專利名稱：抑制含水介質(zhì)中腐蝕的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及處理含水系統(tǒng)，以減小對(duì)與其接觸的金屬表面的腐蝕。
背景技術(shù)：
腐蝕和伴隨影響(如點(diǎn)蝕)問題困擾水系統(tǒng)已有多年。例如，污垢傾向于積累在各種水系統(tǒng)的內(nèi)壁上，從而顯著減小系統(tǒng)的操作效率。以此方式，嚴(yán)重阻礙具體系統(tǒng)的傳熱功能。腐蝕是金屬與其環(huán)境的衍生電化學(xué)反應(yīng)。它是精煉金屬到其天然狀態(tài)的回復(fù)。例如，鐵礦是氧化鐵。氧化鐵精煉成為鋼。在鋼腐蝕時(shí)，它生成氧化鐵，如果不注意，其就可使金屬斷裂或毀壞，導(dǎo)致關(guān)閉具體水系統(tǒng)，直至可能做出必需的修復(fù)。一般在冷卻水系統(tǒng)中已證明腐蝕與點(diǎn)蝕對(duì)系統(tǒng)的總效率有害。很多冷卻水系統(tǒng)在系統(tǒng)處理中用正磷酸鹽促進(jìn)與系統(tǒng)水接觸的金屬表面的鈍化。然而，由于農(nóng)業(yè)肥料對(duì)P2O5 礦的需要增加，基于磷的抑制劑的目前成本猛漲。美國和歐洲的環(huán)境法規(guī)也已加大磷酸鹽排入當(dāng)?shù)睾哟ê退鞯南拗啤Ｒ虼?，已見到低或無磷酸鹽處理方案增加使用，同時(shí)強(qiáng)調(diào)所有或優(yōu)勢有機(jī)處理方案一般需要相對(duì)較高的處理劑量(即，>50ppm)有效。遺憾的是，這些高水平的有機(jī)處理劑量增加系統(tǒng)中的生物食物(碳足跡(carbon footprint))，并增加毒性生物殺滅化合物供給系統(tǒng)的需要。碳足跡減少的益處可從兩個(gè)不同方面觀察。首先，在能耗節(jié)省(否則為合成有機(jī)抑制劑所需)方面，可觀察碳足跡的減少。在此，需要產(chǎn)生的有機(jī)物質(zhì)的較小量使水更少， 排放物更少等。其次，用于生物生長的食物的產(chǎn)生減少使控制微生物活性所需的生物殺滅劑的供給水平減少。發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，提供抑制與含水系統(tǒng)接觸的金屬腐蝕的方法，所述方法包括用羥基酸和正磷酸鹽處理系統(tǒng)。羥基酸和正磷酸鹽與加到系統(tǒng)或已存在于水的OPO4 —起作為組合處理用于抑制腐蝕。另外，助劑化合物可與組合的正磷酸鹽/羥基酸組合共同使用。助劑選自聚(環(huán)氧琥珀酸)、第二羥基酸化合物和聚羧酸。在很多情況下，正磷酸鹽可已存在于系統(tǒng)水中。處理物加到含水系統(tǒng)，如冷卻水系統(tǒng)。發(fā)明詳述我們已發(fā)現(xiàn)，羥基酸，在與低磷酸鹽劑量結(jié)合時(shí)，提供有效的低碳鋼腐蝕保護(hù)。另外，助劑組分可與羥基酸/oP04結(jié)合使用。助劑可以為例如聚(環(huán)氧琥珀酸)、聚馬來酸 (PMA)和聚酸的組分，或者可使用某些其他羥基酸。這些處理組分在組合中各自以較小的劑量和所有組分以較小的總濃度在低碳鋼保護(hù)中達(dá)到有效的性能。在冷卻塔應(yīng)用中，這些組合在具有中至高堿度的循環(huán)水條件下尤其有效。在本發(fā)明的一個(gè)方面，可用羥基琥珀酸(HSA)作為羥基酸源。這些化合物報(bào)告于美國專利5，183，590，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合到本文中。此族化合物由下式表示
權(quán)利要求
1.一種抑制與含水系統(tǒng)接觸的金屬腐蝕的方法，所述方法包括用羥基酸和正磷酸鹽化合物處理所述系統(tǒng)。
2.權(quán)利要求1的方法，所述方法還包括用選自Bl聚(環(huán)氧琥珀酸)、B2第二羥基酸化合物和B3聚羧酸的助劑化合物處理所述系統(tǒng)。
3.權(quán)利要求1的方法，其中所述羥基酸化合物以約1至約49ppm的量存在，且所述正磷酸鹽以約0. 1至1. Oppm的量存在。
