PL236209B1

PL236209B1 - Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy do instalacji wodnych chłodzących

Info

Publication number: PL236209B1
Application number: PL427221A
Authority: PL
Inventors: Barbara GAŹDZIK; Barbara Gaździk; Stefan PTAK; Stefan Ptak; Kamil Pomykała; Beata Altkorn; Zbigniew PAĆKOWSKI; Zbigniew Paćkowski; Roman Kempiński; Michał PAJDA; Michał Pajda; Mieczysław SOCHA; Mieczysław Socha
Original assignee: Inst Nafty I Gazu Panstwowy Inst Badawczy; Pachemtech Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2018-09-27
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-12-28
Also published as: PL427221A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy do instalacji wodnych chłodzących, stosowany w przemyśle rafineryjnym, petrochemicznym, hutniczym oraz maszynowym i energetycznym.

Przemysłowe wodne instalacje chłodnicze wykonane są głównie ze stali węglowych i stopowych, zawierają elementy wykonane z miedzi i jej stopów, czasami z aluminium. Woda chłodząca recyrkulująca wykazuje na ogół wysoki wskaźnik zagęszczenia (zasolenia), wysoki poziom zasadowości ogólnej, twardości wapniowej i ogólnej, wysoki odczyn pH, często skażenie mikrobiologiczne. Zatem wodne instalacje chłodnicze narażone są na korozję równomierną, korozję wżerową, korozję kawitacyjną, korozję podosadową oraz korozję szczelinową.

W układach wodnych zawierających sole najczęściej występuje korozja elektrochemiczna, wywołana obecnością chlorków, siarczanów, węglanów sodu, potasu, wapnia, magnezu. Przemysłowe obiegi chłodzące narażone są również na intensywną korozję wynikającą z obecności tlenu, a jej intensywność wzrasta wraz ze wzrostem zawartości tlenu w wodzie. W układach wodnych chłodzących, korozja jest również powodowana odczynem pH, gdy jest zbyt niskie, działa negatywnie na stal, gdy zbyt wysokie, działa negatywnie na metale kolorowe. Intensywność korozji wzmaga się również wraz ze wzrostem ilości związków amonowych oraz poziomu mikroorganizmów, które powodują korozję biologiczną MIC (Microbiologically Induced Corrosion).

Drugim ważnym problemem w przemysłowych systemach wodnych jest odkładanie się kamienia na powierzchniach metalowych, wywołane wytrącaniem się soli nieorganicznych. Węglan wapnia CaCO3 i węglan magnezu MgCO3 tworzą kamień węglanowy, natomiast siarczan wapnia, strontu i baru tworzą kamień siarczanowy.

W celu zapobiegania powyższym zjawiskom do instalacji wodnych chłodzących, w tym do przemysłowych instalacji wodnych chłodzących, dozowane są inhibitory korozji, inhibitory kamienia, dyspergatory i biodyspergatory, biocydy.

Znane jest rozwiązanie z opisu patentowego nr US 3580855, w którym opisano kompozycję inhibitora korozji. Kompozycja stosowana jako inhibitor korozji w strumieniach wody obiegowej zawiera estry fosforanowe polioli z dodatkiem soli cynku.

Z kolei w opisie patentowym nr P.150044 opisano sposób zabezpieczenia wodnych układów chłodniczych przed korozją i osadami. Sposób polega na wprowadzaniu w sposób ciągły do wody obiegowej inhibitor zawierający estry polifosforanowe polioli, sole cynku, ligninosulfoniany sodowe i/lub polioksyetylenowaną aminę tłuszczową, rozpuszczone w wodzie, z równoczesnym dozowaniem dyspergatora typu polioksyalkilenodiolu i/lub polioksyalkilenoalkilofenolu.

W innym opisie patentowym o numerze P.153158 opisano środek inhibitujący korozję i antyosadowy, do ochrony otwartych i zamkniętych wodnych układów chłodzących i ogrzewczych oraz urządzeń i instalacji zawierających wodę uzdatnioną. Opisany środek zawiera produkt reakcji kwasu fosforowego z odpadami skór naturalnych pochodzenia zwierzęcego, zobojętniony alifatycznymi aminami i/lub alkanoloaminami oraz związki cynku.

Natomiast w opisie patentowym P.170058 przedstawiono sposób zabezpieczania zagęszczonych wodnych układów chłodzących przed korozją i osadami. Sposób polega na wprowadzaniu do wody w sposób ciągły inhibitor zawierający sól sodową lub potasową kwasu aminotrój(metylenofosfonowego), sól sodową lub potasową kopolimeru blokowego kwasu akrylowego i kwasu maleinowego, związek z grupy azoli oraz dodatkowo wprowadza się w sposób ciągły biodyspergator, a także okresowo biocyd, lub ewentualnie środek myjąco-dyspergujący typu fenolowych związków polioksyalkilenowanych.

