Водорастворимый ингибитор коррозии металлов

Авторы патента:

C23F11/14 - азотсодержащие соединения

Владельцы патента RU 2355820:

Закрытое акционерное общество Фирма "Автоконинвест" (RU)

Изобретение относится к составам для ингибирования коррозии и солеотложений в теплообменном оборудовании из низкоуглеродистых сталей. Водорастворимый ингибитор коррозии металлов содержит, мас.%: триполифосфат натрия 10,0-20,0; борат этаноламина 80,0-90,0. Технический результат: повышение эффективности защиты от коррозии и отложения солей, а также для защиты от коррозионно-механического разрушения теплообменного оборудования из черных металлов. 4 табл.

Изобретение относится к составам для ингибирования коррозии и солеотложений в теплообменном оборудовании систем технического водоснабжения бытового и промышленного назначения, выполненном из низкоуглеродистых сталей.

Известен водорастворимый ингибитор коррозии металлов, включающий, мас.%: фосфаты этаноламинов или продуктов аминирования дихлорэтана аммиаков 45,0-75,0 и ортофосфорную кислоту 25,0-55,0 (RU 1327579, кл. C23F 11/08, 11/16, 10.09.1995).

Недостатком известного ингибитора является то, что входящие в его состав фосфаты при контакте с жесткой водой выпадают в осадок и образуют отложения на теплопередающих поверхностях оборудования систем водоснабжения.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является водорастворимый ингибитор коррозии металлов, содержащий, мас.%: триполифосфат натрия 83,4, хлорид хрома 8,3 и аминокислоты или их соли 8,3 (Алцыбеева А.И., Левин С.З. Ингибиторы коррозии металлов. - Л: Химия, 1968. - С.119).

Недостатком данного ингибитора является его относительно низкая защитная эффективность от коррозии (85-87%) и солеотложений (80-84%). Кроме того, данный состав малоэффективен при защите теплообменного оборудования от коррозионно-механического разрушения в статических условиях.

Техническим результатом изобретения является создание ингибитора, позволяющего повысить эффективность защиты от коррозии и отложения солей, а также для защиты от коррозионно-механического разрушения теплообменного оборудования из черных металлов.

Данный результат достигается тем, что водорастворимый ингибитор коррозии, включающий триполифосфат натрия и азотсодержащее соединение, в качестве азотсодержащего соединения содержит борат этаноламина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Триполифосфат натрия (ТПФ)	10,0-20,0
Борат этаноламина	80,0-90,0

Отличительной особенностью предложенного технического решения является то, что при сочетании бората этаноламина и ТПФ возникает синергетический эффект усиления моющих, защитных и водовытесняющих свойств ингибитора.

Введение ТПФ и бората при других количественных соотношениях, кроме заявленных, не позволяет достигнуть синергетического эффекта усиления защитных свойств.

Триполифосфат натрия формулы Na₅Р₃О₁₀ является продуктом переработки термической ортофосфорной кислоты и имеет следующие физико-химические показатели (ГОСТ 13493-86 с изменениями 1, 2, 3):

массовая доля пятиокиси фосфора, % не менее	56,5
массовая доля триполифосфата натрия, % не менее	92,0
массовая доля первой формы триполифосфата натрия, % не более	10,0
массовая доля железа, % не более	0,02
массовая доля нерастворимых в воде веществ, % не более	0,13
рН 1% водного раствора	9,7±0,3

Бораты атаноламинов (БЭА) представляют собой продукты взаимодействия борной кислоты с моно-, ди- или триэтаноламином.

Борат моноэтаноламина (БМЭА) получают по следующей схеме:

H₂NCH₂CH₂OH+Н₃ВО₃→Н₂NCH₂СН₂ОВ(ОН)₂

Борат диэтаноламина (БДЭА) получают по схеме:

HN(СН₂CH₂OH)₂+Н₃ВО₃→HN(СН₂CH₂O)₂ВОН

Борат триэтаноламина (БТЭА) получают по схеме:

N(СН₂CH₂OH)₃+Н₃ВО₃→(СН₂CH₂O)₃В

Технология получения БЭА заключается в следующем.

В колбу, снабженную механической мешалкой, термометром и насадкой Дина-Старка, загружают 2 моля ЭА (121 г МЭА, 210 г ДЭА или 298 г ТЭА). После нагревания ЭА до 100-110°С в колбу вводят 62 г (1 моль) борной кислоты и проводят реакцию конденсации при температуре 160-180°С до прекращения выделения воды. После охлаждения до 70-80°С в полученный продукт добавляют 132 г воды. Бораты этаноламинов представляют собой прозрачные светло-желтые растворы с рН 10-11 и аминным числом 185-195 мг HCl/г.

