Состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений

Авторы патента:

Кузнецова Екатерина Геннадиевна (RU)

Пучин Евгений Александрович (RU)

Гайдар Сергей Михайлович (RU)

Прохоренков Вячеслав Дмитриевич (RU)

Низамов Руслан Каримович (RU)

Голубев Михаил Иванович (RU)

C23F11/08 - в прочих растворах

Владельцы патента RU 2462538:

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина" (RU)

Изобретение относится к составам для ингибирования коррозии и солеотложений в теплообменном оборудовании систем технического водоснабжения, для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и межоперационной защиты узлов и деталей из черных и цветных металлов. Состав включает триполифосфат натрия и азотсодержащее соединение, также дополнительно содержит 2-гидроксиэтилметакрилат и сахарозу, а в качестве азотсодержащего соединения - продукт конденсации борной кислоты с моноэтаноламином и смесью жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С₂-С₆ при мольном соотношении 1:5:3 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%: триполифосфат натрия 10,0-20,0; продукт конденсации борной кислоты с моноэтаноламином и смесью жирных кислот 70,0-80,02; 2-гидроксиэтилметакрилат 2,0-4,0 и сахароза 6,0-8,0. Технический результат: повышение эффективности защиты от коррозии и отложения солей теплообменного оборудования из цветных металлов. 3 табл.

Известен состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений, содержащий, мас.%: триполифосфат натрия (ТПФ) - 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 состава является его относительно низкая эффективность при защите от коррозии (85-87%) и солеотложений (80-84%) цветных металлов.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений, содержащий, мас.%: триполифосфат натрия 10-20, бензотриазол 30-40 и борат этаноламина 40-60 (RU 2355821 С1, кл. C23F 11/08, 11/14, 14/02, 20.05.2009).

Недостатком данного состава является то, что он не позволяет надолго защитить от коррозии и солеотложений теплообменное оборудование из цветных металлов, так как содержит бензотриазол, являющийся летучим ингибитором.

Техническим результатом изобретения является создание ингибитора, позволяющего повысить эффективность защиты от коррозии и отложения солей теплообменного оборудования из цветных металлов.

Данный результат достигается тем, что состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений, включающий триполифосфат натрия и азотсодержащее соединение, дополнительно содержит 2-гидроксиэтилметакрилат и сахарозу, а в качестве азотсодержащего соединения - продукт конденсации борной кислоты с моноэтаноламином и смесью жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С₂-С₆ при мольном соотношении 1:5:3 соответственно при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Триполифосфат натрия	10,0-20,0
Продукт конденсации борной кислоты
с моноэтаноламином и смесью жирных кислот	70,0-80,0
2-гидроксиэтилметакрилат	2,0-4,0
Сахароза	6,0-8,0

Отличительной особенностью предложенного технического решения является то, что введение указанного продукта конденсации, 2-гидроксиэтилметакрилата и сахарозы при заявленном соотношении компонентов позволяет получить состав, позволяющий надежно защитить системы оборотного водоснабжения из цветных металлов от коррозии и солеоотложений на срок не менее двух лет.

ТПФ (Na₂P₃O₁₀) 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
pH 1%-ного водного раствора	9,7±0,3

Способ получения продукта конденсации заключается в следующем.

В реактор, снабженный мешалкой, насадкой Дина-Старка, обратным холодильником и термометром, загружают смесь жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С₂-С₆ и моноэтаноламин (МЭА), соответствующий ТУ 2423-159-00203335-2004. Реакционную массу нагревают при перемешивании до 80-90°С, после чего вводят борную кислоту (ГОСТ 18704-78) и поднимают температуру реакционной смеси до 150-160°С, выдерживая ее при этой температуре в течение 2,0-2,5 ч до образования однородной массы с аминным числом не менее 40 мг HCl/г. Мольное соотношение борная кислота: МЭА: смесь жирных кислот составляет 1:5:3.

В качестве смеси жирных кислот используют низкомолекулярные жирные кислоты растительных масел (подсолнечного, соевого, рапсового, льняного и т.д.) ряда С₂-С₆ или синтетические жирные кислоты (СЖК) соответствующих фракций. Применение жирных кислот ряда C₈ и выше при синтезе не позволяет получить водорастворимые продукты.

