close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

;docx

код для вставкиСкачать
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
(13)
2 528 922
C1
(51) МПК
C23F 11/167 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(12) ОПИСАНИЕ
(21)(22) Заявка:
ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
2013130706/02, 05.07.2013
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
05.07.2013
(72) Автор(ы):
Давидовская Наталья Юрьевна (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Давидовская Наталья Юрьевна (RU)
R U
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 05.07.2013
(45) Опубликовано: 20.09.2014 Бюл. № 26
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2462539 C1, 27.09.2012. RU
2 5 2 8 9 2 2
R U
(54) ВОДОРАСТВОРИМЫЙ ИНГИБИТОР КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
(57) Реферат:
Изобретение относится к составам для
:0,4 соответственно, триэтилфосфат и имидазол
ингибирования коррозии и солеотложений в
при следующем соотношении компонентов,
теплообменном
оборудовании
систем
мас.%: продукт конденсации борной кислоты,
технического водоснабжения бытового и
диэтаноламина, моноэфира гликоля и смеси
промышленного назначения, выполненных из
жирных кислот 86,0-90,0; триэтилфосфат 2,0-4,0;
черных и цветных металлов, для приготовления
имидазол 8,0-10,0. Техническим результатом
смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и
изобретения является расширение ассортимента
моющих средств. Водорастворимый ингибитор
отечественных водорастворимых ингибиторов
коррозии содержит продукт конденсации борной
коррозии, повышение эффективности защиты от
кислоты, диэтаноламина, моноэфира гликоля и
коррозии и отложения солей теплообменного
смеси
жирных
кислот
предельного
и
оборудования из черных и цветных металлов. 1
непредельного ряда с углеводородным радикалом
з.п. ф-лы, 3 табл.
C12-C22 при их мольном соотношении 1:2:(0,5-0,7)
Стр.: 1
C 1
C 1
Адрес для переписки:
111402, Москва, до востребования, М.М.
Коновой
2 5 2 8 9 2 2
2207402 С1, 27.06.2003. RU 2355821 С1,
20.05.2009. DE 19520269 А1, 05.12.1996
RUSSIAN FEDERATION
(19)
RU
(11)
(13)
2 528 922
C1
(51) Int. Cl.
C23F 11/167 (2006.01)
FEDERAL SERVICE
FOR INTELLECTUAL PROPERTY
(12) ABSTRACT
(21)(22) Application:
OF INVENTION
2013130706/02, 05.07.2013
(24) Effective date for property rights:
05.07.2013
(72) Inventor(s):
Davidovskaja Natal'ja Jur'evna (RU)
(73) Proprietor(s):
Davidovskaja Natal'ja Jur'evna (RU)
R U
Priority:
(22) Date of filing: 05.07.2013
(45) Date of publication: 20.09.2014 Bull. № 26
2 5 2 8 9 2 2
R U
Стр.: 2
C 1
(54) WATER-SOLUBLE METAL CORROSION INHIBITOR
(57) Abstract:
FIELD: chemistry.
condensation of boric acid, diethanolamine, glycol
SUBSTANCE: water-soluble corrosion inhibitor
monoether and a mixture of fatty acids 86.0-90.0;
contains a product of condensation of boric acid,
triethyl phosphate 2.0-4.0; imidazole 8.0-10.0.
diethanolamine, glycol monoether and a mixture of
EFFECT: wide range of domestically produced
saturated and unsaturated fatty acids with a C12-C22
water-soluble corrosion inhibitors, more effective
protection of heat-exchange equipment made of ferrous
hydrocarbon radical in molar ratio of 1:2:(0.5-0.7):0.4,
and nonferrous metals from corrosion and scaling.
respectively, triethyl phosphate and imidazole, with the
2 cl, 3 tbl
following ratio of components, wt %: product of
2 5 2 8 9 2 2
C 1
Mail address:
111402, Moskva, do vostrebovanija, M.M. Konovoj
RU 2 528 922 C1
5
10
15
20
25
30
35
Изобретение относится к составам для ингибирования коррозии и солеотложений
в теплообменном оборудовании систем технического водоснабжения бытового и
промышленного назначения, выполненных из черных и цветных металлов, для
приготовления смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и моющих средств.
