PL207236B1

PL207236B1 - Środek antykorozyjny i antyosadowy

Info

Publication number: PL207236B1
Application number: PL381417A
Authority: PL
Inventors: Marian Kozupa; Wojciech Jerzykiewicz; Jolanta Sajewicz; Jan Gniady; Renata Fiszer; Sławomir Twardowski; Marian Maciejko; Marek Szymonik
Original assignee: Inst Ciężkiej Syntezy Organicznej Blachownia; Przedsiębiorstwo Usługowo Badawcze Ekochem Społka Z Ograniczoną Odpowiedzi
Priority date: 2006-12-28
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2010-11-30
Also published as: PL381417A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest środek antykorozyjny i antyosadowy przeznaczony zwłaszcza do ochrony przed korozją i osadzaniem się osadów eksploatacyjnych w układach wodno parowych oraz zamkniętych wodnych systemach grzewczych.

Znane są środki przeznaczone do zapobiegania korozji i odkładaniu się osadów takie jak: hydrazyna, fosforan trisodowy, siarczyn sodowy i inne.

Z polskiego opisu patentowego 103862 znany jest ś rodek przeznaczony do zapobiegania korozji żelaza i odkładania się osadów składający się z 77,1:90,1% wagowych azotynu sodowego, 1,5: 5,14% wagowych tertboranu sodowego, 3,0:5,14% wagowych węglanu sodowego, 0,45:1,03% wagowych wersenianu disodowego i pochodnych amin trzeciorzędowych w ilości 1,28% wagowych. Środek ten ze względu na zalecaną dużą dawkę, wynoszącą 2 kg/m³ oraz na toksyczność nie może być stosowany w przypadku, gdy nośnik ciepła podgrzewa w wymiennikach wodę sanitarną.

Z polskiego opisu patentowego 58758 znany jest środek przeznaczony do zapobiegania korozji i powstawaniu osadów zawierający inhibitor w postaci krzemianu sodowego uszlachetnionego związkami organicznymi charakteryzującymi się obecnością co najmniej jednej grupy -N(CH2COOH)2 bądź ich soli sodowych, potasowych, litowych lub amonowych w ilości 0,1 : 5% wagowych w stosunku do zawartości krzemianów w roztworze. Środek ten przy niskich stężeniach krzemianu sodowego nie chroni powierzchni stalowych przed korozją wżerową, zaś przy wyższych stężeniach wytrąca się z niego osad krzemianów.

Znany z polskiego opisu patentowego 136710 środek przeciwkorozyjny, antyosadowy i biocydowy zawiera kwas nitrylotrimetylofosfonowy lub rozpuszczalne jego sole, kwas polikarboksylowy lub jego sole lub jego bezwodniki oraz organiczne lub nieorganiczne sole cynku. Środek ten ma dobre właściwości antykorozyjne i antyosadowe, ale przez jego stosowanie wprowadza się do systemu duże ilości soli powodujących zasolenie wody grzewczej.

Znany z polskiego opisu patentowego 73617 środek antykorozyjny stosowany w urządzeniach parowych składa się z 0,002: 10 części wagowych oksyetylenowanych wyższych amin, 0: 10 części wagowych wyższych amin i wody. Środek ten zwiększa odporność powierzchni metalowych na korozję, ale ma minimalne zdolności usuwania kamienia z powierzchni metalu.

Środek znany z opisu patentowego 128781 składa się z 90: 99,5% wagowych soli kwasów tłuszczowych z alkilodipolioksyetylenoaminami oraz 0,5:10% formaliny. Środek ten ma właściwości antykorozyjne i antyosadowe, ale również ma niewielkie zdolności usuwania kamienia z powierzchni metalu.

Z polskiego opisu patentowego 193491 znany jest środek składający się z 10: 50 części wagowych dietanoloaminy, 0,1:20 części wagowych N-alkiloaminy, 0,1:20 części wagowych N-alkilopropano1,3-diaminy oraz 0,05:3 części wagowych emulgatora. Środek ten ma właściwości antykorozyjne i antyosadowe ale jego stosowanie w kotłach parowych o nadciśnieniu powyżej 12 MPa nie zapewnia odpowiednich zawartości żelaza w parze to jest poniżej 20 μg/dm³.

