ES2945733T3 - Triazoles aromáticos sustituidos por nitrógeno como agentes de control de la corrosión - Google Patents
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Abstract
Composiciones y metodos para inhibir la corrosion de superficies metalicas en contacto con un medio acuoso tal como cobre, aleaciones de cobre y superficies de acero de un sistema abierto de recirculacion de agua de refrigeracion. En determinadas realizaciones, se utiliza como inhibidor de la corrosión un triazol aromático que tiene un sustituyente aniónico unido a un átomo de nitrógeno del triazol (ANST). En otras realizaciones, el inhibidor de la corrosión es un producto de reacción de un triazol aromático y un aldehído (ATA). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Triazoles aromáticos sustituidos por nitrógeno como agentes de control de la corrosión
Antecedentes de la invención
En muchos procesos industriales, el calor indeseable se elimina mediante el uso de intercambiadores de calor en los que se utiliza agua como medio de intercambio de calor. El cobre y las aleaciones de cobre para cojinetes se utilizan a menudo en la fabricación de estos intercambiadores de calor, así como en otras piezas en contacto con el agua de refrigeración, como impulsores de bombas, estatores y piezas de válvulas.
Los sistemas de agua de refrigeración más utilizados son del tipo de recirculación, en los que el agua se utiliza repetidamente y, como resultado, permanece en contacto prolongado con los metales del sistema de agua de refrigeración. El agua de refrigeración suele ser corrosiva para estos metales debido a los iones presentes y a la introducción intencionada de sustancias oxidantes para el control biológico del crecimiento. En las refinerías, estas aguas de refrigeración suelen estar contaminadas por fugas "ácidas" que provocan la presencia de hidrocarburos, sulfuros, polisulfuros y sulfuro de hidrógeno en el agua de refrigeración.
Estos contaminantes pueden llegar a ser problemáticos si se dejan sin tratar y pueden desbordar rápidamente cualquier tratamiento operativo estándar. Los hidrocarburos pueden recubrir las superficies metálicas del sistema de refrigeración e impedir que los inhibidores de corrosión actúen correctamente. Los iones sulfuro pueden provocar una grave corrosión de los metales y son especialmente corrosivos con el cobre y sus aleaciones, como el latón y el metal de almirantazgo.
El sulfuro de hidrógeno penetrará en la metalurgia del cobre y formará sulfuro cúprico. Las consecuencias de dicha corrosión son la pérdida de metal del equipo, lo que provoca averías o requiere un mantenimiento costoso, la creación de películas insolubles de productos de corrosión en las superficies de intercambio de calor, lo que provoca una disminución de la transferencia de calor y la consiguiente pérdida de productividad. La descarga de iones de cobre puede dar lugar a que éstos "recubran" superficies metálicas menos nobles, como el hierro, y provocar una corrosión galvánica grave. Los vertidos de cobre también constituyen un problema sanitario y medioambiental debido a su toxicidad.
La corrosión del acero es una reacción electroquímica degradativa del metal con su entorno. En pocas palabras, es la reversión de los metales refinados a su estado natural. Por ejemplo, el mineral de hierro es óxido de hierro que se refina en acero. La corrosión del acero da lugar a la formación de óxido de hierro que, si no se atiende, puede provocar fallos o incluso la destrucción del metal.
En "THE CHEMISTRY OF AZOLE COPPER CORROSION INHIBITORS IN COOLING WATER" de Orin Holland y Roger C. Mayse estudió el comportamiento de derivados de benzotriazol y toliltriazol, como 1-cloro-4-metil benzotriazol, 1-cloro-5-metil benzotriazol, 1-cloro-6-metil benzotriazol, 1 -clorotoliltriazol, que son inhibidores eficaces de la corrosión del cobre en condiciones típicas del agua de refrigeración. Se discuten las relaciones entre las propiedades químicas y el comportamiento de inhibición y se propone una teoría modificada del mecanismo de inhibición.