Z kolei w opisie patentowym P.182943 opisano sposób otrzymywania inhibitora korozji do ochrony metali konstrukcyjnych w wodach myjących, zrzutowych, ściekowych, w przemyśle rafineryjnym i petrochemicznym. W sposobie tym wykorzystuje się inhibitor korozji, który zawiera pochodną imidazoliny modyfikowaną w trakcie kondensacji urotropiną lub formaldehydem z mocznikiem, następnie poddanej neutralizacji kwasem, korzystnie octowym, α-hydroksypropionowym lub cytrynowym, z dodatkiem dyspergatorów takich jak oksyetylenowany nonylofenol lub jego mieszaninę z solą disodową monoestru kwasu sulfobursztynowego.

W opisie patentowym numer P.188818 opisano środek do wodnych układów chłodzących, zawierający biologicznie rozkładalne polimery. Środek ten zawiera biologicznie rozkładalne polimery organiczne o średniej masie cząsteczkowej większej niż 500 i charakteryzuje się tym, że, wodna faza

PL 236 209 B1 układu chłodzącego zawiera dodatkowo 0,05 do 5 mg/l środka utleniającego o standardowym potencjale red-ox bardziej dodatnim niż tlen. Wykorzystany środek utleniający należy do grupy: nadtlenek wodoru, chloru, brom, dwutlenek chloru, podchloryny, podbrominy i ozon, a ponadto zawiera znane inhibitory korozji i kamienia, z tym, że korzystnie stosowane polimery i ich pochodne są wybrane spośród polisacharydów, poliglikozydów, poliglukozydów, utlenionej celulozy, utlenionej skrobi, utlenionej dekstryny i białek oraz organiczny polimer zawierający co najmniej 80% molowych kwasu asparginowego.

Ponadto znana jest kompozycja inhibitująca do zabezpieczania wodnych układów chłodzących, zwłaszcza zagęszczonych, przed korozją i osadami ujawniona w opisie patentowym P.193763. Zawiera ona od 6 do 25 części wagowych produktu wygrzewania kwasu aminotrójmetylenofosfonowego z formamidem lub z N,N-dwumetyloformamidem lub z dwuamidem kwasu węglowego, od 1 do 10 części wagowych kopolimeru akrylowo-maleinowego o masie cząsteczkowej od około 600 do około 12000 i/lub od 1 do 15 części wagowych kopolimeru kwasu akrylowego i kwasu 2-akryloamido-2-metylo-propylosulfonowego o masie cząsteczkowej od około 1000 do około 10000, od 2 do 10 części wagowych kwasu hydroksyetylideno-1,2-dwufosfonowego, od 2 do 10 części wagowych kwasu 2-fosfonobutanotrójkarboksylowego, od 0 do 5 części wagowych benzotriazolu lub tolilotriazolu oraz zawiera mieszaninę soli monoestru kwasu sulfobursztynowego oksyetylenowanego alkoholu laurylowego i soli polioksyetylenoalkiloaminy w ilości 0-40% wagowych łącznej masy pozostałych składników. W odmianach kompozycja zawiera jako jeden ze składników produkt wygrzewania kwasu hydroksyetylideno-1,2-dwufosfonowego z jednym z wymienionych wyżej związków amidowych albo produkt wygrzewania kwasu 2-hydroksyfosfonooctowego z jednym z tych związków amidowych.

Wadą wielu znanych ze stanu techniki inhibitorów korozji i inhibitorów kamienia oraz ich pakietów, przeznaczonych do ochrony wodnych układów chłodzących, jest ich niska skuteczność. Częstą wadą znanych ze stanu techniki inhibitorów korozji do wodnych układów chłodzących jest całkowity brak właściwości przeciwdziałania tworzeniu się i odkładaniu kamienia na powierzchniach wymiany ciepła w instalacjach. Z kolei znane ze stanu techniki inhibitory kamienia do wodnych układów chłodzących wykazują słabe właściwości przeciwkorozyjne lub ich całkowity brak i nie zapobiegają wystarczająco przed korozją równomierną i wżerową, szczególnie w układach zawierających duże ilości tlenu.

Równoczesne dozowanie inhibitora korozji i inhibitora kamienia często powoduje dezaktywację jednego z nich, z uwagi na niepożądane reakcje pomiędzy nimi oraz wytrącanie się osadów.

Ponadto brak im kompatybilności z mocno zagęszczonymi wodami obiegowymi, co powoduje ich wytrącanie się, a tym samym niedostateczną ochronę przeciwkorozyjną i przeciwosadową.