Известен водорастворимый ингибитор коррозии металлов, содержащий, мас.%:
триполифосфат натрия - 10,0-20,0, борат этаноламина - 80,0-90,0. В качестве бората
этаноламина используют продукт взаимодействия борной кислоты с моно-, ди- или
триэтаноламином (RU 2355820, кл. C23F 11/14, 14/02, 20.05.2009).
Недостатком известного ингибитора является то, что он защищает от коррозии и
солеотложений теплообменное оборудование, выполненное из черных металлов, и
неэффективен для предотвращения коррозии цветных металлов.
Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является
водомаслорастворимый ингибитор коррозии металлов, содержащий, мас.%: 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 - 20,0-25,0, 2-гидроксиэтилметакрилат - 2,0-4,0 и растворитель до 100. В качестве растворителя он содержит воду, низкозастывающие фракции
углеводородов или минеральное масло (RU 2462539, кл. C23F 11/08, 27.09.2012).
Недостатком данного ингибитора является то, что входящий в его состав полимер
- 2-гидроксиэтилметакрилат обладает высокими водопоглащением (40-80%) и
набуханием в воде, что приводит к изменению структуры и состава ингибитора во
времени, снижению его эффективности при защите от коррозии теплообменного
оборудования из черных и цветных металлов.
Техническим результатом изобретения является расширение ассортимента
отечественных водорастворимых ингибиторов коррозии, повышение эффективности
защиты от коррозии и отложения солей теплообменного оборудования из черных и
цветных металлов.
Данный результат достигается тем, что водорастворимый ингибитор коррозии
металлов, включающий боразотсодержащее соединение, дополнительно содержит
триэтилфосфат и имидазол, а в качестве боразотсодержащего соединения содержит
продукт конденсации борной кислоты, диэтаноламина, моноэфира гликоля и смеси
жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом C12-C22
при их мольном соотношении 1:2:(0,5-0,7):0,4 соответственно при следующем
соотношении компонентов, мас.%:
Продукт конденсации борной кислоты,
диэтаноламина, моноэфира гликоля
и смеси жирных кислот
86,0-90,0
Триэтилфосфат
2,0-4,0
Имидазол
8,0-10,0
40
45
При этом при получении продукта конденсации в качестве моноэфира гликоля
используют соединение, выбранное из группы: моноэтиловый эфир этиленгликоля,
монобутиловый эфир этиленгликоля, моноэтиловый эфир диэтиленгликоля,
монобутиловый эфир диэтиленгликоля.
Отличительной особенностью предложенного технического решения является то,
что при введении продукта конденсации борной кислоты, диэтаноламина (ДЭА),
моноэфира гликоля и смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с
углеводородным радикалом C12-C22 при их мольном соотношении 1:2:(0,5-0,7):0,4
Стр.: 3
RU 2 528 922 C1
5
10
15
20
25
30
35
40
45
соответственно, триэтилфлсфата (ТЭФ) и имидазола при заявленном соотношении
компонентов возникает синергический эффект усиления защитных свойств ингибитора,
что позволяет получить стабильный водорастворимый ингибитор с высокой степенью
защиты от коррозии и солеотложений теплообменного оборудования, выполненного
из черных и цветных металлов.
Использование продукта конденсации при иных соотношениях реагентов, кроме
заявленных, а также введение его, ТЭФ и имидазола при иных массовых соотношениях
не позволяет получить водорастворимый ингибитор с высокими защитными свойствами.
В качестве смеси жирных кислот используют высокомолекулярные жирные кислоты
растительных масел (подсолнечного, кокосового, соевого, рапсового, льняного и т.д.)
ряда C12-C22 или синтетические жирные кислоты (СЖК) соответствующих фракций.
Жирные кислоты выделяют из растительных масел путем расщепления триглицеридов,
например омылением масла щелочью с последующей обработкой образовавшегося
мыла минеральной кислотой (Сырье и полупродукты для лакокрасочных материалов:
Справочное пособие / Под ред. М.М. Гольдберга. - М.: Химия, 1978. - С.230, 234).
Основной способ синтеза СЖК - окисление парафинов кислородом воздуха при 105120°C и атмосферном давлении (катализатор - соединения Mn, например MnSO4, MnO2,
KMnO4). Продукты окисления нейтрализуют раствором Na2CO3 и омыляют раствором
NaOH; из полученных мыл кислоты выделяют обработкой H2SO4 и фракционируют /
Брунштейн Б.А., Клименко В.Л., Цыркин Е.Б. Производство синтетических кислот из
нефтяного сырья. - Л.: Химия, 1970. - 160 с.