Znany z polskiego opisu patentowego 202585 środek zawierający 0,01:20 części wagowych tertalkilo(C16: C20)aminy oraz ewentualnie do 20 części wagowych N-alkilo(C8: C18)propano1,3-diaminy zapewnia wprawdzie utrzymanie niskiego stężenia amoniaku w parze, ale jego stosowanie nie gwarantuje utrzymania odpowiednio niskiej zawartości żelaza w parze.

Celem wynalazku było opracowanie receptury środka, który dozowany w niewielkich ilościach do obiegów wodno parowych zapewniłby skuteczną ochronę przed korozją i odkładaniem się osadów oraz by jego stosowanie nie powodowało wzrostu zawartości żelaza w parze do stężenia powyżej 20 Lig/drn³.

Nieoczekiwanie okazało się, że środek zawierający N-alkilo(C20:C22)propano1,3-diaminę w mieszaninie z N-alkilo(C14: C18)propano1,3-diaminą i ewentualnie N-alkilo(C14: C18)aminą i ewentualnie niskocząsteczkową aminę neutralizującą oraz emulgatorem hamuje procesy korozji systemów grzewczych ze skutecznością około 97%, a procesy odkładania się osadów ze skutecznością około

95%, przy czym jego stosowanie w obiegach wodno parowych gwarantuje utrzymanie niskiego stęże₃ nia żelaza w parze na poziomie nie przekraczającym 20 μg/dm .

Środek antykorozyjny i antyosadowy według wynalazku zawiera 0,01:15 części wagowych N-alkilo(C20: C22)propano1,3-diaminy, 0,1: 20 części wagowych N-alkilo(C14: C18)propano1,3-diaminy oraz do 20 części wagowych N-alkilo(C14: C18)aminy oraz do 40 części wagowych niskocząsteczkowej aminy lub niskocząsteczkowych amin oraz emulgator w ilości do 10 części wagowych i wodę jako uzupełnienie do 100 części wagowych.

PL 207 236 B1

Środek antykorozyjny i antyosadowy stosuje się w postaci emulsji wodnej. W roli emulgatora stosuje się związki z grupy oksyetylenowanych alkilofenoli, oksyetylenowanych fenoli, oksyetylenowanych alkoholi tłuszczowych, oksyetylenowanych kwasów tłuszczowych, oksyetylenowanych estrów kwasów tłuszczowych lub oksyetylenowanych amidów kwasów tłuszczowych.

Jako niskocząsteczkowe aminy neutralizujące stosuje się aminometylopropanol, dietyloaminoetanol, dimetyloaminoetanol, dietyloizopropyloaminę, metoksypropyloaminę, etanoloaminę, dietanoloaminę, cykloheksyloaminę, piperydynę, morfolinę, benzyloaminę i tym podobne.

Środek może być stosowany w wodnych systemach grzewczych zarówno jako dodatek do wody kotłowej jak i do sieciowej wody grzewczej oraz w układach parowo wodnych. Stosowanie środka nie wymaga dodatkowego uzdatniania wody.

W zależ ności od potrzeb i przeznaczenia środek może być stosowany jako 100% jak i rozcieńczony dowolnym rozpuszczalnikiem w dowolnym stosunku wagowym.

Zaletą środka jest, że można go wprowadzać do obiegów wodno parowych w dowolnym miejscu.

Zaletą środka jest, że można go wprowadzać do obiegów wody grzewczej w dowolnym miejscu.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania.

P r z y k ł a d I

Środek antykorozyjny i antyosadowy zawiera 15 części wagowych dietanoloaminy, 3 części wagowe N-alkilo(C₂₀:C₂₂)propano1,3-diaminy, 2 części wagowe N-alkilo(C₁₄:C₁₈)propano1,3-diaminy, 1,2 części wagowych alkilofenolu oksyetylenowanego średnio 8 molami tlenku etylenu w roli emulgatora oraz 78,8 części wagowych wody.

Środek ten dodaje się w ilości 60 ppm do wody przyjętej w praktyce przemysłowej jako woda modelowa, zawierającej: 4,5 mmola CaCl2/dm³, 2,25 mmola Na2SO4/dm³, 4,0 mmole NaHCO3/dm³.