Технология приготовления ингибитора заключается в следующем.

Борат этаноламина (БМЭА, БДЭА или БТЭА) и ТПФ смешивают в заявленном соотношении компонентов до получения однородного состава. Рабочая концентрация полученного ингибитора в воде составляет 1-2 мас.%.

Составы образцов предложенного водорастворимого ингибитора коррозии (ВИК) представлены в табл.1.

Коррозионные испытания и испытания на коррозионно-усталостную прочность образцов низкоуглеродистой стали марки Ст 3 кп проводили в искусственной воде на основе оборотной промышленной воды следующего состава, мг/л: CaCl₂ - 294,8; NaCl₂ - 36,0; Na₂SO₄ - 391,4; NaOH - 38,0.

Коррозионные испытания выполняли с помощью потенциостата П-5848 на вращающемся дисковом электроде из стали Ст 3 кп при скорости движения воды 1 м/с, температуре 20°С и концентрации ингибитора 2,0 мас.%. (табл.2).

Испытания на коррозионно-усталостное разрушение производили по ГОСТ 12860-67 при нагрузке 330 МПа, температуре >20°С и концентрации ингибитора 2,0 мас.% (табл.3).

Антинакипные свойства определяли в ультратермостате в стальных тиглях при 60°С и времени выдержки 5 ч. Испытания проводили в природной грунтовой воде с общей жесткостью 14,8 мг-экв/л, содержащей НСО₃ ^- - 5,2 мг-экв/л и Са²⁺ - 9,6 мг-экв/л (табл.4).

Использование предложенного ингибитора коррозии позволит надежно защитить теплообменники из низкоуглеродистых сталей систем оборотного технического водоснабжения от коррозии и солеотложений.

Таблица 1
Составы предложенного ингибитора
Компоненты	Содержание компонентов по примерам, мас.%
1	2	3	4	5
ТПФ	10,0	15,0	20,0	9,0	21,0
БМЭА	90,0			91,0
БДЭА		85,0			89,0
БТЭА			80,0

Таблица 2
Результаты коррозионных испытаний предложенного ингибитора
Показатель	Вода, содержащая предложенный ВИК по примерам	Вода, содержащая ВИК по прототипу	Вода без ВИК
1	2	3	4	5
Скорость коррозии стали Ст 3 кп, мА/см²	0,34	0,33	0,35	0,42	0,45	0,50	3,47
Степень защиты от коррозии стали Ст 3 кп, %	93	95	94	87	85	87	-

Таблица 3
Влияние предложенного ингибитора на коррозионно-усталостное разрушение стали Ст 3 кп
Показатель	Вода, содержащая предложенный ВИК по примерам	Вода, содержащая ВИК по прототипу	Вода без ВИК
1	2	3	4	5
Число циклов N·10⁵	1,73	1,75	1,74	1,58	1,62	1,38	1,05
Степень защиты от коррозионно-усталостного разрушения, %	92	94	93	78	81	44	-

Таблица 4
Степень защиты Z (%) от накипеобразования в природной грунтовой воде при 60°С
Среда, концентрация ингибитора, мас.%	Общая жесткость, мг-экв/л	НСО₃ ^- мг-экв/л	Са²⁺ мг-экв/л	Z
Исходная вода	14,8	9,6	5,2	-
Прототип	0,5	10,0	6,4	3,6	80
Прототип	1,0	11,6	7,9	3,7	83
2,0	12,4	8,0	4,4	84
Предложенный ингибитор
	0,5	9,6	5,6	4,0	85
	1,0	12,8	8,4	4,4	96
2,0	14,8	9,8	5,0	100

Водорастворимый ингибитор коррозии металлов, включающий триполифосфат натрия и азотсодержащее соединение, отличающийся тем, что в качестве азотсодержащего соединения он содержит борат этаноламина при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Триполифосфат натрия	10,0-20,0
Борат этаноламина	80,0-90,0

Изобретение относится к эксплуатации систем оборотного водоснабжения и может быть использовано для защиты оборудования этих систем от коррозии и солеотложения (накипеобразования).

Способ удаления накипи и защиты от отложений солей и коррозии // 2339586

Изобретение относится к составам для удаления накипи с поверхности труб, теплообменников, технологических аппаратов и защиты оборудования от отложения солей и коррозии.