Niektóre obecne na rynku inhibitory korozji do wodnych układów chłodzących są toksyczne. Szczególnie niebezpieczne są inhibitory zawierające żrące substancje, czy też substancje toksyczne dla środowiska naturalnego i pracowników obsługujących instalacje, jak np. alkilofenole i ich pochodne, hydrazyna, azotyny i dietanoloaminy. Dietanoloaminy w zetknięciu z azotynami obecnymi w inhibitorze lub naturalnie obecnymi w wodzie, tworzą rakotwórcze nitrozoaminy.

Największym jednak mankamentem obecnych na rynku środków chemicznych do układów wodnych chłodzących jest potrzeba dozowania ich osobnymi pompami dozującymi. Osobno dozowane są inhibitory korozji, inna pompa podaje inhibitory kamienia, kolejna pompa dozuje dyspergatory i biodyspergatory, a jeszcze inna biocydy. Takie dozowanie jest nie tylko uciążliwe, ale również kosztowne.

Celem wynalazku jest stworzenie wielofunkcyjnego pakietu przeciwkorozyjnego i antyosadowego do instalacji wodnych chłodzących, który będzie posiadał wysokie właściwości przeciwkorozyjne, przeciwdziałające tworzeniu się kamienia i osadów. Jego skład będzie zapobiegał tworzeniu się i wytrącaniu się osadów soli nieorganicznych, głównie węglanów wapnia oraz zapobiegał wszystkim rodzajom korozji. Ponadto dozowanie pakietu będzie odbywało się przy wykorzystaniu jednej pompy, co w znaczny sposób ograniczy koszty.

Cel ten osiągnięto w rozwiązaniu według wynalazku, w którym wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy do instalacji wodnych chłodzących zawierający pochodne kwasu fosfonowego, pochodne kwasu poliasparginowego, aminy, charakteryzuje się tym, że zawiera: od 0,05 do 90% masowych biodegradowalnego dietanoloamidu kwasów tłuszczowych, od 0,5 do 60,0% masowych co najmniej jednej aminy, od 0,1 do 60,0% masowych soli sodowej kwasu poliasparginowego, od 0,05 do 60,0% masowych pochodnej kwasu fosfonowego, od 10,0 do 99,6% masowych co najmniej jednego rozpuszczalnika rozpuszczalnego w wodzie.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy może zawierać dodatkowo od 0,05 do 15,0% masowych soli kwasu monokarboksylowego i pochodnej imidazoliny.

PL 236 209 B1

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy może również zawierać dodatkowo od 0,05 do 50,0% masowych co najmniej jednego znanego składnika wybranego spośród znanych inhibitorów korozji i inhibitorów kamienia.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy korzystnie gdy zawiera dodatkowo od 0,001 do 0,2% masowych środka przeciwpiennego.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy może dodatkowo zawierać od 0,001 do 10,0% masowych znanego inhibitora korozji miedzi rozpuszczalnego w wodzie.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy korzystnie, gdy zawiera dodatkowo od 0,001 do 10,0% masowych znanych biocydów nieutleniających 2-bromo-2-nitro-propanol-1,3-diol i/lub mieszaninę 5-chloro-2-metylo-2-H-izotiazol-3-onu i 2-metylo-2-H-izotiazol-3-onu.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy korzystnie, gdy biodegradowalny dietanoloamid kwasów tłuszczowych stanowi biodegradowalny, o łącznej masie cząsteczkowej około 200 do 500, dietanoloamid kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego RCON (C2H5OH)2, gdzie R - tj. rodnik alkilowy kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego C16-C18, lub gdy biodegradowalny dietanoloamid kwasów tłuszczowych stanowi biodegradowalny, o łącznej masie cząsteczkowej około 200 do 500, dietanoloamid kwasów tłuszczowych oleju kokosowego RCON (C2H5OH)2, gdzie R - rodnik alkilowy kwasów tłuszczowych oleju kokosowego C12-C16.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy jako aminę zawiera N,N-dietylohydroksyloaminę i trietanoloaminę lub mieszaninę N,N-dietylohydroksyloaminy i trietanoloaminy z monoetanoloaminą lub 3-metoksypropyloaminą lub morfoliną.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy charakteryzuje się tym, że zawiera sól sodową kwasu poliasparginowego (C4H4NNaOs)n, o masie cząsteczkowej od 1000 do 15000, o stężeniu w wodzie co najmniej 38%, o pH 8,5 do 11,5, o gęstości około 1,3 g/cm³ i lepkości 20-60 mPas w 20°C.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy ma pochodną kwasu fosfonowego, zawierającą sól sodową Na (2-9) kwasu dietylenotriaminopenta(metylenofosfonowego) o stężeniu w wodzie co najmniej 30%, o pH od 6 do 8 i gęstości około 1,3 g/cm³, korzystnie sól sodową Na (7) kwasu dietylenotriaminopenta(metylenofosfonowego) Na(7)DTPMP, stężeniu 31-33% w wodzie.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy zawiera rozpuszczalnik rozpuszczalny w wodzie stanowiący wodę zdemineralizowaną o odczynie pH zbliżonym do 7,0 lub mieszaninę wody zdemineralizowanej o odczynie pH zbliżonym do 7,0 z glikolem lub niskocząsteczkowym alkoholem lub butyloglikolem lub butylodiglikolem lub polioksyetylenoglikolem.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy charakteryzuje się tym, że sól kwasu monokarboksylowego i pochodnej imidazoliny stanowi sól kwasu octowego i mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny o wzorach (1) i (2), przy zachowaniu stosunku masowego mieszaniny związków o wzorach ogólnych (1), (2) do kwasu monokarboksylowego (1) : 0,4-0,7, korzystnie (1): 0,5.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy zawiera co najmniej jeden znany związek wybrany spośród: benzoesan sodu o pH 10% roztworu w wodzie wynoszącym 9,0 lub boran monoetanoloaminy o pH 1 % roztworu w wodzie wynoszącym około 9,0 lub askorbinian sodu o pH 10% roztworu w wodzie wynoszącym od 6,5 do 8,0 lub izo-askorbinian sodu o pH 10% roztworu w wodzie wynoszącym od 5,5 do 8,0 lub winian sodowo-potasowy o pH 5% roztworu w wodzie wynoszącym od 6,5 do 8,5 lub glukonian sodu lub fosforan trójsodowy o pH 1% roztworu w wodzie wynoszącym od 11,5 do 12,5 lub kwas amidosulfonowy, korzystnie benzoesan sodu o pH 10% roztworu w wodzie wynoszącym 9,0 lub boran monoetanoloaminy o pH 1% roztworu w wodzie wynoszącym około 9,0 lub fosforan trójsodowy o pH 1% roztworu w wodzie wynoszącym od 11,5 do 12,5 lub ich mieszaniny.

Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy korzystnie ma inhibitor korozji miedzi rozpuszczalny w wodzie, który zawiera pochodną tolutriazolu i/lub pochodną benzotriazolu.

Zaletą takiego rozwiązania jest stworzenie wielofunkcyjnego pakietu przeciwkorozyjnego i antyosadowego do instalacji wodnych chłodzących, posiadającego wysokie właściwości przeciwkorozyjne, przeciwdziałającego tworzeniu się kamienia i osadów, dzięki synergizmowi składników. Wielofunkcyjny pakiet według wynalazku zapobiega tworzeniu się i wytrącaniu się osadów soli nieorganicznych, głównie węglanów wapnia oraz dysperguje już wytworzone osady węglanów. Ponadto, zapobiega wszystkim rodzajom korozji i jest skuteczny w szerokim zakresie parametrów wody obiegowej. Wielofunkcyjny pakiet nie zawiera rakotwórczych związków tj. azotynów, dietanoloaminy, chromianów i hydrazyny, a jego zastosowanie przyczynia się do przedłużenia żywotności chronionych instalacji i aparatów w instalacjach wodnych chłodzących, ograniczenia kosztów remontowych i ograniczenie czasu postoju remontowego.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania opisano poniżej.

PL 236 209 B1

P r z y k ł a d 1

Do mieszalnika wprowadzono 248 kg (24,8% masowych) wody zdemineralizowanej i 300 kg (30,0% masowych) alkoholu izopropylowego, następnie wprowadzono 100 kg (10,0% masowych) dietanoloamidu kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego o masie cząsteczkowej około 400, 150 kg (15,0% masowych) soli sodowej kwasu poliasparginowego, o pH 1% roztworu wynoszącego 9,8 i 150 kg (15,0% masowych) soli sodowej kwasu dietylenotriaminopenta(metylenofosfonowego) o pH 1% roztworu wynoszącego 7,2. Całość wymieszano, następnie wprowadzono 40 kg (4,0% masowych) N,N-dietylohydroksyloaminy, 1 kg (0,1% masowych) inhibitora korozji miedzi Irgamet 42,1 kg (0,1% masowych) benzoesanu sodu oraz 10 kg (1,0% masowych) znanego biocydu 2-bromo-2-nitro-propanol-1,3-diol i mieszaninę 5-chloro-2-metylo-2-H-izotiazol-3-onu i 2-metylo-2-H-izotiazol-3-onu. Po całkowitym rozpuszczeniu w temperaturze pokojowej uzyskano Wielofunkcyjny pakiet w ilości 1000 kg (100% masowych), stanowiący klarowną jednorodną ciecz, barwy bursztynowej, o temperaturze płynięcia - 18°C i odczynie pH 7,0 w temperaturze 20°C.

P r z y k ł a d 2

Do mieszalnika wprowadzono 479 kg (47,9% masowych) wody zdemineralizowanej i 10 kg (1,0% masowych) glikolu propylenowego, następnie wprowadzono 50 kg (5,0% masowych) dietanoloamidu kwasów tłuszczowych oleju kokosowego o masie cząsteczkowej około 300, 260 kg (26,0% masowych) soli sodowej kwasu dietylenotriaminopenta(metylenofosfonowego) o pH 1% roztworu wynoszącego 7,2 oraz 100 kg (10,0% masowych) soli sodowej kwasu poliasparginowego o pH 1% roztworu wynoszącego 9,8. Całość wymieszano, następnie wprowadzono 100 kg (10,0% masowych) N,N-dietylohydroksyloaminy, 1 kg (0,1% masowych) askorbinianu sodu. Po całkowitym rozpuszczeniu w temperaturze pokojowej uzyskano Wielofunkcyjny pakiet w ilości 1000 kg (100% masowych), stanowiący klarowną jednorodną ciecz, barwy bursztynowej, o temperaturze płynięcia - 18°C i odczynie pH 7,4 w temperaturze 20°C.

P r z y k ł a d 3

Do mieszalnika wprowadzono 10 kg (1,0% masowych) wody zdemineralizowanej i 429,5 kg (42,95% masowych) glikolu etylenowego, następnie wprowadzono 250 kg (25,0% masowych) dietanoloamidu kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego o masie cząsteczkowej około 400 daN o raz 200 kg (20,0% masowych) N,N-dietylohydroksyloaminy i 50 kg (5,0% masowych) trietanoloaminy. Całość ujednorodniono, następnie wprowadzono 50 kg (5,0% masowych) soli sodowej kwasu poliasparginowego o pH 1% roztworu wynoszącego 9,0. Po ujednorodnieniu wprowadzono 0,5 kg (0,05 masowych) soli sodowej kwasu dietylenotriaminopenta(metylenofosfonowego) o pH 1% roztworu wynoszącego 7,5. Całość wymieszano, następnie wprowadzono 10 kg (1,0% masowych) boranu monoetanoloaminy o pH 1% roztworu 9,5. Po całkowitym rozpuszczeniu w temperaturze pokojowej uzyskano Wielofunkcyjny pakiet w ilości 1000 kg (100% masowych), stanowiący klarowną jednorodną ciecz, barwy bursztynowej, o temperaturze płynięcia - 24°C i odczynie pH 8,5 w temperaturze 20°C.

P r z y k ł a d 4

Do mieszalnika wprowadzono 465 kg (46,5% masowych) wody zdemineralizowanej i 100 kg (10,0% masowych) polioksyetylenoglikolu, zawierającego 6 cząsteczek tlenku etylenu, o łącznej masie cząsteczkowej 300, całość wymieszano. Następnie wprowadzono 20 kg (2,0% masowych) dietanoloamidu kwasów tłuszczowych oleju kokosowego o masie cząsteczkowej około 300, 105 kg (10,5 masowych) soli sodowej kwasu dietylenotriaminopenta(metylenofosfonowego) o pH 1% roztworu wynoszącego 7,5 oraz 200 kg (20,0% masowych) soli sodowej kwasu poliasparginowego o pH 1% roztworu wynoszącego 9,6. Całość wymieszano, następnie wprowadzono 10 kg (1,0% masowych) kwasu amidosulfonowego oraz 100 kg (10,0% masowych) N,N-dietylohydroksyloaminy. Po całkowitym rozpuszczeniu w temperaturze pokojowej uzyskano Wielofunkcyjny pakiet w ilości 1000 kg (100% masowych), stanowiący klarowną jednorodną ciecz, barwy bursztynowej, o temperaturze płynięcia - 15°C i odczynie pH 7,2 w temperaturze 20°C.

P r z y k ł a d 5

Do mieszalnika wprowadzono 250 kg (25,0% masowych) alkoholu izopropylowego oraz 257 kg (25,7% masowych) wody zdemineralizowanej, całość wymieszano. Następnie wprowadzono 300 kg (30,0% masowych) dietanoloamidu kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego o masie cząsteczkowej około 400, 65 kg (6,5% masowych) soli sodowej kwasu dietylenotriaminopenta(metylenofosfonowego) o pH 1% roztworu wynoszącego 7,0 oraz 65 kg (6,5% masowych) soli sodowej kwasu poliasparginowego o pH 1% roztworu wynoszącego 10,2. Całość wymieszano, następnie wprowadzono 3 kg (0,3% masowych) soli kwasu octowego i mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny wg. przykładu 6, przy zachowaniu stosunku masowego zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny do kwasu

PL 236 209 Β1 octowego 1: 0,5, o pH 1% roztworu wynoszącego 7,0. Następnie wprowadzono 30 kg (3,0% masowych) fosforanu trójsodowego dwunastowodnego. Po ujednorodnieniu składników wprowadzono 30 kg (3,0% masowych) Ν,Ν-Dietylohydroksyloaminy. Po całkowitym rozpuszczeniu w temperaturze pokojowej uzyskano Wielofunkcyjny pakiet w ilości 1000 kg (100% masowych), stanowiący klarowną jednorodną ciecz, barwy bursztynowej, o temperaturze płynięcia - 31°C i odczynie pH 7,4 w temperaturze 20°C.