Полученные продукты конденсации представляют собой жидкости от желтого до коричневого цвета и имеют следующие характеристики.

Кинематическая вязкость при 100°С, сСт - не более 65,0.

Аминное число, мг HCl/г - не менее 40.

Зольность, % - отсутствует.

Температура вспышки в открытом тигле, °С - не ниже 200.

2-Гидроксиэтилметакрилат (C₆CH₁₀O₃) получают реакцией этерификации метакриловой кислоты этиленгликолем:

СН₂=С(СН₃)СООН+ОНСН₂СН₂ОН→СН₂=С(CH₃)COOCH₂CH₂OH+H₂O

Представляет собой прозрачную жидкость с относительной плотностью 1,08 г/см³ (20°С), температурой вспышки 101°С, температурой кипения 250°С и молекулярной массой 130,14 а.е.м.

Сахароза (C₁₂H₂₂O₁₁) - кристаллическое вещество белого цвета с молекулярной массой 342,3 а.е.м. и относительной плотностью 1,5879 г/см³ (15°С). Растворимость, г/100 г: 179 (0°С) и 487 (100°С) в воде, 0,9 (20°С) в этаноле.

В промышленности сахарозу получают из сахарной свеклы. Для этого ее разрезают на тонкие стружки и извлекают сахарозу и другие растворимые вещества горячей водой (диффузия). Полученный раствор, содержащий 12-15% сахарозы, обрабатывают известью (дефекация). При этом нейтрализуются и частью осаждаются свободные кислоты (щавелевая, лимонная), а также фосфаты, белковые и красящие вещества свеклы. Раствор, содержащий избыток извести, обрабатывают углекислотой (сатурация). Образующийся карбонат кальция, адсорбировавший примеси, отделяют на вакуум-фильтре, после чего раствор подвергают повторной дефекации и сатурации. Очищенный раствор упаривают в вакуум-аппаратах. Сахарозу выделяют из охлажденного раствора в виде мелких кристаллов, которые центрифугированием отделяют от маточного раствора.

Предложенный состав получают последовательным смешением триполифосфата натрия с продуктом конденсации, 2-гидроксиэтилметакрилатом и сахарозой. Рабочая концентрация полученного ингибитора в воде составляет 2-3 мас.%.

Композиции образцов предложенного состава для защиты от коррозии и солеотложений представлены в табл.1. Примеры 4 и 5 являются контрольными.

Коррозионные испытания образцов из углеродистой стали марки Ст.10 и цветных металлов проводили в искусственной воде на основе оборотной промышленной воды, имевшей следующий состав, 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 при скорости движения воды 1 м/с, температуре 20°С и концентрации состава 2,0 мас.% (табл.2).

Испытания на способность состава предотвращать отложения солей осуществляли в ультратермостате при 60°С и времени выдержки 5 ч. Исследования проводили в природной грунтовой воде с общей жесткостью 15,2 мг-экв/л, содержащей НСО₃ ^- - 5,4 мг-экв/л и Ca²⁺ - 9,8 мг-экв/л (табл.3).

Использование предложенного состава позволит надежно защитить теплообменное оборудование из черных и цветных металлов систем оборотного технического водоснабжения от коррозии и солеотложений.

Таблица 1
Компоненты	Содержание компонентов по примерам, мас.%
1	2	3	4	5
ТПФ	10,0	15,0	20,0	21,0	9.0
Продукт конденсации борной кислоты с МЭА и смесью жирных кислот растительных масел ряда С₂-С₆ при мольном соотношении 1:5:3	80,0		70,0	69,0
Продукт конденсации борной кислоты с МЭА и СЖК фракции С₂-С₆ при мольном соотношении 1:5:3		75,0			81,0
2-Гидроксиэтилметакрилат	4,0	3,0	2,0	1,0	5,0
Сахароза	6,0	7,0	8,0	9,0	5,0

