CS263098B1

CS263098B1 - Corrosion inhibitor

Info

Publication number: CS263098B1
Application number: CS876999A
Authority: CS
Inventors: Milan Smrz; Jan Doc Ing Csc Vosta; Ivan Ing Grym; Karel Ing Svoboda; Jaroslav Ing Kudlicka; Vladimir Ing Vek
Original assignee: Milan Smrz; Vosta Jan; Ivan Ing Grym; Svoboda Karel; Jaroslav Ing Kudlicka; Vek Vladimir
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS699987A1

Abstract

Řešení se týká problému vypírek oxidu uhličitého. Inhibitor koroze je tvořen 50 až 99»9 ;j-hmot. benzotriazolu nebo merkaptobenzothiazolu nebo merkaptobenzimidazolu nebo Jejich derivátů a 0,1 až 50 -;í hmot. povrchové aktivních látek ze skupiny zahrnující kvarterní amoniové báze nebo estery kyseliny sulfojantarová nebo akrylarylsulfonáty nebo heterocyklické dusíkatá sloučeniny, ze skupiny zahrnující chinoliny, isochlnoliny a pyridiny, nebo aromatické sulfoxidy nebo fosforečnany nebo boritany alkalických kovů.The solution relates to the problem of carbon dioxide scrubbing. The corrosion inhibitor is formed from 50 to 99.9% by weight of benzotriazole or mercaptobenzothiazole or mercaptobenzimidazole or their derivatives and from 0.1 to 50% by weight of surfactants from the group consisting of quaternary ammonium bases or sulfosuccinic acid esters or acrylaryl sulfonates or heterocyclic nitrogen compounds, from the group consisting of quinolines, isoquinolines and pyridines, or aromatic sulfoxides or alkali metal phosphates or borates.

Description

Vynález se týká inhibitoru koroze pro prostředí potašových vypírek oxidu uhličitého.The present invention relates to a corrosion inhibitor for the environment of carbon dioxide scrubbers.

V současné době existuje několik různých průmyslových variant systémů vypírek oxidu uhličitého, používaných zejména v procesech technologie výroby vodíku parním reformováním zemního plynu nebo frakcí nižších uhlovodíků. V podstatě lze tyto způsoby rozdělit na fyzikální a chemické způsoby vypírání oxidu uhličitého. Jednou z chemických metod odstraňování oxidu uhličitého je vypírání plynu roztokem potaše, přičemž i tento způsob je dále využíván technologicky v několika variantách. Rozdělení jednotlivých způsobů potašové vypírky lze provést na základě použitých aktivátorů procesu a inhibitorů koroze. Jedním z nejznámějších způsobů opravy potašového roztoku je přídavek oxidu arsenitého, řádově v desítkách gramů na litr, který zajištuje protikorozní ochranu zařízení a současně působí jako aktivátor procesu vypírání. Další neméně užívaný způsob provozu vypírání oxidu uhličitého spočívá v přídavku organického aktivátoru, zejména na bázi silné organické zásady a za současné aplikace vanadičnanu jako inhibitoru koroze. V omezenéjmíře jsou známy i potašové vypírky, které jsou provozovány bez aktivátoru vypírání a korozní proces je v tomto případě retardován oxidačním inhibitorem, zejména chromanem. Základní nevýhodou, zejména s přihlédnutím k možným provozním komplikacím či dokonce haváriím, je značná toxicita všech dosud užívaných inhibitorů koroze v orocesu vypírání oxidu uhličitého, což zejména platí pro případ vypírek s obsahem arsenu.Currently, there are several different industrial variants of carbon dioxide scrubbing systems, used mainly in the processes of hydrogen production technology by steam reforming of natural gas or lower hydrocarbon fractions. Basically, these processes can be divided into physical and chemical processes for scrubbing carbon dioxide. One of the chemical methods for the removal of carbon dioxide is gas scrubbing with a potash solution, and this method is further used technologically in several variants. Separation of individual potash scrubbing processes can be accomplished based on the used process activators and corrosion inhibitors. One of the most well-known methods of repairing a potash solution is the addition of arsenic trioxide, in the order of tens of grams per liter, which provides corrosion protection to the apparatus and at the same time acts as an activator of the scrubbing process. Another equally used method of operating carbon dioxide scrubbing involves the addition of an organic activator, particularly on the basis of a strong organic base and with the simultaneous application of vanadate as a corrosion inhibitor. To a limited extent, potash scrubbers are also known which are operated without a scrubber activator and in this case the corrosion process is retarded by an oxidation inhibitor, in particular chromate. The main disadvantage, especially with regard to possible operational complications or even accidents, is the considerable toxicity of all the corrosion inhibitors used so far in the carbon dioxide scrubbing process, particularly in the case of arsenic scrubbers.