В качестве моноэфира гликоля используют:
- моноэтиловый эфир этиленгликоля (этилцеллозольв) C2H5-O-CH2CH2OH по ГОСТ
8313-88;
- монобутиловый эфир этиленгликоля (бутилцеллозольв) C4H9-O-CH2CH2OH по ТУ
6-01-646-84;
- моноэтиловый эфир диэтиленгликоля (этилкарбитол) C2H5-O-CH2CH2-O-CH2CH2OH
по ТУ 2422-125-05766801-2003;
- монобутиловый эфир диэтиленгликоля (бутилкарбитол) C4H9-O-CH2CH2-OCH2CH2OH по ТУ 8-05-10-50-86.
Простые моноэфиры гликолей получают в результате реакции оксиэтилирования
соответствующих спиртов при температуре 150-200°C и давлении 2-4 МПа в присутствии
катализаторов (кислот, щелочей, либо цеолитов, силикагелей, алюмосиликатов).
Триэтилфосфат (Триэтиловый эфир ортофосфорной кислоты) (C2H5O)3PO является
сложным эфиром этанола и фосфорной кислоты, представляет собой бесцветную,
хорошо растворимую в воде жидкость с Т.кип.=216°C и относительной плотностью
1,073 г/см3.
Имидазол C3H4N2 (ТУ 6-09-37-1127-91) получают конденсацией глиоксаля с аммиаком
в присутствии формальдегида. Он представляет собой бесцветные или бледно-желтые
кристаллические хлопья со слабым запахом амина с температурой плавления 88,389,9°C и относительной плотностью 1,111 г/см3. Он хорошо растворим в воде, спирте,
бензоле, плохо - в углеводородах.
Технология получения продукта конденсации заключается в следующем:
В реактор, снабженный мешалкой, насадкой Дина-Старка, обратным холодильником
и термометром, при температуре 90-100°C и постоянном перемешивании загружают
Стр.: 4
RU 2 528 922 C1
5
10
15
20
25
30
210 г (2 моля) диэтаноламина (ТУ 6-09-2652-91), 61 г (1 моль) борной кислоты (ГОСТ
18704-78) и 0,5-0,7 моль моноэфира гликоля (этилцеллозольва, бутилцеллозольва,
этилкарбитола или бутилкарбитола). Реакционную массу нагревают до 180-200°C и
проводят реакцию конденсации в течение 45-60 мин. Затем в реактор вводят 0,4 моля
смеси жирных кислот предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом
C12-C22 и продолжают реакцию конденсации в течение 30-40 мин при температуре 200210°C.
Полученные продукты имеют цвет от желтого до медового, хорошо растворимы в
воде, не пенятся, не образуют осадки в жесткой воде и имеют следующие характеристики:
Кинематическая вязкость при 100°C, сСт - не более 55,0.
Аминное число, мг HCl/г - не менее 42.
Зольность, % - отсутствует.
Температура вспышки в открытом тигле, °C - не ниже 200.
Для получения активной основы ингибитора 86,0-90,0 мас.% полученного продукта
при постоянном перемешивании последовательно смешивают с 2,0-4,0 мас.% ТЭФ и
8,0-10,0 мас.% имидазола до получения однородного состава. Рабочая концентрация
полученного ингибитора в воде составляет 1,0-3,0 мас.%.
Составы образцов предложенного водорастворимого ингибитора коррозии
представлены в табл.1. Примеры 5 и 6 являются контрольными.
Испытания на коррозию образцов из углеродистой стали марки Ст.10 и цветных
металлов проводили в искусственной воде на основе оборотной промышленной воды
следующего состава, мг/л: CaCl2 - 294,5; NaCl2 - 36,2; Na2SO4 - 390,5; NaOH - 37,0.
Коррозионные испытания выполняли с помощью потенциостата П-5848 на
вращающемся дисковом электроде при скорости движения воды 1 м/с, температуре
20°C и концентрации ингибитора 2,0 мас.% (табл.2).
Испытания на способность ингибитора предотвращать отложения солей
осуществляли в ультратермостате при 60°C и выдержке в течение 7 ч. Исследования
проводили в природной грунтовой воде с общей жесткостью 15,8 мг-экв/л, содержащей
HCO3 - - 5,5 мг-экв/л и Ca2+ - 10,3 мг-экв/л (табл.3).
