DD249253A1 - Verfahren zur wasserbehandlung von kuehlkreislaeufen - Google Patents
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Abstract
Das Verfahren zur Wasserbehandlung betrifft die Korrosionsinhibierung von Kuehlwasserkreislaeufen bei gleichzeitiger Stabilisierung von Haertebildnern. Das Ziel ist ein oekonomisches und anwendungstechnisch einfaches Verfahren. Die Erfindung loest die Aufgabe einer gleichzeitigen korrosionsinhibierenden, haertestabilisierenden und komplexbildenden Wasserbehandlung durch den Einsatz von 1-500 ppm der Phosphonsaeure N(Diphosphonoethyl)-acetamidin und/oder deren tautomeren Form Iminoacetylaminoethandiphosphonsaeure.
Description
CH^C=NH
und daraus herstellbaren Alkali- und (subst.) Ammoniumsalze, gegebenenfalls im Gemisch mit anderen Wasserbehandlungskomponenten, dem Kühlwasser zugesetzt werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß I bzw. I und/oder Il in Mengen von 1 bis 500 ppm, vorzugsweise 2-25 ppm dem Kühlwasser zugesetzt werden.
Das Verfahren zur Wasserbehandlung betrifft die Korrosionsinhibierung bei gleichzeitiger Stabilisierung von Härtebildnern.
In wasserführenden Kühlsystemen kommt es durch die Abscheidung von Härtebildnern des Kühlwassers zu Ablagerungen auf den Wärmetauscherflächen. Dies führt zu vermindertem Wärmeübergang, Beeinträchtigung des Durchflusses durch Querschnittsverengung und Bildung von Belüftungselementen unter den Ablagerungen, die die Korrosion stark fördern. Zur Milderung bzw. Beseitigung der geschilderten negativen Auswirkungen setzt man in Abhängigkeit von der Kühlwasserqualität Chemikalien (Korrosionsinhibitoren, Härtestabilisatoren, Dispergiermittel und Bioeide) zu.
Aus Mangel an geeigneten Substanzen mit gleichzeitigen korrosionsinhibierenden und härtestabilisierenden Eigenschaften müssen Gemische oder die Einzelkomponenten getrennt zugesetzt werden, was die Effektivität der Kühlwasserbehandlung mindert.
Die meisten bekannten Polyphosphonsäuren, die gute Härtestabilisierende und/oder komplexbildende Eigenschaften besitzen, sind keine guten Korrosionsinhibitoren. Dies trifft auch für stickstoffhaltige Polyphosphonsäuren zu.
Der bekannte Härtestabilisator Hydroxyethandiphosphonsäure (HEDP) zeigt als Korrosionsinhibitor unbefriedigende Wirksamkeit, unter bestimmten Bedingungen fördert er sogar noch die Korrosion. Durch Mischen mit Aminotrimethylenphosphonsäure (ATMP) erreicht man bei bestimmten Wasserverhältnissen zwar eine verbesserte korrosionsinhibierende Wirkung (US420645), die erreichbaren Schutzwerte sind aber als noch nicht ausreichend anzusehen. Es wurden deshalb andere Alkandiphosphonsäuren (z. B. 1,2 Äthandiphosphonsäure: DE 2624572) und die Phosphoncarbonsäuren zur Anwendung vorgeschlagen. Sie besitzen den Nachteil, daß sie entweder in den Herstellungskosten zu hoch sind und/oder zu hohe Aufwandmengen erfordern.
Korrosionsinhibierende Eigenschaften neben härtestabilisierender und/oder komplexbildender Wirksamkeit sind für
— Gemische von Dimethylaminomethandiphosphonsäure mit polymeren wasserlöslichen Polycarbonsäuren (BE 863904),
— Phosphonoadipinsäure (US 4208344) und
— für Gemische von ATMP und Diethylentriaminopentamethylenphosphonsäure gemäß DE 2800457 für Weichstahl und Aluminium
gegeben. Der Nachteil dieser vorgeschlagenen Lösungen besteht darin, daß wenigstens eine der benötigten Komponenten mit beträchtlichen Kostenbelastungen hergestellt werden muß oder daß sich für die vorgeschlagenen Lösungen unter Einsatz von ATMP nur beschränkte Wirksamkeit bzw. Einsatzgebiete ergeben.
Für weitere N-haltige auf der Basis von PCI3 oder H3PO3 oder P4O6 und billigen organischen Reaktionskomponenten wie Essigsäure, Harnstoff oder Acetamid herstellbaren Diphosphonsäuren oder Phosphonsäuregemische
— Ureidoethandiphosphonsäure gemäß DE 2446749
— N(Phosphonomethylen)monoaminoethanmono- und polyphosphonsäuren bzw. N(Phosphonomethylen)diaminoethanpolyphosphonsäuren gemäß DE 2737410
— N(Diphosphonoethyl)-acetamidin gemäß DE 2316396
— substituierte Aminoethandiphosphonsäure gemäß DE 2203340
— N-acetylaminoethandiphosphonsäure gemäß DE 2519264
— Aminoalkandiphosphonsäure gemäß DE 2625767
sind nur härtestabilisierende und/oder komplexbildende Eigenschaften beschrieben worden.
Ziel der Erfindung ist ein ökonomisches und anwendungstechnisch einfaches Verfahren zur Wasserbehandlung von Systemen und Anlagen, insbesondere zur Kühlwasserbehandlung.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Phosphonsäure einzusetzen, die neben der korrosionsinhibierenden Wirksamkeit auch gleichzeitig härtestabilisierende und komplexbildende Eigenschaften besitzt.
Es wurde gefunden, daß bei Einsatz der Phosphonsäure N(Diphosphonoethyl)-acetamin
für X=H, Alkali, (subst.) Ammonium
und/oder deren tautomeren Form Iminoacetylaminoethandiphosphonsäure
CH3-C=NH
und daraus herstellbare Alkali- und (subst.) Ammoniumsalze in Kühlwasserkreislaufsystemen in Mengen von 1 bis 500ppm, vorzugsweise 2-25ppm, gegebenenfalls im Gemisch mit anderen Wasserbehandlungskomponenten, eine wirksame Korrosionsinhibierung bei gleichzeitig gegebener Härtestabilisierung erreicht wird. Die Phosphonsäuren bzw. deren Salze vermindern bzw. verhindern die Korrosion in offenen wie auch in geschlossenen Kühlkreisläufen. I und/oder Il sind auch einsetzbar in den verschiedensten Warm- bzw. Heißwassersystemen. Die korrosionsinhibierenden Eigenschaften beschränken sich nicht nur auf Eisen und Stahl, sondern beziehen sich auch auf Kupfer, dessen Legierungen und andere Metalle.
I und/oder Il sind allein wie auch im Gemisch mit anderen korrosionsinhibierenden Substanzen, z. B.
N-Acetylaminoethandiphosphonsäure Zn- und Phosphationen, härtestabilisierenden Verbindungen und Dispergatoren einsetzbar. Die vorteilhafte Wirksamkeit erreicht man mit Substanzmengen, die für eine effektive Härtestabilisierung des Wassers ausreichend sind: im Normalfall 2-25ppm. Die gleichzeitige Wirksamkeit als Korrosionsinhibitor wie auch als Härtestabilisator begünstigt einen wirtschaftlichen Einsatz. Im Vergleich zu bekannten Wasserbehandlungsmitteln wie ATMP und HEDP ergeben sich deutlich verbesserte Effekte.
In der Phase der Vorbehandlung eines Kühlkreislaufsystems arbeitet man zweckmäßigerweise mit erhöhter Konzentration, z. B.
der fünffachen Menge der sonst eingesetzten Dauerkonzentration.
I und/oder Il sind auch einsetzbar in bereits korrosionsgeschädigten Kreislaufsystemen. Sie verhindern eine weitere Korrosion und schränken diese auf Werte ein, wie sie auch bei neu in Betrieb genommenen Kreislaufsystemen erzielt werden.
In höheren Konzentrationen kann die gute komplexbildende Wirkung von I und/oder Il zur Entfernung bzw. Auflösung bereits entstandener Niederschläge und Ablagerungen verwendet werden.
Ausführungsbeispiel
Das erfindungsgemäße Verfahren sei noch an folgenden Beispielen erläutert:
In diesem Beispiel wird die härtestabilisierende Wirksamkeit dargelegt. Wasser mit einem Calciumhydrogencarbonatgehalt von 2,5 mmol/l wird mit einer entsprechenden Menge Härtestabilisator (z.B. 2,5 mg/l) versetzt. Dieses Wasser wird unter intensiver Belüftung auf 40,60 bzw. 800C temperiert. Die Abnahme des Calciumhydrogencarbonatgehaltes nach 48h wird analytisch
ermittelt und im Vergleich zur Ausgangskonzentration an Calciumhydrogencarbonat (100%) angegeben.
Probe A: ohne Zusatz
Probe B: Hydroxyethandiphosphonsäure (HEDP)
Probe C: Aminotrimethanphosphonsäure (ATMP)
Probe D: Monoammoniumsalz von N(Diphosphonoethyl)acetamin χ H2O
Probe E: Probe D im Gemisch mit Orthophosphat im Molverhältnis ca. 3:1
Probe F: Iminoacetylaminoethandiphosphonsäure
| Probe | P-Gehalt | Menge | Härtestabilisierung (%) | 80°C/48h | 12 |
| d. Probe | 40°C/48h | 60°C/48h | 20 | 58 | |
| A | — | 24 | 95 | 46 | |
| B | 30,1 % | 2,5 mg/l | 100 | 72 | 46 |
| C | 25,3% | 2,5 mg/l | — | 85 | 43 |
| D | 20,1 % | 2,5 mg/l | 100 | 77 | 65 |
| E | 22,4% | 2,5 mg/l | 100 | 96 | 46 |
| F | 25,0 % | 2,5 mg/l | 100 | 85 | |
| 2,0 mg/l | 100 | ||||
In diesem Beispiel wird die korrosionsinhibierende Wirksamkeit dargelegt. Dazu wurden Strömungsversuche über 28Tage an Rohrproben aus unlegiertem Stahl ST 35 mit gravimetrischer Auswertung durchgeführt. Die daraus berechneten Korrosionsgeschwindigkeiten nach 28 Tagen, GKG28, sowie in der zweiten Hälfte des Versuches, TKG14, erlauben über die Bestimmung der entsprechenden Schutzwerte, SGKG und STKG, und der ermittelten Belagsmengen, +Am28, einen Vergleich der Wirksamkeit der eingesetzten Verbindungen
Tabelle 1 charakterisiert die in den Beispielen eingesetzen unterschiedlichen synthetischen Kühlwässer.
Tabelle 1: Kühlwasserzusammensetzungen Zusammensetzung
Kühlwasserbezeichnung KWV KWVI
KWVII
| (mg/l СГ) | ) | ) | GKG28 | 150 | 15m/s | TKG14 | 400 | stkg | 700 | + Am28 | |
| (mg/l SO4"" | (mm/a) | 150 | (mm/a) | 600 | (%) | 1500 | (g) | ||||
| (mg/ICa++) | 0,422 | 2 | 0,486 | 40 | 0 | 87 | 3,074 | ||||
| (mg/IMg++ | Strömungsgeschwindigkeit: 0, | 0,432 | 5 | 0,350 | 25 | 28 | 50 | 1,853 | |||
| (mmol/l) | Konz. | 0,1 | 2,0 | 4,2 | |||||||
| (mg/l) | 0,041 | 7,9 | 0,023 | 8,1 | 95 | 8,2 | 0,108 | ||||
| Chlorid | — | ||||||||||
| Sulfat | 37 | 0,039 | 0,014 | sgkg | 97 | 0,095 | |||||
| Calcium | 2 | (%) | |||||||||
| Magnesium | 22 | 0 | |||||||||
| Ks,4,3 | 2 | 0 | |||||||||
| pH-Wert | 26 | ||||||||||
| a) Kühlwasser V, 35°C, | 2 | 90 | |||||||||
| Probe | |||||||||||
| 91 | |||||||||||
| ohne Inhibitor | |||||||||||
| Probe B | |||||||||||
| + Zn++ | |||||||||||
| Probe E | |||||||||||
| + Zn++ | |||||||||||
| Probe F | |||||||||||
| + Zn++ | |||||||||||
v) Kühlwasser Vl, 35°C, Strömungsgeschwindigkeit 0,15m/s
Probe
Konz. (mg/l)
GKG28 (mm/a)
TKG14 (mm/a)
GKG
stkg
+Am28
(g)
| ohne Inhibitor | — | 0,334 | 0,383 | 0 | 0 | 2,179 |
| Probe C | 10 | 0,430 | 0,581 | -29 | -20 | 2,266 |
| Probe F | 8 | 0,049 | 0,040 | 85 | 93 | 0,159 |
| Probe B | 37 | 0,063 | 0,074 | 81 | 81 | 0,575 |
| + Zn++ | 2 | |||||
| Probe F | 20 | 0,015 | 0,015 | 96 | 96 | 0,112 |
| + Zn++ | 2 |
с) Kühlwasser VII, 35°С, Strömungsgeschwindigkeit 0,15m/s
| Probe | Konz. | GKG28 | TKG14 | gGKG | stkg | +Am28 |
| (mg/l) | (mm/a) | (mm/a) | (%) | (%) | (g) | |
| ohne Inhibitor | — | 0,370 | 0,280 | 0 | 0 | 1,845 |
| Probe B | 15 | 0,133 | 0,096 | 64 | 66 | 0,605 |
| Probe E | 9 | 0,031 | 0,021 | 92 | 93 | 0,122 |
| Probe F | 8 | 0,051 | 0,042 | 86 | 85 | 0,160 |
| Probe E | 9 | 0,030 | 0,018 | 92 | 94 | 0,065 |
| + Zn++ | 2 | |||||
| Probe E | 22 | 0,012 | 0,012 | 97 | 96 | 0,046 |
| + Zn++ | 2 |
Claims (1)
1. Verfahren zur Wasserbehandlung von Kühlkreisläufen bei gleichzeitiger Korrosionsinhibierung und Stabilisierung von Härtebildnern, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphonsäure N(Diphosphonoethyl)acetamidin
но ^ S
CH3-C-NH2
für X = H, Alkali, (subst.) Ammonium
und/oder deren tautomeren Form Iminoacetylaminoethandisphosphonsäure
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| DD29041086A DD249253A1 (de) | 1986-05-21 | 1986-05-21 | Verfahren zur wasserbehandlung von kuehlkreislaeufen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD249253A1 (de) |
-
1986
- 1986-05-21 DD DD29041086A patent/DD249253A1/de not_active IP Right Cessation
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