En US5772919 A se divulga un procedimiento de inhibición de la corrosión de superficies metálicas en contacto con un sistema de agua de refrigeración tratado con un halógeno que comprende la adición a dicho sistema acuoso tratado con un halógeno de una cantidad eficaz para inhibir la corrosión de un halo-benzotriazol, como cloro-benzotriazol (Cl-BZT), cloro-toliltriazol (Cl-TTA) y bromo-toliltriazol (Br-TTA), preparado ex situ en dicho sistema acuoso.
En JP25012031501 Ase divulga un procedimiento para prevenir la oxidación de la superficie de una película metálica aplicada en el proceso de fabricación de un dispositivo semiconductor y una solución antioxidante.
En US2009/173910 A1 se divulga una composición de pulido que comprende (a) granos abrasivos, (b) un acelerador de procesamiento, (c) al menos un tensioactivo no iónico que tiene un HLB de 7 a 12, (d) al menos un tensioactivo aniónico, (e) un agente formador de película protectora diferente del tensioactivo no iónico o del tensioactivo aniónico, (f) un agente oxidante, y (g) agua.
En CN103992284 A se divulga un procedimiento de preparación de 1 -hidroximetil benzotriazol, que comprende específicamente los siguientes pasos: mezclar benzotriazol, ácido sulfúrico, agua y una solución de paraformaldehído; calentar lentamente, iniciar la agitación y llevar a cabo la reacción de aislamiento térmico; cuando se genera una sustancia pulverulenta blanca, calentar continuamente hasta que el precipitado se disuelva completamente; aislar el calor y enfriar a temperatura ambiente; filtrar para obtener cristales blancos de 1 -hidroxil benzotriazol en forma de aguja; y secar para obtener el producto.
En JP2002080820 A se divulga un aditivo para agua fría / caliente que tiene una acción promotora del flujo para un fluido y que también tiene una acción inhibidora de la corrosión, es decir, un agente promotor del flujo inhibidor de la corrosión para agua fría / caliente y un medio de calentamiento para agua fría / caliente inhibidor de la corrosión.
Sumario de la invención
La invención se refiere a una composición según la reivindicación 1 y a un procedimiento para inhibir la corrosión de metales en contacto con sistemas acuosos según la reivindicación 3.
El triazol aromático que tiene un sustituyente aniónico unido a un átomo de nitrógeno del triazol (ANST) está representado por la fórmula
o Fórmula II(b)
0 mezclas de Fórmulas II(a) y II(b).
R y R' son ambos H o R es H y R' es metilo.
El Ri es COOH, SO3H, o R3Z(n) donde R3 es CH2, Z es fosfonato y n=1.
También se divulga un procedimiento para inhibir la corrosión de superficies metálicas en contacto con un medio acuoso que comprende la adición al medio acuoso de un ANST como se ha expuesto anteriormente. El sistema de agua de refrigeración es un sistema abierto de recirculación de agua de refrigeración, y el ANST se añade al sistema de agua de refrigeración en una cantidad aproximada de 0,1-100 ppm. Las superficies metálicas en contacto con el sistema de agua de refrigeración comprenden metalurgias de cobre, aleación de cobre o acero. La inhibición de la corrosión se obtiene favoreciendo la formación de una película protectora de óxido sobre las superficies metálicas. El procedimiento comprende además los pasos de añadir ortofosfato y polímero soluble en agua, además del ANST, al medio acuoso. En algunos casos, el agua puede tener suficiente contenido de ortofosfato, por lo que no es necesario añadir ortofosfatos adicionales. Los ANST pueden utilizarse en presencia de otros azoles comerciales, benzotriazol, toliltriazol y sus respectivos derivados alquílicos y halogenados, para mejorar aún más su rendimiento de protección contra la corrosión.
Descripción detallada
Los compuestos aromáticos de triazol que tienen sustituyentes aniónicos unidos a átomos de nitrógeno de triazol son útiles como inhibidores de corrosión para cobre, acero inoxidable y metalurgias basadas en Fe que están en contacto con sistemas acuosos tales como sistemas de agua de refrigeración, sistemas de intercambio de calor, sistemas de circuito cerrado, sistemas de aguas residuales, sistemas de proceso de pulpa, calderas y otros sistemas de generación de vapor, procesos de fabricación de papel, sistemas de gas de hornos de coque, sistemas de procesamiento de alimentos y bebidas, sistemas de depuración de gases, sistemas de separación de pintura, sistemas de lavado de automóviles y neumáticos, ósmosis inversa y sistemas de membrana, etc.