Przykład 6

Do reaktora wprowadzono 103,17 kg (1 mol) dietylenotriaminy, 254,22 kg (0,90 mola) kwasów tłuszczowych oleju talowego i 10,11 kg (0,05 mola) kwasu sebacynowego. Zawartość ogrzewano przy ciągłym mieszaniu mieszadłem mechanicznym i dodatkowo stosowano barbotaż azotem w celu usunięcia wody powstającej podczas reakcji. Po uzyskaniu temperatury 150°C utrzymywano ją przez 3 godziny do uzyskania produktu o liczbie kwasowej 6,3 mg KOH/g, a następnie ogrzewano nadal, aż do osiągnięcia temperatury 220°C. Reakcję prowadzono 2 godziny, utrzymując temperaturę na stałym poziomie 220°C i równocześnie stosując barbotaż azotem w celu usunięcia wody z reakcji. Uzyskano 308 kg produktu (mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny) o liczbie kwasowej 0,8 mg KOH/g.

Przykład 7

Badania właściwości przeciwkorozyjnych Wielofunkcyjnego pakietu według wynalazku, prowadzono wg testu Wheel Test zgodnie z normą NACE 1 D 182 „Wheel Test Method Used for Evaluation of Film-Persistent Corrosion Inhibitors for Oilfield Applications”.

Jest to konwencjonalna metoda badania ubytku masy, stosowana do oceny wydajności inhibitora poprzez symulację ciągłego przepływu medium korozyjnego.

Do badań zastosowano wodę obiegową z układu chłodzącego w rafinerii o odczynie pH 8,5, o twardości ogólnej 20 stopni niemieckich, twardości węglanowej 12 stopni niemieckich i zawartości tlenu 7,5 mg/litr, oraz wodę zasilającą o odczynie pH 7,8, o twardości ogólnej 15 stopni niemieckich, twardości węglanowej 9 stopni niemieckich i zawartości tlenu 9,2 mg/litr.

Badania wykonano, zgodnie z normą, dla płytek stalowych Shimstock, w temperaturze 65°C, przy ciśnieniu 1 atmosfery, w czasie 72 godzin, przy szybkości obrotowej butelek testowych 15 obrotów na minutę.

Do butelek o pojemności 200 ml, z których wcześniej usunięto powietrze, wprowadzano wodę obiegową lub zasilającą w ilości 100 ml. Następnie wprowadzano Wielofunkcyjny pakiet według wynalazku wg przykładu 1,2, 3, 4, 5 w ilości 50 do 100 ppm. Do tak przygotowanych butelek wprowadzono płytki metalu. Butelki szczelnie zamknięto i umieszczono w termostacie w temperaturze 65,5°C, w aparacie obrotowym, który obracał się z prędkością 30 obrotów/minutę. Test prowadzono przez okres 72 godzin. Po badaniu wyjmowano z butelek próbki metalu, przemywano alkoholem izopropylowym, poddawano działaniu 10% roztworu kwasu solnego przez okres 10-15 sekund. Próbki metalu następnie przemywano wodą i alkoholem, po czym ważono z dokładnością 0,1 mg. Oceniano ubytek masy próbki metalu, dodatkowo oceniano ewentualną obecność korozji wżerowej.

Procent ochrony przed korozją obliczano z ubytku masy próbki metalu w obecności inhibitora W(inhib) oraz bez udziału inhibitora W(0).

Procent ochrony, % P = W (0) - W(inhib) /W(0) x 100%

Wyniki badań właściwości przeciwkorozyjnych Wielofunkcyjnego pakietu według wynalazku zgodnie z przykładem 1, 2, 3, 4, 5, w porównaniu z komercyjnym wielofunkcyjnym pakietem A i B, przedstawiono w tabeli poniżej.

wg przykładu.	bez inhibitora	Wielofunkcyjny pakiet według wynalazku zgodnie z przykładem	komercyj ny wielofunkcyj ny pakiet A	komercyj ny wielofunkcyj ny pakiet B
1	2	3	4	5
dozowanie pakietu 50 ppm	Szybkość korozji, iran/rok
2, 0502	0,0068	0,0204	0,0184	0,0096	0,0075	0,2407	0,4513
% ochrony przed korozją
-	99, 67	99, 0	99, 10	99,53	99,63	88,26	77,98

PL 236 209 Β1

Przykład 8

Badania zdolności Wielofunkcyjnego pakietu według wynalazku do zapobiegania wytrącania się siarczanu wapnia i węglanu wapnia z roztworu, prowadzono zgodnie z NACE Standard TM0374-2007 Laboratory Screening Tests to Determine the Ability of Scalę Inhibitors to Prevent the Precipitation of Calcium Sulfate and Calcium Carbonate from Solution.