Способ предупреждения или уменьшения отложения алюмосиликата в способе байера // 2311494

Изобретение относится к уменьшение отложений алюмосиликатов в способе Байера. .

Композиция для защиты от коррозии и солеотложений систем водоснабжения и водоотведения // 2303084

Изобретение относится к средствам защиты от коррозии и солеотложения, преимущественно накипи, оборудования сетей водоснабжения и водоотведения. .

Ингибитор коррозии и солеотложения (варианты) // 2256727

Изобретение относится к составам ингибиторов для предотвращения карбонатных, сульфатных, железоокисных отложений, а также для разрушения этих отложений, в частности в оборотных циклах систем охлаждения, мокрой очистки газов, теплоснабжения и гидротранспорта.

Состав для ингибирования солеотложений, коррозии и отмывки оборудования в системах оборотного водоснабжения // 2212474

Изобретение относится к составам для предотвращения карбонатных, сульфатных и железооксидных отложений в системах оборотного водоснабжения и промывки теплообменного оборудования от отложения солей.

Состав для удаления накипи // 2209187

Изобретение относится к составу, предназначенному для эффективного удаления накипи из водогрейных аппаратов. .

Состав для химической очистки поверхностей изделий от накипно-коррозионных отложений // 2206034

Изобретение относится к химическим средствам, используемым для очистки изделий из металлов, пластмасс и различных типов подложек с покрытием от накипи и отложений продуктов коррозии, например при очистке энергетического оборудования (паровых котлов, турбин, водонагревателей и т.д.).

Антинакипин // 2183593

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано для обработки воды в системах оборотного водоснабжения промышленных предприятий, в выпарных аппаратах, а также для промывки оборудования от различных отложений.

Состав для удаления высокотемпературных минеральных солеотложений с теплоэнергетического оборудования // 2177458

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для химической очистки от высокотемпературных минеральных отложений паровых и водогрейных котлов.

Способ защиты стали от сероводородной коррозии // 2354752

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии с помощью ингибиторов в минерализованных средах, содержащих сероводород, и может быть использовано в нефтяной отрасли.

Способ защиты стали от коррозии в минерализованных водно-нефтяных средах // 2353708

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в минерализованных водно-нефтяных средах, содержащих сероводород, ингибиторами и может быть использовано при защите от коррозии трубопроводов и оборудования в нефтяной отрасли.

Ингибитор коррозии металлов // 2346082

Изобретение относится к области защиты металлов от атмосферной коррозии с помощью ингибиторов и может быть использовано для долговременной консервации металлоконструкций и изделий из черных металлов.

Ингибитор коррозии металлов // 2346081

Защитная композиция для защиты гидравлических приводов тормозных систем // 2345177

Изобретение относится к защитным консервационным материалам для противокоррозионной защиты металлических изделий от воздействия окружающей среды. .

Производные оснований манниха в качестве ингибиторов окисления углеводородов, коррозии черных металлов и образования смолистых отложений // 2344200

Изобретение относится к химическим способам защиты углеводородов, в частности абсорбентов маслоабсорбционных установок, от окисления и деструкции, а также защиты внутренних поверхностей технологического оборудования и трубопроводов указанных установок от коррозионных разрушений и образования смолистых отложений.

Имидазолиновые ингибиторы коррозии // 2339739

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии и может быть использовано для ингибирования коррозии в металлических трубопроводах. .

Способ получения ингибитора коррозии // 2326990

Изобретение относится к способу получения ингибиторов коррозии и может быть использовано для защиты газо- и нефтедобывающего оборудования, работающих в высокоминерализованных сероводородсодержащих средах от коррозии.

Способы подавления межкристаллитной коррозии металлических поверхностей // 2320778

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлических поверхностей, находящихся в контакте с распыляемой водой в промышленных технологических установках.

Способ получения ингибиторов коррозии для нефтепромысловых, минерализованных и сероводородсодержащих сред // 2316615

Изобретение относится к способу получения ингибиторов коррозии и может быть использовано для защиты газо- и нефтепромыслового оборудования, работающего в сероводородсодержащих высокоминерализованных водных средах, от коррозии.

Состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений // 2355821

Изобретение относится к составам для ингибирования коррозии и солеотложений в теплообменном оборудовании, для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей и межоперационной защиты узлов и деталей из черных и цветных металлов