Los compuestos de triazol aniónico N-sustituido (ANST) tienen una fracción aniónica situada en el átomo de nitrógeno 1 o 2 del anillo de triazol. Con el término "fracción aniónica" nos referimos a que un grupo funcional cargado negativamente está directamente unido de forma covalente a uno de los átomos N del triazol o a que el grupo funcional cargado negativamente puede ser un sustituyente de un grupo alquilo que a su vez está unido de forma covalente a uno de los átomos N del triazol. La carga negativa puede generarse por cambios en el pH dependiendo del pKa del grupo funcional: los grupos ácidos fuertes tendrán un gran porcentaje de carga negativa en un amplio intervalo de pH, y los grupos ácidos débiles tendrán un mayor porcentaje de carga negativa cerca del pH neutro y una mayor concentración a medida que el pH aumenta hacia el alcalino.
En algunos aspectos de la invención, los ANST son mezclas en las que la fracción aniónica se sitúa en la posición 1 de nitrógeno en algunos compuestos de la mezcla y la fracción aniónica se sitúa en la posición 2 de nitrógeno en otros compuestos de la mezcla.
Se puede emplear una multitud de ejemplos de grupos funcionales cargados negativamente como sustituyente de nitrógeno de triazol. Por ejemplo, la funcionalidad aniónica puede seleccionarse entre los grupos siguientes:
ii) fosfonatos
iv) sulfonatos
v) carboxilatos.
Según la invención, el ANST es un compuesto de benzotriazol que tiene las fórmulas II(a) y II(b) o el ANST es una mezcla de compuestos de las fórmulas II(a) y II(b) en la que
en la que R y R ' son ambos H (benzotriazol) o uno de R y R' es H y el otro de R y R' esCH3 (toliltriazol). El R1 es COOH, SO3H o R1 es R3 Z(n) donde R3 es CH2 y Z es fosfonato y n=1.
Se añade un ANST o una mezcla del mismo a un sistema de agua de refrigeración para inhibir la corrosión de los metales en contacto con el agua del sistema. Los metales ejemplares para los que se requiere inhibición de la corrosión pueden incluir metalurgias a base de cobre, como el latón de almirantazgo, o acero de bajo contenido en carbono, acero inoxidable, etc. En general, los grupos funcionales cargados aniónicamente proporcionan: mayor solubilidad en agua en un amplio espectro de pH, mayor capacidad de enlace superficial, mayor estabilidad al cloro, mayor capacidad de quelación y mayor protección contra la corrosión.
Los ANSTs sirven como inhibidores de la corrosión, incluso en aquellos sistemas de agua de refrigeración, en los que las sustancias oxidantes están presentes para inhibir el crecimiento microbiano. Por ejemplo, los ANST pueden utilizarse ventajosamente en sistemas que contengan oxidantes que contengan cloro, como, por ejemplo, cloro, dióxido de cloro, clorito sódico, ácido hipocloroso, hipocloritos (por ejemplo, hipoclorito sódico, hipoclorito cálcico, etc.), lblanqueador de cloro, etc, oxidantes que no contengan cloro, como ácidos (por ejemplo, ácido sulfúrico, ácido nítrico, etc.), cáusticos (por ejemplo, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, etc.), peróxidos no clorados (por ejemplo, peróxido de hidrógeno, peróxido de sodio, etc.), ozono, etc.
