198161. lajstromszámú szabadalom • Inhibitor kompozíció ipari hűtővíz rendszerekhez korrózió és lerakódás gátlására
1 198 161 2 A találmány tárgya ipari hűtővízrendszerekhez használható korróziót és vízkövescdést gátló kompozíció. Nagy ciklusszámmal működő keringetett recirkulációs ipari vízrendszerek elterjedésével kell számolni a jövőben a gazdaságosabb vízfelhasználás és környe zetvédelmi okok miatt. A keringetett vízrendszerben a betörnényescdés miatt mind a kőkíválás, mind a korrózió intenzívebbé válik. Ezen tényezők különkülön is, de különösen együttes jelenlétükben nagy veszteséget okoznak a hűtővízrendszerek hatékonyságában. Az ilyen vízrendszerek károsodásának csökkentésére és megakadályozására a vegyszeres kezelés a leghatékonyabb és leggazdaságosabb. Üzemeltetés közben a cirkuláló víz egy része elpárolog és így a vízben oldott sók és szuszpendált anyagok koncentrációja megnő és végül vízkő formájában lerakódnak a berendezés különböző részein, így például a hőcserélő felületeken is. Er a folyamat oda vezet, hogy a hőátadás csökken és így természetesen növekszik az energiafelhasználás mértéke. Ezenfelül csökken a cirkulációs sebesség is a rendszerben. A kőképződés különösen a cirkulációs hűtővízkörökben válhat igen veszélyessé, mivel ott a hűtővíz sótartalma a párolgás miatt megnövekszik. A vízkő keletkezésben különösen azok az anyagok játszanak közre, melyeknek oldhatósága a hőmérséklet emelkedésével csökken. Mivel a hűtővíz hőmérséklete a hőátadó felületeken magasabb, mint az átlagos, a káros kiválás éppen ezeken a lényeges helyeken következik be,és ennek folyományaként dinamikusan csökken a hőátadás hatékonysága. Az egyik leggyakoribb kőképző vegyület a kalciumkarbonát, amely kalcium-hidrogén-karbonát bomlásából származik és inverz oldhatósága mellett az egyik legkisebb oldékonyságű anyag, rajta kívül még komoly problémákat okoz a kalcium-szulfát és kalciumfoszfát kiválása is. A másik káros hatás, melynek a hűtővíz rendszerek ki vannak téve, a korrózió, mely a vízben oldott oxigén hatására lép fel és tetemes károkat, szerkezeti problémákat és meghibásodásokat okoz a szénacélból vagy más fémből készült berendezésekben. A fentiekre tekintettel kívánatos az, hogy mind a korrózió mind a vízkőkiválás elleni védelemre vonatkozóan számtalan anyagot és kompozíciót dolgozzanak ki. A vízkőképződés megakadályozására például használnak lignin-származékokat, szervetlen foszforvegyületeket, szerves foszfor-vegyületeket és polimereket. A korrózió elleni védelemben legrégebben alkalmazott anyagok a kromát-típusú vegyületek, amelyekkel valóban jó eredmények érhetők el, de környezetvédelmi okokból napjainkban használatuk, káros hatásuk miatt, erősen csökken. Vannak országok, ahol a kromátok alkalmazását egyenesen tiltják is. Helyettesítésükre használnak foszforsavakat és foszforos savakat, valamint ezek nátriumsóit, szerves foszforsav-észtereket, többértékű fémek sóit, például cink sókat. Az egyedi vegyületek mellett számos olyan kompozíció is ismeretes, amely alkalmas a vizkőkiválás és korrózió elleni védelemre. Az alábbiakban típusonként mutatjuk be a fenti célra alkalmazott anyagokat. 1. A szervetlen foszfor vegyületeket 1939 óta használják [G. Hatch és O. Rice, Ind. Eng. Chem., 31, (1939), 51] napjainkig (4, 105.406 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). 2. Kromát-tartalmú szerekről számol be Y. E. 0. May ne és R. Y. Pryor [J. Chem. Soc. (1949) 1831] és A. D. Mcrcier, 1. R. Jenkins [Brit. Corr. Jour., (1968), 3130], 3. Kromátok és foszfátok együttes alkalmazásáról ír G. B. Hatch [NACE Conf. Abs., (1964)]. 4. Nitritek használatát ismerteti pl. Y. F. Conoby és T. M. Sivam a Mat. Prot. 6, (1976) 55. oldalán megjelent közleménye. 5. Szilikátokról számol be Y. W. Wood és tsai a Corr. 13, (1957) számában a 719. oldalon. 6. Cinksókat alkalmaznak egyedüli hatóanyagként [G. B. Hatch Corr. 21, (1965) 179], kromátokkal keverve [G. B. Hatch, Mat. Prot. 4, (1965) 52] Cinksóból és bcnztria/.olból álló kompozíció szerepel a 22 40 736 sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli szabadalmi leírásban. Cinksó és malcinsav típusú polimer keverékére vonatkozik a 4 018 702 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás és végül cinksó és foszfor-vegyület együttes használatára vonatkozik a 4 089 651 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás. 7. Ismeretesek a fenti célra foszfátok is, pl. maleinsavanhidrid alapú polimerekkel keverve (4 297 237 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás) és foszfonátok ugyancsak kompozíciókban (4 105 587 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). 8. Napjainkban legelterjedtebben használják a szerves foszfor-vcgyülcleket és ezek közül is a foszfonsavakat külön-külön és adott esetben kompozíciókban is. Tudomásunk szerint először a 3 723 333 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból ismerhető meg két foszfonsav: az l-hidroxi-etán-1,1- difoszfonsav és/vagy az amino-tri-(metilén-foszfonsav) vagy /nitrilo-tri-(metilén-foszfonsav)/foszfáttal, illetve cinksóval készített kompozíciójának kőképződést és lerakódását, valamint korróziót gátló hatása * Ezt követően számos hasonló vegyületen alapuló kompozíció vált ismeretessé (4 206 075 sz. szabadalmi leírás). így a 4 209 391. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás foszfonsavból, foszforsavból, metakrilsav-alapú polimerből és kétértékű fémek sóiból álló kompozíciót ír le. A 4 105 587 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból olyan keverék ismerhető meg, amely foszfonátot, foszfátot és maleinsavat tartalmaz. Fémek korróziósebességének csökkentésére az amerikai egyesült államokbeli 3 837 803 sz. szabadalmi leírás foszfonsav és vízoldható ortofoszfátok kombinációjának alkalmazásáról számol be. 9. Vízkőkiválás megakadályozására alkalmaznak a *(A/. amino-fosz.fonsavakat például a 3 288 846 sz.. USA szabadalmi leírás szeriül, a liidroxl-lős/fonsavakal pedig » 3 366 677 sz. USA szabadalmi leírásban foglaltuknak megfelelően lehet clóaljítani.) 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