4.權(quán)利要求2的方法，其中所述羥基酸包括具有下式的羥基琥珀酸 R.ff· R'
5.權(quán)利要求4的方法，其中所述羥基琥珀酸包括選自下列的成員對(duì)苯二亞甲基二羥基琥珀酸(diHSA)，間苯二亞甲基diHSA，間苯diHSA，氨 diHSA，甲基胺diHSA，哌嗪diHSA，乙二胺 diHSA，六亞甲基diHSA，羥基胺HSA，己二醇 diHSA，乙二醇 diHSA。
6.權(quán)利要求2的方法，其中所述羥基酸包括下式的化合物Q' - (Rl) a-(R2)b-(R3)「C00H其中a、b和c為0至6的整數(shù)，其條件為(a+b+c > 0) ；RU R2和R3為無規(guī)或嵌段序列的重復(fù)單元，并且單獨(dú)選自C = 0或CY' Z'，其中Y'和Z'單獨(dú)選自H、0H、CH0、C00H、 CH3> CH2OH, CH (OH) 2、CH2 (COOH)、CH (OH) (COOH)、CH2 (CHO)和 CH (OH) CH0,以便所述 B (1)具有最少一個(gè)OH基團(tuán)，如以其完全水合形式寫成，Q'為COOH或CH20H。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述羥基酸為選自D-葡糖二酸、粘酸、酒石酸、酮基丙二酸、 葡糖酸和葡庚糖酸的成員。
8.權(quán)利要求7的方法，其中所述羥基酸為D-葡糖二酸。
9.權(quán)利要求2的方法，其中Bl存在，并且為具有下式的化合物
10.權(quán)利要求9的方法，其中Bl為具有約2至3聚合度的聚乙氧基琥珀酸。
11.權(quán)利要求2的方法，其中所述第二羥基酸(B》化合物存在，并包括選自D-葡糖二酸、粘酸、酒石酸、酮基丙二酸、葡糖酸和葡庚糖酸的成員。
12.權(quán)利要求2的成員，其中所述聚羧酸(Β； )存在，并包括聚馬來酸。
13.在其中具有約0.1至l.Oppm的正磷酸鹽的水系統(tǒng)中，提高腐蝕抑制的方法，所述方法包括向所述系統(tǒng)加入有效量的具有下式的羥基酸化合物，以抑制與所述水系統(tǒng)接觸的冶金作用，Q' - (Rl) a-(R2)b-(R3)「C00H其中a、b和c為O至6的整數(shù)，其條件為(a+b+c > 0) ；RU R2和R3為無規(guī)或嵌段序列的重復(fù)單元，并且單獨(dú)選自C = 0或CY' Z'，其中Y'和Z'單獨(dú)選自H、0H、CH0、C00H、 CH3> CH2OH, CH (OH) 2、CH2 (COOH)、CH(OH) (COOH)、CH2 (CHO)和 CH(OH)CHO,以便所述 B(I)具有最少一個(gè)OH基團(tuán)，如以其完全水合形式寫成，Q'為COOH或CH2OH,所述羥基酸以1至約 49ppm的量存在。
14.權(quán)利要求13的方法，其中所述水系統(tǒng)為循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，所述羥基酸為選自D-葡糖二酸、粘酸、酒石酸、酮基丙二酸、葡糖酸和葡庚糖酸的成員。
15.權(quán)利要求14的方法，所述方法還包括將聚(環(huán)氧琥珀酸)以約1至40ppm的量加入到所述水系統(tǒng)。
16.權(quán)利要求15的方法，所述方法還包括將PMA以約1至40ppm的量加入到所述水系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供抑制與含水系統(tǒng)(例如冷卻水系統(tǒng))接觸的金屬腐蝕的方法。根據(jù)此類方法，用羥基酸化合物和正磷酸鹽處理此系統(tǒng)。另外，可向系統(tǒng)水中加入助劑，包括聚(環(huán)氧琥珀酸)、另外的羥基酸和聚羧酸。
文檔編號(hào)C23F11/08GK102203323SQ200980143813
公開日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者B·喬治, C·C·皮爾斯, D·W·惠森亨特, G·森達(dá)拉拉延, P·D·德克, R·P·卡拉科迪米, R·克羅韋托 申請(qǐng)人:通用電氣公司