stalej jest to, ze w trakcie manipulacji a zwlaszcza przy transporcie ulegaja czesto znacznemu pokruszeniu a duza ich czesc ulega rozkruszeniu na drobny proszek. Stanowi to istotna niedogodnosc, poniewaz nastepuje rozpyle¬ nie inhibitora w powietrzu, pogorszenie warunków bezpieczenstwa i higieny pracy oraz straty pewnej ilosci inhibitora, które wystepuja w wyniku jego rozpylenia.Celem wynalazku jest opracowanie inhibitora trawienia w kwasie siarkowym, zrnniejiszajapegp skutecznie szybkosc trawienia podloza stalowego, nie ulegajacego rozkruszaniu ani rozpylaniu i przy 140 307140 307 tym nadajacego sie do szybkiego rozcienczenia w roztworze trawiacym.Zadaniem wynalazku jest opracowanie inhibitora bedacego stezonym roztworem latwo rozcienczal- nym w roztworze trawiacym, który dodany do roztworu trawiacego o znanym skladzie zasadni¬ czym, powoduje zmniejszenie szybkosci trawienia podloza stalowego bez zmniejszenia szybkosci rozpuszczania zgorzeliny, rdzy lub kamienia kotlo¬ wego. Podloze po wytrawieniu moze byc stosowane równiez do nakladania powlok ochronnych.Zadaniem wynalazku jest równiez okreslenie ilosci skladników inhibitora jakie nalezy dodac do roztworu trawiacego o znanym skladzie zasad¬ niczym oraz okreslenie sposobu wytwarzania inhibitora trawienia.Inhibitor trawienia powierzchni stalowych w roztworach kwasu siarkowego stanowiacy wodny roztwór zawierajacy zwiazki inhibitujace wedlug istoty wynalazku charakteryzuje sie tym, ze za¬ wiera zwiazek alkinylowy o wzorze ogólnym 1, w którym R oznacza H lub CH2OH lub CH2-0- -CH2-OH lub grupe o* wzorze 2 natomiast Ri oznacza CH2 lub CH2-0-CH2 lub CH2-0-CH2-CH- -CL, i/lub zawiera zwiazek o wzorze ogólnym 3, w którym R oznacza H lub grupe o wzorze ogól¬ nym 4 lub o wzorze ogólnym 5 lub o wzorze ogólnym 6, natomiast Ri oznacza CH2 lub CH2-0- -CH2 lub CH2-0-CH2-CH-OH, a Me w obydwu tych wzorach ogólnych oznacza jon metalu alka¬ licznego lub zelaza i/lub czwartorzedowa sól piry¬ dyny o wzorze ogólnym 7, w którym R" oznacza C^H^-SOs" i n jest liczba naturalna od 1 do 4 i/lub czwartorzedowa sól pirydyny o wzorze ogól¬ nym 8, w którym* R oznacza rodnik alkilenowy a X~ oznacza anion chlorowcowy, przy czym zwiazku alkinylowego zawiera od 1 do 30 milimoli na 1 litr roztworu trawiacego a czwartorzedowej soli pirydyny od 5 do ,30 milimoli na 1 litr roztworu trawiacego.Sposób wytwarzania inhibitora trawienia po¬ wierzchni stalowych w roztworach kwasu siarko¬ wego polega na mieszaniu ze soba okreslonych ilosci skladników i wedlug istoty wynalazku charakteryzuje sie tym, ze odmierzona i/lub od- warzona ilosc zwiazku alkinylowego lub wodnego roztworu zwiazku alkinylowego ewentualnie wraz z odwazona i/lub odmierzona iloscia okolo 50% wodnego roztworu czwartorzedowej soli pirydyny, ewentualnie wprowadza sie do okolo 50% wodnego roztworu zwiazku sulfonowego a nastepnie dodaje sie nieco wody, miesza sie po czym uzupelnia sie wode do objetosci 1 litra i wygrzewa sie w tempe¬ raturze 70°C przez kilka godzin a nastepnie po wygrzewaniu uzupelnia sie ubytek wody.Inhibitor trawienia w postaci jednorodnego roztworu wodnego dodaje sie do kapieli trawiacej w ilosciach wynikajacych z potrzeb procesu trawienia, odmierzajac zadana ilosc inhibitora i wprowadzajac ja bezposrednio do calkowitej objetosci kapieli trawiacej.Inhibitor wedlug wynalazku stosuje sie # równiez do trawienia powierzchni stalowych przed proce¬ sem nakladania powlok ochronnych.Inhibitor wedlug wynalazku i sposób jego wy¬ twarzania sa przedstawione w przykladzie wy¬ konania.Przyklad I. 5 milimoli l,4-(|3,|3'-dwuhydroksy) 5 -2-butynu w postaci 20% roztworu wodnego wpro¬ wadza sie do naczynia o pojemnosci 1,5 1, dodaje sie 7 milimoli l-(/?nsulfoetyleno)-pirydyny w postaci roztworu wodnego okolo 50% dodaje sie okolo 50 mililitrów wody, miesza a nastepnie uzupelnia .10 woda do objetosci 1 litra. Poddaje sie wygrzebaniu w temperaturze 70°C przez 4,5 godziny. Po zakon¬ czeniu wygrzewania uzupelnia sie ubytek wody do objetosci 1 litra.Otrzymano 1 litr inhibitora trawienia powierz- 15 chni stalowych w roztworach kwasu siarkowego.Pomiar ograniczenia szybkosci trawienia podloza stalowego przeprowadzono na plytkach stalowych z blachy karoseryjnej zimnowalcowanej o po¬ wierzchni 75 cm2 w temperaturze 75°C, uzywajac 20 wodnego roztworu kwasu siarkowego o stezeniu 20% i inhibitora otrzymanego, tak jak opisano powyzej. Stosowano czas trawienia wynoszacy 1 godzine. Powierzchnie próbek przed trawieniem odtluszczano w benzynie ekstrakcyjnej, suszono 25 i wazono próbki.Skutecznosc dzialania inhibitora wyrazano zdol¬ noscia hamowania reakcji Hr kwasu ze stala i obliczano metoda wagowa wedlug wzoru Hr = 30 45 =^a ^b_.ioo(%), w którym m. oznacza ubytek masy próbki wytrawianej w roztworze A bez inhibitora w gramach a mB oznacza ubytek masy próbki wytrawianej w roztworze B z inhibi¬ torem w gramach. Uzyskano zdolnosc hamowania 135 Hr wynoszaca 99,7%.Przyklad II. Czynnosci przy wytwarzaniu inhibitora i parametry procesu trawienia takie jak w przykladzie I. Zastosowano inhibitor o skladzie: 2-butyn-l,4^dwumetoksydwusulibnian sodowy — 4,5 milimola na litr i dwuchlorek N,N'-etyleno- dwupirydyniowy — 3 milimole na litr. Czas tra¬ wienia 1 godzina. Uzyskano zdolnosc hamowania Hr wynoszaca 99%.Zastrzezenia patentowe 1. Inhibitor trawienia powierzchni stalowych w roztworach kwasu siarkowego stanowiacy wodny roztwór zawierajacy zwiazki inhibitujace, znamien- 50 ny tym, ze zawiera zwiazek alkinylowy o wzorze ogólnym 1, w którym R oznacza H lub CH2^OH lub CH2-0-CH2-OH lub grupe o wzorze 2 natomiast Ri oznacza CH2 lub CH2-0-CH2 lub CH2-0-CH2- -CH-CL i/lub zawiera zwiazek o wzorze ogólnym 3, 55 w którym R oznacza H lub grupe o wzorze ogól¬ nym 4 lub o wzorze ogólnym 5 lub o wzorze ogólnym 6 natomiast Ri oznacza CH2 lub CH2-0- -CH2 lub CH2-0-CH2-CH-OH a Me w obydwu tych wzorach ogólnych oznacza jon metalu alka- 60 licznego lub zelaza i/lub czwartorzedowa sól pirydyny o wzorze ogólnym 7, w którym R~ oznacza CnBt2n-SOa~ i n jest liczba naturalna od 1 do 4 i/lub czwartorzedowa sól pirydyny o wzorze ogól¬ nym 8, w którym R oznacza rodnik alkilenowy « a X~ oznacza anion chlorowcowy, przy czym140 307 zwiazku alkinylowego zawiera od 1 do 30 milimoli na 1 litr roztworu trawiacego a czwartorzedowej soli pirydyny od 5 do 30 milimoli na 1 litr roz¬ tworu trawiacego. 