Использование предложенного водорастворимого ингибитора коррозии позволит
надежно защитить от коррозии и солеотложений теплообменники систем оборотного
технического водоснабжения бытового и промышленного назначения, выполненные
из черных и цветных металлов.
35
Таблица 1
Компоненты
40
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА,
этилцеллозольвом и смесью жирных кислот
растительных масел ряда C12-C22 при мольном
соотношении 1:2:0,5:0,4
Содержание компонентов по примерам, мас.%
1
2
4
86,0
5
6
85,0
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА,
этилкарбитолом и смесью жирных кислот растительных масел ряда C12-C22 при мольном соотношении 1:2:0,6:0,4
45
3
88,0
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА,
бутилцеллозольвом и СЖК фракции C12-C22 при
мольном соотношении 1:2:0,5:0,4
90,0
Продукт конденсации борной кислоты с ДЭА,
бутилкарбитолом и СЖК фракции C12-C22 при
мольном соотношении 1:2:0,7:0,4
91,0
87,0
Триэтилфосфат
4,0
3,0
2,0
4,0
4,5
1,5
Имидазол
10,0
9,0
8,0
9,0
10,5
7,5
Стр.: 5
RU 2 528 922 C1
Таблица 2
Результаты коррозионных испытаний предложенного состава
Вода, содержащая предложенный ингибитор, по примерам
Показатель
5
1
Скорость коррозии стали Ст.10, мА/
0,27
см2
2
0,25
3
0,24
4
0,26
5
6
0,30
0,27
Вода, содержащая
ингибитор по прототипу
0,30-0,35
Коррозионное воздействие на металлы
по потере массы при 88±2°C (336 ч),
г/м2/сутки:
10
15
медь M1
0,015
0,014
0,013
0,015
0,016
0,15
0,016-0,020
латунь Л-62
0,049
0,048
0,047
0,048
0,050
0,049
0,050-0,053
припой ПОС-40-2
0,16
0,15
0,14
0,15
0,17
0,15
0,17-0,20
алюминий АК-6М2
0,08
0,07
0,05
0,07
0,10
0,08
0,08-0,10
чугун СЧ-25
0,03
0,025
0,02
0,025
0,04
0,025
0,03-0,04
сталь 20
0,031
0,030
0,029
0,030
0,032
0,030
0,032-0,04
7 дней
97
98
99
98
96
98
96-98
30 дней
97
98
99
98
96
98
92
3 месяца
97
98
99
98
96
98
85
Защитная эффективность, %, через:
Таблица 3
Степень защиты (Z) от солеотложений в природной грунтовой воде при 60°C
20
Среда, концентрация ингибитора, мас.%
Общая жесткость, мгэкв/л
HCO3 - мг-экв/л
Ca2+ мг-экв/л
Исходная вода
Прототип
25
Предложенный ингибитор
30
35
Z, %
15,8
5,5
10,3
-
0,5
13,1
4,6
8,5
83
1,0
14,5
5,0
9,5
92
2,0
15,5
5,4
10,1
98
0,5
13,6
4,7
8,9
86
1,0
15,3
5,3
10,0
97
2,0
15,8
5,5
10,3
100
Формула изобретения
1. Водорастворимый ингибитор коррозии металлов, включающий боразотсодержащее
соединение, отличающийся тем, что он дополнительно содержит триэтилфосфат и
имидазол, а в качестве боразотсодержащего соединения содержит продукт конденсации
борной кислоты, диэтаноламина, моноэфира гликоля и смеси жирных кислот
предельного и непредельного ряда с углеводородным радикалом C12-C22 при их мольном
соотношении 1:2:(0,5-0,7):0,4 соответственно при следующем соотношении компонентов,
мас.%:
продукт конденсации борной кислоты
диэтаноламина, моноэфира гликоля
40
и смеси жирных кислот
86,0-90,0
триэтилфосфат
2,0-4,0
имидазол
45
8,0-10,0
2. Водорастворимый ингибитор по п.1, отличающийся тем, что в качестве моноэфира
гликоля использовано соединение, выбранное из группы: моноэтиловый эфир
этиленгликоля, монобутиловый эфир этиленгликоля, моноэтиловый эфир
диэтиленгликоля, монобутиловый эфир диэтиленгликоля.
Стр.: 6
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа