PL67473B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 24.111.1973 67473 KI. 48d1,ll/00 MKP C23£ 11/00 UKD ' Twórca wynalazku: Jan Mankowski Wlasciciel patentu: Polska Akademia Nauk (Instytut Chemii Fizycznej), Warszawa (Polska) Sposób wprowadzania jonowych inhibitorów korozji metali do cieklych srodowisk korozyjnych Przedmiotem wynalazku jest sposób wprowadza¬ nia jonowych inhibitorów korozji metali do ciek¬ lych srodowisk korozyjnych.Sposób wprowadzenia inhibitorów korozji metali do cieklych srodowisk korozyjnych zalezy od wstepnego przygotowania materialu stanowiacego inhibitor, typu urzadzenia, do którego inhibitor jest wprowadzany oraz od wymaganej dokladnosci do¬ zowania inhibitora i utrzymywania jego stezenia w srodowistou korozyjnym.Inhibitory korozji przed wprowadzeniem kh do cieklego srodowiska korozyjnego sa na ogól wstep¬ nie przygotowywane, badz to przez uzytkownika badz tez przez producenita.Urzadzenia i instalacje, w których wystepuje ciekle srodowisko korozyjne, moga stanowic uklady zamkniete lub uklady otwarte zarówno o stalej jak i o zmiennej wydajnosci.Wprowadzenie inhibitorów do ukladów zamknie¬ tych, na przyklad zbiorników lub instalacji cyrfcu- lacyjnych nie przedstawia na ogól wiekszych trudnosci z wyjatkiem ukladów pracujacych pod cisnieniem. Zazwyczaj inhibitor wprowadza sie w czasie poczatkowego napelnienia ukladu. W przy¬ padku czesciowej lub calkowitej wymiany medium korozyjnego wraz z nowa partia cieczy dodaje sie nowe ilosci inhibitora przez bezposrednie rozpusz¬ czanie go w srodowisku korozyjnym lub przez grawitacyjny doplyw roztworu inhibitora ze zbior¬ nika bezcisnieniowego badz tez za pomoca pompy. 2 W ukladach otwartych, dozowanie inhibitorów ma najczesciej charakter ciagly. Efekty post-dhibi- cyjne i nie wiadomo tez jak dlugie przerwy w dozowa- 5 niu inhibitora nie zmniejszylyby efektywnosci sto¬ sowanych inhibitorów. Wynika zatem koniecznosc ciaglego, i o ile to jest mozliwe, zautomatyzowa¬ nego dozowania inhibitorów. W przypadku otwar¬ tych ukladów przeplywowych oprócz grawitacyj- io nego i cisnieniowego wprowadzania inhibitorów do srodowiska korozyjnego stosuje sie równiez wy¬ plukiwanie inhibitora przez ciecz przepuszczana przez zasobnik zawierajacy (inhibitor w postaci sta¬ lej lub wyplukiwanie inhibitora przez ciecz omy- is waljaca stezony roztwór inhibitora. W przypadku instalacji o zmiennej wydajnosci przeplywu, gdzie inhibitor wprowadza sie najczesciej za pomoca pompy, wymagana jest skomplikowania aparatura dozujaca, zapewniajaca proporcjonailnosc dodawanej 20 ilosci inhibitora do ilosci przeplywajacej cieczy korozyjnej. Stosowanie aparatury dozujacej wiaze sie z wyposazeniem stanowiska dozowainda inhibi¬ torów w instalacje elektryczna oraz w doprowadze¬ nie sprezonego powietrza w przypadku stosowania 25 pneumatycznych elementów automatyki. W ukla¬ dach o zmiennej wydajnosci przeplywu stosowanie sposobów polegajacych na wymywaniu inhibitora mozliwe jest tylko wówczas, gdy dopuszczalne sa znaczne odchylenia od ustalonej dawki inhibitora. 30 Im wieksze sa róznice w chwilowych wydartflcach 67 47367 473 3 pizeplywu, tyim mniejsza jest przydatnosc tych sposobów wprowadzania inhibitorów.Podczas stosowania inhibitorów o charakterze janowym bardzo czesto okazuje sie, ze czynnikiem wywolujacym inhibicje procesów korozyjnych jest tylko jeden skladnik jonowy danej substancji, drugi natomiast moze nie wywierac zadnego wplywu na inhibicje, lub nawet moze przyspieszac korozje.Celem wynalazku bylo znalezienie sposobu poz¬ bawionego powyzszych niedogodnosci, a zatem sposobu pozwalajacego wyeliminowac stosowanie dodatkowych skomplikowanych urzadzen dozuja¬ cych i jednoczesnie umozliwiajacego wprowadzanie do medium korozyjnego jedynie niezbednych do inhibicji jonów w odpowiednich ilosciach. Cel ten spelnia sposób wedlug wynalazku, wedlug którego jonowe czynniki inhiibdiujace osadza sie wstepnie na wymieniaczach jonowych i przez tak otrzymane zloze jonowe przepuszcza sie ciecz korozyjna za¬ wierajaca jony. Tak wiec za pomoca zywicy anio- nowymiennej mozna 'wprowadzic do roztworu takie jony, jak na przyklad: fosforanowe, chromianowe, weglanowe lub krzemianowe. Za pomoca zywicy kationowymdennej mozna wprowadzic do srodo¬ wiska takie kationy, jak na przyklad: cynkowy, wapniowy, magnezowy lub manganowy. Stosujac jednoczesnie odpowiednio obsadzone zywice anio- no- i kaitionowymienne mozna wprowadzic do roz¬ tworu korozyjnego dowolna kombinacje anionów i kationów inhibitujacych korozje. Przykladowo, w przypadku srodowiska korozyjnego, w którym zalecane jest stosowanie inhibitorów fosforanowych w postaci fosforanu sodowego lub kwasu ortofos¬ forowego, nalezy zastosowac wymieniacz anionowy, np. AmiberMl 410 i obsadzic go jonami fosforano¬ wymi, one bowiem stanowia czynna forme inhi¬ bitora.Jednakze sposób ten jest ograniczony do inhibi¬ torów bedacych substancjami zjonizowanymi lub dajacymi sie przeprowadzic w stan jonowy.Z drugiej strony jest on ograniczony do srodowisk korozyjnych zawierajacych w swoim skladzie skladniki jonowe.Nalezy podkreslic, ze podczas wprowadzania inhibitorów wedlug wynalazku usuwane sa ze srodowiska korozyjnego jony o tekiim samym znaku, jaki maja jony obsadzone na wymieniaczu jono¬ wym. Ilosc jonów usunietych jest równowazna chemicznie stezeniu wprowadzonego jonu inhibi- tujacego. Pozwala to uniknac zbytecznego, czasami nawet szkodliwego dodatkowego wzrostu stezenia i przewodnictwa jonowego roztworu. Uzywajac do tego celu odpowiednich zywic jonowymiennych mozna kierowac wymiana jonowa. Przykladowo, przy zastosowaniu silnie zasadowych anionitów mozna wszystkie aniony ze srodowiska korozyjnego wymienic na pozadany anion obsadzony na aniomi- cie, natomiast przy zastosowaniu anionitów slabo zasadowych mozna wymienic jony chlorteowe i siarczanowe, podczas gdy )ony weglanowe i krze¬ mianowe (jako pochodzace od slabych kwasów) zo¬ staja w roztworze. W pewnych przypadkach ta 10 czesciowa tylko wymiana moze byc korzystna, bo¬ wiem aniony weglanowe i krzemianowe wykazuja w sprzyjajacych warunkach wlasnosci inhilbitujace.Przy wyborze rodzaju jonitu i sposobu jego re- s generacji konieczna jest znajomosc mechanizmu dzialania stosowanych inhibitorów, np. w przypad¬ ku inhibitora siarczanu cynkowego forma czynna jest joh cynkowy, dlatego do wprowadzenia go do mediium korozyjnego nalezaloby zastosowac wy¬ mieniacz kationowy.Wykorzystane zloze wymieniacza jonowego moz¬ na wielokrotnie regenerowac przy pomocy stezo¬ nego rozrtworu zawierajacego dany jon inhiibitu- w jacy- Korzystajac z nomogramów wiazacych czas pracy zloza, w zaleznosci od zasolenia mediium ko¬ rozyjnego i wydatku przeplywu, mozna scisle okreslic zdolnosc wymienna zloza.Sposób wprowadzania inhibitora do jonowych 20 srodowisk korozyjnych wedlug