Vzhledem ke značným korozním problémům, které jsou provozně i laboratorně ověřeny, není možné provozovat vypírkuDue to considerable corrosion problems, which are verified by operation and laboratory, it is not possible to operate the scrubber

265 093265 093

- 2 oxidu uhličitého bez náležité protikorozní ochrany, nejsnáze inhibitorem koroze. Za použití inhibitorů na hézi chromanů, které jsou sice za uvedených podmínek velmi účinné, není možno zefektivnit proces vypírky aktivátorem na bázi organické sloučeniny, nebot ve valné většině navržených aktivátorů dochází k velmi rychlé oxidaci např. alkanolaminů, za současné redukce chromanových aniontů na chromité sole, čímž zařízení zůstává korozně nechráněno. Další nevýhodou, kromě již uvedené silné toxicity, je pro systém potašové vypírky s inhibitorem koroze a aktivátorem procesu oxidem arsenitým stimulace katodického korozního děje, kterážto skutečnost predestiwje v stárne ch korozní praskání. Tato skutečnost byla ověřena laboratorně i provozně navzdory faktu, že oxid arsenitý je velmi účinným inhibitorem plošného korozního napadení. Zcela nechemické se jeví současné použití silných organických bází a vanadičnanů. Je zřejmé, že dojde k rychlé oxidaci organické látky za poklesu koncentrace obou.- 2 carbon dioxide without adequate corrosion protection, most easily by corrosion inhibitor. By using chromate hinge inhibitors, which are very effective under these conditions, it is not possible to streamline the scrubbing process with an activator based on an organic compound, since the vast majority of the proposed activators undergo very rapid oxidation of eg alkanolamines while reducing chromate anions to chromite salts thus leaving the device unprotected to corrosion. Another disadvantage, in addition to the already mentioned high toxicity, is for the potash scrubber system with corrosion inhibitor and arsenic oxide process activator to stimulate the cathodic corrosion process, which fact predestiwje in aging corrosion cracking. This has been verified both laboratory and operational despite the fact that arsenic trioxide is a very effective inhibitor of surface corrosion attack. The simultaneous use of strong organic bases and vanadates appears to be completely non-chemical. Obviously, the organic matter is rapidly oxidized with both concentrations decreasing.

Uvedené nedostatky odstraňuje inhibitor koroze pro prostředí potašových vypírek oxidu uhličitého podle vynálezu.These drawbacks are overcome by the corrosion inhibitor for the carbon dioxide scrubbing environments of the present invention.

Jeho podstata spočívá v tom, že je tvořen 50 až 99,9 % hm. benzotriazolu nebo merkaptobenzothiazolu nebo merkaptobenzimidazolu nebo jejich derivátů a 0,1 až 50 % hm. povrchově aktivních látek ze skupiny zahrnující kvartérní amoniové báze nebo estery kyseliny sulfojantarové nebo alkylarylsulfonáty nebo heterocyklické dusíkaté sloučeniny, ze skupiny zahrnující chinoliny, isochinoliny a pyridiny, nebo aromatické sulfoxidy nebo fosforečnany nebo boritany alkalických kovů.Its essence consists of 50 to 99.9 wt. % benzotriazole or mercaptobenzothiazole or mercaptobenzimidazole or derivatives thereof; surfactants selected from the group consisting of quaternary ammonium bases or sulfosuccinic acid esters or alkylarylsulfonates or heterocyclic nitrogen compounds, quinolines, isoquinolines and pyridines, or aromatic sulfoxides or alkali metal phosphates or borates.

Základní výhoda inhibitoru podle vynálezu spočívá v tom, že při uvažovaných koncentracích poskytuje velmi dobrou protikorozní ochranu ocelového konstrukčního materiálu potašových vypírek oxidu uhličitého a není při těchto koncentracích významně toxický. Inhibitor kor_oze podle vynálezu dále nereaguje s aktivátory vypíracího procesu, zejména organickými, dusíkatými bázemi. Jeho snadná likvidace, například vysráže- 3 263 098 ním thiazolových sloučenin vápníkem s následnou sedimentací vThe main advantage of the inhibitor according to the invention is that it provides very good corrosion protection of the carbon dioxide scrubbing steel construction material at the concentrations considered and is not significantly toxic at these concentrations. Kor inhibitor _of the present invention further activators react with the scrubbing process, especially organic, nitrogenous bases. Its easy disposal, for example by precipitation of 3 263 098 by thiazole compounds with calcium followed by sedimentation in

umožňuje recyklaci draselné suroviny nebo její sekundární využití, například v zemědělství.it allows the recycling of potassium raw material or its secondary use, for example in agriculture.

Vynález je dále osvětlen na několika příkladných provedeních.The invention is further illustrated by several exemplary embodiments.

Přiklad 1Example 1

Laboratorní zkouškou inhibiční korozní účinnosti bylo zjištěno, že směsí o složení:A laboratory test of inhibitory corrosion activity revealed that mixtures of the following composition:

% hm. merkaptobenzthiazolvy % hm. chinolinových destilačnich zbytků, % hm. dimetylaurylbenzylamonium hydroxidu bylo dosaženo inhibičního účinku 99,4 %, při koncentraci směsného inhibitoru 200 ppm v roztoku modelujícím vypírací médium pro odstraňování oxidu uhličitého. Korozní zkouška byla provedena na oceli třídy 11.% wt. mercaptobenzothiazole% wt. % quinoline distillation residues,% wt. Dimethylaurylbenzylammonium hydroxide achieved an inhibitory effect of 99.4% at a mixed inhibitor concentration of 200 ppm in a solution modeling the scrubbing medium for carbon dioxide removal. The corrosion test was carried out on grade 11 steel.

Příklad 2Example 2

Obdobná zkouška byla provedena pro směs o složení:A similar test was performed for a mixture of the following composition:

% hm. merkaptobenzimidazolu, % hm. 1,2,3 bezotriazolu, % hm. tetraboritanu sodného, % hm. dibenzylsulfoxidu a bylo zjištěno, že v koncentračním rozmezí 50 až 500 ppm se inhibiční účinnost pohybuje v rozmezí 98,8 až 99,7 %.% wt. % mercaptobenzimidazole,% wt. 1,2,3 bezotriazole,% wt. % sodium tetraborate,% wt. dibenzylsulfoxide and it was found that in the concentration range of 50 to 500 ppm the inhibitory activity was in the range of 98.8 to 99.7%.

Příklad 3Example 3

% hm. 2-(morfolino)benzothiazolu, % hm. esteru kyseliny sulfojantarové a bylo zjištěno, že inhibiční účinnost se pohybuje okolo 97 96.% wt. % 2- (morpholino) benzothiazole,% wt. sulfosuccinic acid ester, and the inhibitory activity was found to be about 97-96.

Claims

Corrosion inhibitor for carbon dioxide scrubbing environments, characterized in that it consists of 50 to 99.9 wt. % benzotriazole or mercaptobenzothiazole or mercaptobenzimidazole or derivatives thereof; surfactants selected from the group consisting of quaternary ammonium bases or sulfosuccinic acid esters or alkylarylsulfonates or heterocyclic nitrogen compounds, quinolines, isoquinolines and pyridines, or aromatic sulfoxides or alkali metal phosphates or borates.