El ANST se emplea en sistemas acuosos en los que la metalurgia en contacto con el agua del sistema se trata para proporcionar una película protectora o pasivada sobre la superficie metálica. En tales casos, la pasivación de las metalurgias basadas en el hierro se consigue normalmente mediante la formación de una película de fosfato cálcico inhibidor catódico. Las moléculas o polímeros aniónicos actúan como inhibidores o dispersantes de las incrustaciones de fosfato cálcico y permiten un depósito controlado de la película de fosfato cálcico para el control de la corrosión. Esta película depositada no tiene efectos negativos en los activos industriales que dependen de la transferencia de calor, como los intercambiadores de calor de los sistemas de refrigeración. Los grupos funcionales aniónicos del ANST pueden facilitar la formación de películas inhibidoras de fosfato cálcico sobre diversas metalurgias (esto incluye las diversas aleaciones mixtas como el almirantazgo, el acero inoxidable, etc.), incluidos el cobre, el hierro, el aluminio, etc. Así pues, la película pasivante consiste en una mezcla de sal inorgánica y ANST sobre una capa de óxido metálico frente a un mecanismo de azol solamente. En aguas agresivas (aguas grises y/o de reutilización, aguas de ciclo alto, rechazo de ósmosis inversa, etc.) que presentan aumentos de conductividad, cloruros, sulfatos, SST total de sólidos en suspensión, TDS (total de sólidos disueltos), amoníaco, biocidas oxidantes se desea un mecanismo de este tipo y forma un campo más robusto a una dosis mucho menor que los azoles típicos. La pasivación adecuada de una superficie metálica hará que disminuya el vertido de metal a la corriente acuosa industrial.
En algunos sistemas adaptados para proporcionar películas pasivadas, se añade un tratamiento que comprende un constituyente ortofosfato y un polímero soluble en agua a las aguas del sistema que tienen una concentración de iones calcio superior a unas 15 ppm y un pH de entre 6,5 y 9,5 aproximadamente. La concentración de ortofosfato es del orden de 6-30 ppm. Los componentes típicos de los ortofosfatos son el ácido fosfórico, los ortofosfatos de sodio, los ortofosfatos de potasio, los ortofosfatos de litio y los ortofosfatos de amonio. Además, los ortofosfatos orgánicos como los expuestos en Patente estadounidense 3.510.436 pueden mencionarse como eficaces.
Los polímeros que pueden utilizarse para promover la película protectora pueden incluir copolímeros o terpolímeros solubles en agua basados en ésteres de ácido acrílico / alquilacrilato hidroxilado, en particular copolímeros de ácido acrílico / 2 hidroxipropilacrilato y sus sales. Otros copolímeros ejemplares pueden comprender polímeros de éter acrílico / ácido / hidroxialquilsulfonato de alilo, como el éter de ácido acrílico / hidroxipropilsulfonato de alilo. En la mayoría de los casos, el componente ortofosfato se añade en una cantidad de aproximadamente 1-30 ppm basado en un millón de partes del agua del sistema. El polímero está presente en una cantidad de aproximadamente 1-50 ppm, y el ANST puede estar presente en una cantidad de aproximadamente 1-50 ppm. Las técnicas relativas a la formación de la película pasivada pueden verse al examinar Patente estadounidense 4.303.568.
La invención se refiere a un procedimiento para el tratamiento de aleaciones a base de cobre en contacto con el medio acuoso de un sistema de refrigeración abierto. Se proporciona un proceso en el que se proporcionan entre 0,1 y 100 partes en peso del ANST por cada millón de partes en peso del medio acuoso. En otras realizaciones, pueden añadirse de 1 a 50 ppm y en otras realizaciones de 3 a 5 ppm.
La invención se pondrá de relieve en los siguientes ejemplos ilustrativos, que no deben considerarse limitativos ni restrictivos de la invención.
EJEMPLOS - CONJUNTO I
Ejemplo 1 - Pruebas de corrosión en vasos de precipitados
Se vertió en vasos de precipitados el agua de prueba indicada en la Tabla A. Los vasos de precipitados consistían en una configuración electroquímica estándar de 3 electrodos con electrodos de referencia, contador y trabajo. El electrodo de referencia y el contraelectrodo eran de aleación de acero inoxidable Hastelalloy C22 (UNS N06022), y el electrodo de trabajo era de latón de almirantazgo. El electrodo de trabajo se pulió con papel de lija de 600 y un torno para exponer una superficie metálica fresca antes de la prueba. El agua sintética indicada en la Tabla Ase elaboró a partir de soluciones madre de CaCh, MgSO3, NaHPO4, NaHCO3, terpolímero de ácido policarboxílico sulfonado y azol N-sustituido diluidas en agua desionizada.