wynalazku obejmu¬ je jednoczesnie dozowanie tego inhibitora oparte na zasadzie równowaznosci chemicznej. Gdy sro¬ dowisko korozyjne zawiera rozpuszczone elektroli¬ ty, dozowanie inhibitora odbywa sie na drodze 25 wymiany jonowej miedzy jonami zawartymi na wymieniaczu jonowym. W przypadku wzglednie stezonego roztworu korozyjnego wymiana jonowa jest równO(wazna i pelna, w przypadku roztworów rozcienczonych równowaznosc wymiany jest zachó- 30 wana, lecz nie jest ona calkowita. W zaleznosci od skladu medium klorozyjnego mozna eksperymental¬ nie okreslic efektywny stopien wymiany na przyk¬ lad jonami chlorkowymi ze srodowiska korozyjne¬ go a jonami fosforanowymi wymieniacza anioni- 35 towego. Zadany poziom inhibitora uzyskuje sie przez skierowanie odpowiedniej zaleznej od zasole¬ nia roztworu korozyjnego i zalozonej dawki inhi¬ bitora, czesci przeplywajacego roztworu przez zasobnik (kolumna) z wymieniaczem jonowym 40 obsadzonym jonami inhibitora.W praktycznej zatem realizacji tego sposobu zloze wymieniacza jonowego umieszcza sie w za¬ sobniku zainstalowanym na równoleglym odgale¬ zieniu glównego rurociagu cieczy korozyjnej. Czesc 45 strumienia cieczy korozyjnej przepuszcza sie przez tenze zasobnik, w którym na drodze wymiany jonowej jony inhiibiitujace przechodza do cieczy korozyjnej i wraz z nlia dostaja sie do rurociagu glównego. System zaworów odcinajacych zapewnia so mozliwosc okresowej regeneracji zloza jonitowego przy pomocy stezonego roztworu inhibitora.Przy.klad. Próby prowadzone na stali ga¬ tunku St 2S w strumieniu sieciowej cieplej wody 53 (temp. 40°C) o wydajnosci 0,4 1/mlin. Inhibituijace jony fosforanowe obsadza sie uprzednio na wymie¬ niaczu anionowym podczas jego regeneracji 15*/o kwasem fosforowym. W doswiadczeniu tym zasto¬ sowano anionit silnie zasadowy AimiberMt 410 wy- 40 pelniajac nim kolumne o srebMcy 30 mm i wyso¬ kosci 400 mm. Przez te kolumne przepuszcza sie ^ strumienia wody, która po przejsciu przez kolumne laczy sie z glównym strumieniem wody dajac efektywne stezenie jonu inhSMtiUijacego w 0,2 mg « P04/1. Efektywnosc inhibicji ocenia sie na poidsta-67 473 wie ufbyitików masy próbek kontrolnych po 24-go- dzimnej ekispiozycjS. W wodnie surowej 'ubytek koro¬ zyjny wynosil 240 mg/dcm2, w wodzie inhibitowa- nej tylko 40 mg/dom*.Tabela 5 10 15 20 25 Rodzaj srodowiska korozyjnego | 1 otwarte uklady chlodzenia woda siec wodo¬ ciagowa siec wody goracej Zalecane inhibitory 2 krzemiany sodowe fosforany sodowe kwas fosforowy siarczan cyniku krzemiany sodowe fosforany sodowe Jon inhiibitu- jacy 3 krze¬ mia¬ nowy fosfo¬ rano¬ wy cymko- wy krze¬ mia¬ nowy fosfo¬ rano¬ wy Rodzaj jonitu 4 anionit kationit anionit | 1 woda morska [ uklady solankowe 2 fosforany sodowe azotyn sodowy 1 chromian sodowy 3 fosfo¬ rano¬ wy azoty- nowy chro- mia- nowy 4 anionit Przyklady doboru jonu inhiibitujacego i rodzaju wymieniacza w zaleznosci od srodowiska korozyj¬ nego ilustruje tabela. PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wprowadzenia jonowych inhibitorów ko¬ rozji metali do cieklych srodowisk korozyjnych, znamienny tym, ze jonowe czynniki inhiboitiujaice obsadza sie wstepnie na odipowiednich wymienia¬ czach jonowych podczas regeneracji tych wymie¬ niaczy wodnymi roztworami elektrolitu zawieraja¬ cego dany jon inhibitujacy i przez tak otrzymane zloze jonitowe przepuszcza sie ciecz korozyjna za¬ wierajaca jony. PL PL