Badania prowadzono głównie pod kątem zapobiegania wytrącania się węglanu wapnia z roztworu.

Do badań zastosowano „Solankę A”, zawierającą wapń, o składzie: 12,15 g/l CaCl2x2H2O, 3,68 g/litr MgCl2x6H2O, 33,0 g/l NaCI w 1 litrze wody zdemineralizowanej oraz „Solankę B”, zawierającą wodorowęglan, o składzie: 7,36 g/l NaHCOs, 33,0 g/l NaCI w 1 litrze wody zdemineralizowanej.

Do testowych butelek o pojemności 250 ml odmierzano 50 do 100 ppm Wielofunkcyjnego pakietu według wynalazku. Następnie wlewano 50 ml solanki A uprzednio poddanej barbotażowi CO2 oraz 50 ml solanki B uprzednio poddanej barbotażowi CO2. Zawartość butelek mieszano ręcznie, następnie umieszczano je w suszarce na okres 24 godzin w temperaturze 71 ± 1 °C. Wykonywano również próbę zerową, bez udziału Wielofunkcyjnego pakietu według wynalazku. Po zakończeniu testu i ochłodzeniu zawartości butelek do temperatury 25 ± 1°C, wykonywano wizualną ocenę dna butelki, następnie pobierano znad osadu 50 ml cieczy, w celu oznaczenia w niej zawartości jonów Ca²⁺, poprzez miareczkowanie roztworem EDTA.

Procent ochrony przed osadami nieorganicznymi obliczano wg wzoru:

% ochrony = (C_a - Cb) / (C_c - Cb) x 100

C_a - stężenie jonów Ca²⁺ w badanej próbce, mg/l

Cb - stężenie jonów Ca²⁺ w badanej próbce bez inhibitora, mg/l

Cc - stężenie jonów Ca²⁺ w próbce zerowej, mg/l

Wg przykładu	bez inhibitora	z udziałem wielofunkcyjnego pakietu według wynalazku zgodnie z przykładem	komercyjny wielofunkcyjny pakiet A	komercyj ny wielofunkcyjny pakiet B
1	2	3	4	5
przed badaniem	PO badaniu	po badaniu	po badaniu
dozowanie pakietu 50 ppm	Zawartość wapnia Ca ²⁺ [mg/litr]
1595	578	1595	1595	1593	1595	1586	1321	1520
% ochrony przed osadami
-	36,23	100,00	100,00	99, 88	100,00	99,44	82, 84	95,29
Wygląd butelki po badaniu
	dużo osadów	brak osadów na dnie butelki	po j edyncze os ady	pojedyncze osady

Przeprowadzone badania przemysłowe Wielofunkcyjnego pakietu według wynalazku na instalacji wodnej chłodzącej strumienie produktowe w ciągu technologicznym w rafinerii, o pojemności 350 m³. Badanie wykonano na kuponach wykonanych ze stali węglowej 45 wg PN-H-84019, o powierzchni około 20 cm², w czasie 720 godzin. Badania wykazały, że szybkość korozji kuponów testowych wynosiła 0,0095 mm/rok, zapewniając powyżej 99,0% ochrony przed korozją. Wartość ta jest kilkanaście razy niższa od wartości wymaganej. Wyznaczona szybkość korozji kuponów testowych klasyfikuje te kupony do grupy II bardzo odpornych na korozję. Ocena wizualna wyglądu powierzchni badanych kuponów testowych wykazała brak zmian na powierzchni. Wyznaczona ilość osadów na powierzchni płytki wynosiła 0,034 g/ m² x doba. Wartość ta jest kilkadziesiąt razy niższa od wartości wymaganej. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że Wielofunkcyjny pakiet wg wynalazku bardzo dobrze chroni

PL 236 209 B1 układ wodny zarówno przed osadami jak i przed korozją. Podczas badań nie stwierdzono również żadnych zakłóceń procesowych.