Skuteczność tego środka do ochrony przed korozją oraz ochrony przed odkładaniem się osadów w stosunku do stali St3S bada się metodą grawimetryczną w sposób ciągły w okresie 30 dób w temperaturze 343 K.

Szybkość rozpuszczania kamienia kotłowego bada się zanurzając w tym roztworze wycinek rury z kotła wodnego o średnicy 25 mm pokryty warstwą kamienia o grubości 2 mm i wygrzewając w autoklawie z mieszadłem przez okres 10 dób w temperaturze 343 K. Mierzy się ubytek masy rury. Szybkość rozpuszczania się kamienia kotłowego oblicza się ze wzoru:

V = (mi-m₂)/st, [g/m²h] gdzie:

mi - masa rury przed wygrzewaniem, g m2 - masa rury po wygrzewaniu, g ₂ s - powierzchnia wewnętrzna rury, m t - czas wygrzewania, h

Skuteczność ochrony przed korozją wynosi 96%, skuteczność ochrony przed odkładaniem się osadów 94% a szybkość rozpuszczania kamienia kotłowego 0,i8 g/m²h.

Wpływ stosowania środka według wynalazku na zawartość żelaza w parze określa się stosując środek w skali przemysłowej w obiegu wodno parowym kotła OP 230 o naturalnym obiegu wody, dwuciągowym, wiszącym, o szczelnie spawanych ścianach komory paleniskowej i kanału konwekcyjnego, wyposażonym w palniki niskoemisyjne. Maksymalna wydajność trwała kotła wynosi 63,89 kg/s, (230 t/h) a minimalna wydajność trwała 38,89 kg/s, (i40 t/h). Ciśnienie pary wynosi i3,5 MPa a temperatura pary 535°C.

Środek według wynalazku dozuje się do wody zasilającej kocioł w takiej ilości, aby jego stężenie w wodzie kotłowej wynosiło 7 ppm. Stężenie żelaza określa się jako średnie stężenie z 40 dób pracy kotła.

₃

Stężenie żelaza w parze wynosi 9 μg/dm .

P r z y k ł a d y II: VII

Przygotowuje się środek o składzie podanym w tabeli i. Skuteczność ochrony przed odkładaniem się osadów oraz szybkość rozpuszczania kamienia kotłowego określa się identycznie jak w przykładzie I. Uzyskane wyniki zawiera tabela.

PL 207 236 B1

T a b e l a

Lp	Rodzaj składnika	Ilość składnika w częściach wagowych
Przykład
II	III	IV	V	VI	VII
1	N-alkilo(C20:C22)propano1,3-diamina	15	0,01	-	0,01	5	5
2	N-alkilo(C14:C18)propano1,3-diamina	0,1	20	20	0,1	3	3
3	N-alkilo(C14:C-i8)amina	-	5	5	20	-	5
4	Amina neutralizująca	1	1	10	25	25	10
5	alkilofenol oksyetylenowany średnio 8 molami tlenku etylenu	2	-	2	0,1	2	1
6	Alkohol stearynowy oksyetylenowany średnio 20 molami tlenku etylenu	-	2	-	-	-	-
7	woda	81,9	71,99	63	54,79	65	76
Skuteczność ochrony przed korozją, %	97	91	89	86	95	93
Skuteczność ochrony przed odkładaniem się osadów, %	94	92	90	81	97	96
Szybkość rozpuszczania kamienia kotłowego, g/m²h	0,21	0,17	0,16	0,11	0,19	0,19
Stężenie żelaza w parze, μ9^1ιτι³	13	30	35	18	15	7

Zastrzeżenie patentowe

Claims

Zastrzeżenie patentowe

Środek antykorozyjny i antyosadowy, znamienny tym, że zawiera 0,01:15 części wagowych N-alkilo(C₂₀: C₂₂)propano1,3-diaminy, 0,1:20 części wagowych N-alkilo(C₁₄:C₁₈)propano1,3-diaminy oraz do 20 części wagowych N-alkilo(C14: C18)aminy oraz do 40 części wagowych niskocząsteczkowej aminy lub niskocząsteczkowych amin oraz emulgator w ilości do 10 części wagowych i wodę jako uzupełnienie do 100 części wagowych.