Таблица 2
Результаты коррозионных испытаний предложенного состава
Показатель	Вода, содержащая предложенный состав по примерам	Вода, содержащая состав по прототипу	Вода
1	2	3	4	5
Скорость коррозии стали Ст.10, мА/см²	0,30	0,29	0,28	0,35	0,30	0,30-0,33	3,47
Коррозионное воздействие на металлы по потере массы при 88±2°С (336 ч), г/м²/сутки:
медь Ml	0,02	0,018	0,016	0,024	0,018	0,12	2,8
латунь Л-62	0,053	0,052	0,05	0,06	0,05	0,15	1,9
припой ПОС-40-2	0,2	0,18	0,17	0,25	0,17	0,32	2,4
алюминий АК-6М2	0,1	0,09	0,08	0,14	0,08	0,26	2,3
чугун СЧ-25	0,04	0,035	0,03	0,046	0,03	0,05	1,8
сталь 20	0,04	0,036	0,032	0,047	0,032	0,043	1,7
Защитная эффективность, %	96	97	98	94	96	94-96	-

Таблица 3
Степень защиты Z (%) от солеотложений 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	15,2	5,4	9,8	-
Прототип	0,5	10,2	3,8	6,4	67
Прототип	1,0	12,9	4,8	8,1	85
2,0	14,9	5,3	9,6	98
Предложенный состав	0,5	12,9	4,4	8,5	85
Предложенный состав	1,0	14,6	5,0	9,6	96
2,0	15,2	5,4	9,8	100

Состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений, включающий триполифосфат натрия и азотсодержащее соединение, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 2-гидроксиэтилметакрилат и сахарозу, а в качестве азотсодержащего соединения - продукт конденсации борной кислоты с моноэтаноламином и смесью жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом С₂-С₆ при мольном соотношении 1:5:3 соответственно, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

триполифосфат натрия	10,0-20,0
продукт конденсации борной кислоты
с моноэтаноламином и смесью жирных кислот	70,0-80,02
2-гидроксиэтилметакрилат	2,0-4,0
сахароза	6,0-8,0

Способ подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий // 2268593

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий в промысловой воде в системах поддержания пластового давления добычи, подготовки и транспортировки нефти.

Способ защиты черных металлов от коррозии в водных солевых средах // 2265676

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к способам защиты черных металлов от коррозии в нейтральных и слабощелочных солевых средах с помощью введения ингибитора в коррозионную среду, и может быть использовано для защиты от коррозии замкнутых охлаждающих систем с использованием в качестве хладагента водного раствора хлорида кальция, а также при хранении и транспортировке растворов хлорида кальция в оборудовании из углеродистой стали.

Ингибитор коррозии для антифризов // 2241784

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах.

Ингибитор коррозии для антифризов // 2232209

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к ингибиторам коррозии для антифризов, применяемых в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания и в качестве теплоносителей в теплообменных аппаратах.

Состав для нейтрализации сероводорода, подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий и ингибирования коррозии в нефтепромысловых средах // 2228946

Изобретение относится к средствам для нейтрализации сероводорода и легких меркаптанов, подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) и ингибирования сероводородной коррозии в нефтепромысловых средах.

Способ ингибиторной обработки скважинной жидкости // 2227174

Изобретение относится к химической обработке скважинной жидкости и может быть использовано для уменьшения расхода ингибиторов коррозии при транспортировке коррозионно-активной жидкости в нефтепромысловых трубопроводах.

Способ защиты внутренней поверхности днища резервуара от коррозии // 2221083

Изобретение относится к защите металла от коррозии и может найти применение в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. .

Композиция против обледенения и способ ее применения // 2174995

Изобретение относится к применению этой композиции таким образом, чтобы способствовать уменьшению образования снега и льда на дорогах, мостах, взлетно-посадочных полосах, рулежных дорожках и других наружных поверхностях.

Способ защиты трубопроводов от коррозии // 2158786

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к защите трубопроводов, перекачивающих водонефтяную эмульсию. .