2. Sposób wytwarzania inhibitora trawienia po¬ wierzchni stalowych w roztworach kwasu siarko¬ wego polegajacy na mieszaniu ze soba okreslonych ilosci skladników, znamienny tym, ze odmierzona i/lub odwazona ilosc zwiazku alkinylowego lub wodnego roztworu zwiazku alkinylowego ewentu- 6 10 alnie wraz z odwazona i/lub odmierzona iloscia okolo 50% wodnego roztworu czwartorzedowej soli pirydyny, ewentualnie Wjprowadza sie do okolo 50% wodnego roztworu zwiazku sulfonowego a nastepnie dodaje sie nieco wody, miesza sie po czym uzupelnia sie wode do objetosci 1 litra i wygrzewa sie w temperaturze 70°C przez kilka godzin a nastepnie po wygrzewaniu uzupelnia sie ubytek wody.R-C=R^-0H wzór yi CH2-S0,Me wzór A CH2-0-CH2-CH-0H(Cl) wzór Z Ui-O-CHtSfLMe wzór 5 R-C = C-Rj-SO, Me CH2~0-CH2-CH(0H)S03Me wzór 3 wzór 6 CMN+-K 'o' '5 wzór 7 (CAN-R-NCsHf2X- wzór d PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Inhibitor trawienia powierzchni stalowych w roztworach kwasu siarkowego stanowiacy wodny roztwór zawierajacy zwiazki inhibitujace, znamien- 50 ny tym, ze zawiera zwiazek alkinylowy o wzorze ogólnym 1, w którym R oznacza H lub CH2^OH lub CH2-0-CH2-OH lub grupe o wzorze 2 natomiast Ri oznacza CH2 lub CH2-0-CH2 lub CH2-0-CH2- -CH-CL i/lub zawiera zwiazek o wzorze ogólnym 3, 55 w którym R oznacza H lub grupe o wzorze ogól¬ nym 4 lub o wzorze ogólnym 5 lub o wzorze ogólnym 6 natomiast Ri oznacza CH2 lub CH2-0- -CH2 lub CH2-0-CH2-CH-OH a Me w obydwu tych wzorach ogólnych oznacza jon metalu alka- 60 licznego lub zelaza i/lub czwartorzedowa sól pirydyny o wzorze ogólnym 7, w którym R~ oznacza CnBt2n-SOa~ i n jest liczba naturalna od 1 do 4 i/lub czwartorzedowa sól pirydyny o wzorze ogól¬ nym 8, w którym R oznacza rodnik alkilenowy « a X~ oznacza anion chlorowcowy, przy czym140 307 zwiazku alkinylowego zawiera od 1 do 30 milimoli na 1 litr roztworu trawiacego a czwartorzedowej soli pirydyny od 5 do 30 milimoli na 1 litr roz¬ tworu trawiacego.
2. 2. Sposób wytwarzania inhibitora trawienia po¬ wierzchni stalowych w roztworach kwasu siarko¬ wego polegajacy na mieszaniu ze soba okreslonych ilosci skladników, znamienny tym, ze odmierzona i/lub odwazona ilosc zwiazku alkinylowego lub wodnego roztworu zwiazku alkinylowego ewentu- 6 10 alnie wraz z odwazona i/lub odmierzona iloscia okolo 50% wodnego roztworu czwartorzedowej soli pirydyny, ewentualnie Wjprowadza sie do okolo 50% wodnego roztworu zwiazku sulfonowego a nastepnie dodaje sie nieco wody, miesza sie po czym uzupelnia sie wode do objetosci 1 litra i wygrzewa sie w temperaturze 70°C przez kilka godzin a nastepnie po wygrzewaniu uzupelnia sie ubytek wody. R-C=R^-0H wzór yi CH2-S0,Me wzór A CH2-0-CH2-CH-0H(Cl) wzór Z Ui-O-CHtSfLMe wzór 5 R-C = C-Rj-SO, Me CH2~0-CH2-CH(0H)S03Me wzór 3 wzór 6 CMN+-K 'o' '5 wzór 7 (CAN-R-NCsHf2X- wzór d PL