Przedmiot według wynalazku może być stosowany np. w instalacjach i aparatach wodnych chłodzących używanych w przemyśle rafineryjnym, petrochemicznym, hutniczym oraz maszynowym i energetycznym.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy do instalacji wodnych chłodzących, zawierający pochodne kwasu fosfonowego, pochodne kwasu poliasparginowego, aminy, znamienny tym, że zawiera: od 0,05 do 90% masowych biodegradowalnego dietanoloamidu kwasów tłuszczowych, od 0,5 do 60,0% masowych co najmniej jednej aminy, od 0,1 do 60,0% masowych soli sodowej kwasu poliasparginowego, od 0,05 do 60,0% masowych pochodnej kwasu fosfonowego, od 10,0 do 99,6% masowych co najmniej jednego rozpuszczalnika rozpuszczalnego w wodzie.
2. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1 znamienny tym, że zawiera dodatkowo od 0,05 do 15,0% masowych soli kwasu monokarboksylowego i pochodnej imidazoliny.
3. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1 znamienny tym, że zawiera dodatkowo od 0,05 do 50,0% masowych co najmniej jednego znanego składnika wybranego spośród znanych inhibitorów korozji i inhibitorów kamienia.
4. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1 znamienny tym, że zawiera dodatkowo od 0,001 do 0,2% masowych środka przeciwpiennego.
5. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1 znamienny tym, że zawiera dodatkowo od 0,001 do 10,0% masowych znanego inhibitora korozji miedzi rozpuszczalnego w wodzie.
6. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1 znamienny tym, że zawiera dodatkowo od 0,001 do 10,0% masowych znanych biocydów nieutleniających 2-bromo-2-nitro-propanol-1,3-diol i/lub mieszaninę 5-chloro-2-metylo-2-H-izotiazol-3-onu.
7. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1, znamienny tym, że biodegradowalny dietanoloamid kwasów tłuszczowych stanowi biodegradowalny, o łącznej masie cząsteczkowej około 200 do 500, dietanoloamid kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego RCON (C2HsOH)2, gdzie R - tj. rodnik alkilowy kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego C16-C18.
8. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1, znamienny tym, że biodegradowalny dietanoloamid kwasów tłuszczowych stanowi biodegradowalny, o łącznej masie cząsteczkowej około 200 do 500, dietanoloamid kwasów tłuszczowych oleju kokosowego RCON (C2HsOH)2, gdzie R - rodnik alkilowy kwasów tłuszczowych oleju kokosowego C12-C16.
9. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1, znamienny tym, że jako aminę zawiera N,N-dietylohydroksyloaminę i trietanoloaminę.
10. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1, znamienny tym, że jako aminę zawiera N,N-dietylohydroksyloaminę i trietanoloaminę oraz monoetanoloaminę lub 3-metoksypropyloaminę lub morfolinę.
11. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1, znamienny tym, że zawiera sól sodową kwasu poliasparginowego (C4H4NNaOs)n, o masie cząsteczkowej od 1000 do 15000, o stężeniu w wodzie co najmniej 38%, o pH 8,5 do 11,5, o gęstości około 1,3 g/cm³i lepkości 20-60 mPas w 20°C.
12. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1, znamienny tym, że pochodna kwasu fosfonowego zawiera sól sodową Na (2-9) kwasu dietylenotriaminopenta(metylenofosfonowego) o stężeniu w wodzie co najmniej 30%, o pH od 6 do 8 i gęstości około 1,3 g/cm³.
13. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1 znamienny tym, że rozpuszczalnik rozpuszczalny w wodzie zawiera wodę zdemineralizowaną o odczynie pH zbli

PL 236 209 B1 żonym do 7,0 lub mieszaninę wody zdemineralizowanej o odczynie pH zbliżonym do 7,0 z glikolem lub niskocząsteczkowym alkoholem lub butyloglikolem lub butylodiglikolem lub polioksyetylenoglikolem.
14. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 2 znamienny tym, że sól kwasu monokarboksylowego i pochodnej imidazoliny zawiera sól kwasu octowego i mieszaniny zmodyfikowanych pochodnych imidazoliny o wzorach (1) i (2), przy zachowaniu stosunku masowego mieszaniny związków o wzorach ogólnych (1), (2) do kwasu monokarboksylowego (1): 0,4-0,7.
15. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 3, znamienny tym, że zawiera co najmniej jeden znany związek wybrany spośród: benzoesan sodu o pH 10% roztworu w wodzie wynoszącym 9,0 lub boran monoetanoloaminy o pH 1% roztworu w wodzie wynoszącym około 9,0 lub askorbinian sodu o pH 10% roztworu w wodzie wynoszącym od 6,5 do 8,0 lub izo-askorbinian sodu o pH 10% roztworu w wodzie wynoszącym od 5,5 do 8,0 lub winian sodowo-potasowy o pH 5% roztworu w wodzie wynoszącym od 6,5 do 8,5 lub glukonian sodu lub fosforan trójsodowy o pH 1% roztworu w wodzie wynoszącym od 11,5 do 12,5 lub kwas amidosulfonowy, lub ich mieszaniny.
16. Wielofunkcyjny pakiet przeciwkorozyjny i antyosadowy według zastrz. 1 znamienny tym, że inhibitor korozji miedzi rozpuszczalny w wodzie zawiera pochodną tolutriazolu i/lub pochodną benzotriazolu.