Ингибитор коррозии металлов // 2462539

Изобретение относится к составам для ингибирования атмосферной коррозии, коррозии в теплообменном оборудовании систем технического водоснабжения, для приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и межоперационной защиты сборочных единиц и деталей из черных и цветных металлов

Охлаждающая жидкость для двигателей внутреннего сгорания // 2470059

Изобретение относится к низкозамерзающим охлаждающим жидкостям-антифризам и может быть использовано для охлаждения двигателей внутреннего сгорания (ДВС) транспортных и стационарных энергетических систем, а также в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах

Способ и устройство для предотвращения коррозии в системах горячего водоснабжения // 2475568

Изобретение относится к области защиты металлов от коррозии

Нейтрализатор сероводорода и меркаптанов // 2479615

Изобретение относится к области нейтрализации сероводорода и легких меркаптанов в углеводородных средах химическими реагентами-нейтрализаторами и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической промышленности

Концентрат охлаждающей жидкости // 2535948

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к низкозамерзающим охлаждающим жидкостям, и может быть использовано в качестве теплоносителя в системах охлаждения двигателей внутреннего сгорания, а также в оборудовании бытового и промышленного назначения. Концентрат охлаждающей жидкости содержит, мас.%: 1,44-1,69 себациновой кислоты, 0,15-0,39 бензойной кислоты, 1,12-1,35 янтарной кислоты, 4,89-5,26 диэтаноламина, и/или триэтаноламина, и/или диоксиэтилэтилендиамина, 0,31-0,51 карбамида, 89,92-90,80 этиленгликоля, и/или пропиленгликоля, и/или глицерина, 0,002-0,004 красителя и остальное - воду. Изобретение позволяет повысить антикоррозионные свойства по отношению к каждому элементу конструкций. 3 табл, 15 пр.

Ингибирующая коррозию композиция // 2597441

Настоящее изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в корродирующих средах, в частности к ингибированию коррозии стали в водном растворе. Композиция содержит смесь по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли оксокислотного аниона, в которой по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты содержит от 40 до 60% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной глукаратной соли, от 5 до 15% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной глюконатной соли, от 3 до 9% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от 5 до 10% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной соли винной кислоты, от 5 до 10% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной соли тартроновой кислоты и от 1 до 5% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной гликолятной соли. Технический результат: повышение экологичности, стабильности и эффективности защиты от коррозии. 12 з.п. ф-лы, 4 табл., 9 пр.

Ингибитор коррозии стального оборудования в водных средах и способ его получения // 2598724

Изобретение относится к ингибиторам коррозии стали в водных средах на основе комплексов нитрилотрисметиленфосфоновой кислоты с металлами и предназначено, в частности, для защиты стальных частей технологического оборудования в нефтегазовой, химической, пищевой и других отраслях промышленности. Ингибитор содержит на 1 мол. часть нитрилотрисметиленфосфоновой кислоты 2,2-4,0 мол. части щелочи и 0,8-1,0 мол. часть алюминия. Способ получения ингибитора включает смешивание водного раствора нитрилотрисметиленфосфоновой кислоты с алюминатным раствором, содержащим 2,2-5 мол. части щелочи на 1 мол. часть алюминия. Технический результат - расширение ассортимента ингибиторов коррозии, не содержащих тяжелых металлов, на доступной сырьевой базе. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 7 пр., 1 табл., 1 ил.

Индикаторные покрытия для металлических поверхностей // 2619376

Изобретение относится к композиции покрытия для ингибирования коррозии. Предложенная композиция покрытия содержит ингибирующий коррозию катион металла и соединение с сопряженными двойными связями, содержащее индикаторное соединение, которое меняет цвет при воздействии иона металла, или воздействии щелочным рН, или воздействии кислым рН. Также предложены способ обработки подложки, включающий нанесение, по меньшей мере, на часть подложки композиции покрытия для ингибирования коррозии, и подложка, содержащая слой, осажденный из композиции для ингибирования коррозии. Изобретение позволяет определить полноту охвата покрытия, а также способствует сопротивлению коррозии и/или другим эксплуатационным параметрам покрытия. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 5 табл., 3 пр.

Комплексообразователи для металлов в качестве ингибиторов коррозии // 2627832

Изобретение относится к получению конверсионного покрытия на металлической поверхности. Предложена конверсионная композиция для нанесения на металлический субстрат, содержащая комплексообразователь для металлов в количестве от 0,005 г/1000 г композиции до 3 г/1000 г композиции, способный связывать и/или удалять медь и/или железо с поверхности металла, катион металла и водный носитель. Также предложены изделие с нанесенным покрытием и способ его производства. Предложенная композиция обеспечивает удаление меди и/или железа с обрабатываемой металлической поверхности, а также последующее получение конверсионного покрытия, повышающего коррозионную стойкость металлической поверхности. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл.