Спосіб отримання інгібітора накипоутворення та корозії металів у водному середовищі

Реферат: Спосіб отримання інгібітора накипоутворення та корозії металів у водному середовищі оснований на синтезі метиленсульфонатів при 80-90 °С протягом 5-6 годин. Як метилольний компонент використовують параформ, а як компонент сульфонування використовують бісульфіт натрію. UA 113546 U (12) UA 113546 U UA 113546 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до методів отримання інгібіторів накипоутворення та корозії металів у водному середовищі і може бути використана при кондиціюванні води для водоциркуляційних систем охолодження в промисловості та енергетиці, для теплоенергетичних систем комунальних господарств. Для стабілізації води щодо накипоутворення та для захисту металів від корозії досить часто 6 використовують фосфонові кислоти та їх суміші (Патент США 547847 МКИ C02F 5/14, опубл. 26.12.95; Патент США 6063289, МКИ" C02F5/14). Недоліком цього методу є висока вартість фосфонових кислот, низька їх ефективність, як інгібіторів корозії металів та низька стабільність розчинів фосфонатів цинку. Більш стабільними є розчини доступної цинкової солі диметилолфосфінової кислоти. Використання цинку в інгібіторах підвищує ефективність протикорозійного захисту. Частіше за все диметилфосфінову кислоту отримують із гіпофосфіту натрію або фосфорнуватистої кислоти та формаліну або параформу (Пат. 627477 Швейцарія, МКИ C07F 9/30, A01N 57/20. опубл. 15.01.82). Недоліком цього способу отримання диметилолфосфінової кислоти є використання як сировини нестійкої до окислення, дефіцитної фосфорнуватистої кислоти та надлишку соляної кислоти. Найбільш близьким по технічній суті до запропонованої корисної моделі є спосіб отримання інгібітора накипоутворення та корозії металів у водному середовищі, що включає взаємодію гіпофосфіту натрію з соляною кислотою та параформом (Пат. Україна, МПК C23F 11/08 C07F 9/09, опубл. 10.07.2013, Бюл. № 13). Недоліком цього методу є використання дорогого реагенту - гіпофосфіту натрію і агресивної соляної кислоти. В основу корисної моделі поставлено задачу отримання інгібітора накипоутворення та корозії металів без застосування фосфорорганічних компонентів. Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання інгібітора накипоутворення та корозії металів у водному середовищі, який включає взаємодію диметилолфосфінової кислоти з сульфітом натрію при 80-90 °C протягом 5-6 годин, згідно з корисною моделлю, замість диметилолфосфінової кислоти використовується параформ, а замість сульфіту натрію застосовується бісульфіт натрію. Суть способу полягає у тому, що в процесі використовували бісульфіт натрію та параформ в співвідношенні 2:1, що забезпечує утворення продукту конденсації метилдисульфонату натрію. Отриманий продукт здатний утворювати стійкі хелатні комплекси з іонами жорсткості і тому є ефективним інгібітором накипоутворення. Він утворює міцні комплексні сполуки із металами, стабілізує пасиваційну плівку і тому є ефективним інгібітором корозії металів, особливо в присутності іонів цинку. Спосіб реалізується наступним чином. Через розчин сульфіту натрію пропускають сірчистий газ. До утвореного бісульфіту натрію додають розраховану кількість параформу і нагрівають до 80-90 °C. Співвідношення реагентів бісульфіту натрію та параформу, у молях 2:1. Суміш перемішують при температурі 80-90 °C до повного розчинення параформу. Після охолодження метилдисульфонат натрію можна використовувати як інгібітор накипоутворення і корозії металів. Для підтвердження технічного результату були приведені наступні досліди. Приклад 1. Оцінку ефективності диметилсульфонату натрію (МДСН) як інгібітора 3 3 накипоутворення проводили у водопровідній воді (Ж=4,64 мг-екв/дм , Л = 4,4 мг-екв/дм ). Досліди проводили при температурі 90-100 °C протягом 5-6 годин. Після чого визначали залишкову жорсткість води у всіх пробах (1): Ж 50 V1  C1  1000 , мг-екв/дм V2 (1) 3 де V1 - об'єм 0,1 Н розчину трилону Б, використаний на титрування, см ; 3 V2 - об'єм проби води, взятої для аналізу, см ; C1 - концентрація розчину трилону Б; 3 1000 - коефіцієнт перерахунку в мг-екв /дм . Після цього розраховували стабілізаційний ефект за формулою (2): 55 1 UA 113546 U  Ж   і  C  1   100, %  Ж     (2) де Ж і - різниця між розрахованим значення Ж  і виміряним значенням жорсткості в присутності інгібітора Ж ; і Ж  - різниця між розрахованим значення Ж  і виміряним значенням жорсткості в пробі без 5 інгібітора. Протинакипний ефект розраховували за формулою (3):   Жі 100 , % Ж (3) Результати приведені в таблиці 1. 10 Таблиця 1 Доза реагенту, 3 мг/дм 1 2 0 0,5 Метил-дисульфонат 1 натрію 2 5Реагент 15 20 Жорсткість води, мг3 екв/дм Жпоч Жзал 3 4 2,44 3,68 4,64 3,88 4,48 4,56 Стабілізаційний ефект, % Протинакипний ефект, % 5 56,4 65,5 92,7 96,4 6 79,3 83,6 96,6 98,3 Приклад 2. Оцінку ефективності диметилсульфонату натрію (МДСН) як інгібітора корозії сталі проводили у 3 3 водопровідній воді (Ж=4,5 мг-екв/дм , Л=4,3 мг-екв/дм ) методом поляризаційного опору за допомогою індикатора поляризаційного опору Р5126 і двохелектродного датчика у корозійноіндикаторній установці УК-2. Досліди проводили в статичних і динамічних умовах і визначали середнє значення Rр за час експерименту. Величина поляризаційного опору обернено пропорційна швидкості корозії сталі. Коефіцієнт гальмування швидкості корозії (j) визначали відношенням середнього поляризаційного опору (Rрср) досліджуваного розчину до середнього поляризаційному опору (Rр0ср) вихідного розчину (4): J Rp cp Rp 0 cp , (4) Ступінь захисту металів від корозії (Z) розраховували, виходячи з коефіцієнта гальмування швидкості корозії, за формулою (5): 25  1 Z  1    100, %  j   (5) Результати приведені в таблиці 2. 2 UA 113546 U Таблиця 2 2+ Доза Zn , 3 мг/дм 1 0 1 2 Доза МДСН, 3 мг/дм 2 0 1 5 1 5 1 5 Середнє значення поляризаційного опору, Rp cp І II 3 4 0,315 0,124 0,399 0,619 0,443 1,09 0,422 0,175 0,534 0,858 0,491 0,773 0,534 1,502 Коефіцієнт зниження швидкості корозії, j І 5 1,267 1,406 1,34 1,695 1,559 1,695 II 6 4,992 8,79 6,25 6,919 6,234 12,11 Ступінь захисту від корозії, Z, % І 7 21,05 28,89 25,36 41,01 35,85 41,01 II 7 79,97 88,62 84,00 85,55 83,96 91,74 I - в статичних умовах; II - в динамічних умовах. 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб отримання інгібітора накипоутворення та корозії металів у водному середовищі, який оснований на синтезі метиленсульфонатів при 80-90 °С протягом 5-6 годин, який відрізняється тим, що як метилольний компонент використовують параформ, а як компонент сульфонування використовують бісульфіт натрію. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3