El volumen del vaso de precipitados era de 1,9 L. Antes de comenzar el experimento de corrosión, los vasos de precipitados se equilibraron en un baño de agua a 49 °C (120 °F) y se agitaron enérgicamente a 400 rpm con inyección continua de aire/CO2 para mantener el pH. El experimento de corrosión y la recogida de datos se realizaron utilizando un PAR 273Ay un ordenador. Los experimentos con blanqueador permitieron que los tratamientos con azoles formaran una película sobre el electrodo de trabajo y, a continuación, se añadió a los vasos de precipitados una dosis única de blanqueador de 5 ppm. Al final de cada experimento, se fotografiaron los electrodos y se tomaron muestras de agua para su análisis. Las tasas de corrosión para los experimentos con vasos de precipitados se determinaron como media de todos los valores instantáneos calculados a partir del procedimiento de polarización lineal con adquisición de datos tomados entre cada 1-2 horas durante ~40 horas. en cada ensayo se utilizaron 3 ppm de azol o un tratamiento comparativo.
Tabla A
Los resultados de la prueba del vaso de precipitados se muestran en la Tabla I.
Tabla I
También se probaron algunos compuestos azólicos N-sustituidos no cargados y algunos compuestos N-sustituidos hidrofóbicos, pero se eliminaron de la consideración posterior debido a su falta de eficacia en las pruebas que contenían blanqueador o a su hidrofobicidad.
Ejemplo 2 - Pruebas de recirculación
Se proporcionó un banco de pruebas de recirculación. El equipo tenía un volumen total de ~ 1,4 L y estaba equipado con una bomba de sumidero, una rejilla de derivación para los cupones de corrosión y las sondas, un intercambiador de calor revestido de plexiglás y sondas para controlar el pH y el ORP La química del agua era la indicada en la tabla A. El intercambiador de calor estaba equipado con un calentador eléctrico para controlar la carga térmica, 0-34,7 kW/m2 (0-11.000 BTU/ft2/hr), y caudalímetros, 0-1,4 m/seg (0-4,6 ft/seg). Los índices de corrosión se controlaron mediante medidores instantáneos de 2 sondas instalados en el bastidor de derivación. Los índices de corrosión por pérdida de peso se calcularon insertando cupones en el bastidor de derivación durante el periodo de prueba, 7-8 días. El pH se controló mediante un goteo de ácido sulfúrico. El Potencial de Reducción de Oxidación (ORP) se controló hasta el nivel deseado de Cloro Residual Libre (FRC) determinado por el procedimiento del paquete de polvo de Hach. El flujo de agua se mantuvo a ~1,2 m/seg(~4pies/seg) y la temperatura del agua a granel se controló a 49°C (120°F).
Los resultados se muestran en la Tabla II.
Tabla II
Los compuestos X-1, X-4 y X-6 son realizaciones ilustrativas de la invención. La información de síntesis de cada compuesto es la siguiente:
(X-1) 1-COOHBZT - preparado mediante hidrólisis in situ del cloruro ácido correspondiente. La cantidad calculada de 1 mol de bZt, 2 moles de trifosgeno y THF se añadieron a un matraz de fondo redondo y se
dejaron agitar durante 72 horas. El exceso de producto se evaporó y el producto sólido se acidificó con HCl hasta pH3. El producto sólido se filtró y se secó al vacío.
(X-2) ¡Ácido benzozotriazol-1-acético! Mezcla de ácido benzotriazol-2-acético: Producto de reacción de benzotriazol y ácido cloroacético.
El benzotriazol (11,9 g, 100 mmol) y el ácido cloroacético (9,45 g, 100 mmol) se disolvieron en 60 mL de agua destilada a temperatura ambiente. A la solución agitada se añadieron 16,0 g de solución acuosa de hidróxido sódico al 50 %. La mezcla de reacción se agitó gota a gota durante 5 horas, durante las cuales se formó un precipitado blanco. El sólido se filtró, se lavó con 20 ml de agua destilada fría y se secó para dejar 7,2 g de producto blanco.
(X-3) Producto de reacción de benzotriazol y anhídrido maleico.
El benzotriazol (5,9 g, 50 mmol) y el anhídrido maleico (4,1 g, 42 mmol) se mezclaron en un matraz mientras se calentaba en atmósfera de nitrógeno. Se observó una ligera exotermia cuando la reacción alcanzó los 50 °C y los sólidos se disolvieron. La solución se mantuvo a 80 °C durante 6 horas y después se enfrió a temperatura ambiente para proporcionar 8,2 g de sólido vítreo marrón.
(X-4) Ácido benzozotriazol-2-sulfónico: Producto de reacción de benzotriazol y ácido clorosulfónico.
El benzotriazol (11,9 g, 100 mmol) se disolvió en 75 mL de tetrahidrofurano y se enfrió a 10 °C con un baño de hielo mientras se agitaba. Se añadió gota a gota ácido clorosulfónico (12,2 g, 105 mmol) mientras se mantenía la temperatura de la solución por debajo de 20 °C. Una vez completada la adición, se dejó que la solución alcanzara la temperatura ambiente y se agitó durante toda la noche, tiempo durante el cual precipitó un sólido blanco. El sólido se filtró, se lavó con 20 mL de THF frío y se secó al vacío para obtener 6,9 g de producto.
(X-5) Benzozotriazol-1-hidroxipropilsulfonato/ Benzotriazol-2-hidroxipropilsulfonato: Producto de reacción del benzotriazol y la sal sódica del ácido 3-cloro-2-hidroxi-1-propanosulfónico.
El benzotriazol (6,0 g, 50 mmol) y el hidrato de sal sódica del ácido 3-cloro-2-hidroxi-1-propanosulfónico (10,8 g, 55 mmol) se disolvieron en 40 mL de agua destilada a temperatura ambiente. A la solución agitada se añadieron gota a gota 4,0 g de solución acuosa de hidróxido sódico al 50 %, y la solución se calentó a 60 °C durante 6 horas. La solución se dejó enfriar a temperatura ambiente y el agua se evaporó a presión reducida. El sólido resultante se lavó con 30 mL de metanol y se secó a temperatura ambiente para proporcionar 15,0 g de sólido blanco.
(X-6) Producto de reacción de benzotriazol, formaldehído y ácido fosforoso.
Se disuelve benzotriazol (11,9 g, 100 mmol) y ácido fosforoso (9,84, 120 mmol) en 100 ml de isopropanol a temperatura ambiente. A la solución se le añaden 15,7 g (200 mmol) de formaldehído al 37 % gota a gota, que se agita a temperatura ambiente durante 1 hora y luego se calienta a reflujo durante 5 horas. Se deja enfriar la reacción a temperatura ambiente y se evapora a sequedad para dejar 28,5 g de aceite crudo. El producto crudo se purificó mediante cromatografía en columna con gel de sílice 60 (tamaño de partícula 35 70 |jm, tamaño de poro 60A) y disolvente de elución gradiente diclorometano/acetona para proporcionar tres productos de reacción tras la evaporación del disolvente. El primer producto que eluyó de la columna fue 13,65 g de un sólido blanco identificado como 1-(((propan-2-il)oxi)metil)-1H-benzotriazol seguido de 4,5 g de sólido blanco identificado como benzotriazol-1-metanol. El tercer material aislado durante la purificación fue 2,3 g de un aceite claro identificado como producto de reacción de benzotriazol, formaldehído y ácido fosfórico (X-6).
(X-14) Ácido toltriazol-1-acético/Ácido toltriazol-2-acético: Producto de reacción de toliltriazol y ácido cloroacético.
El toliltriazol (13,3 g, 100 mmol) y el ácido cloroacético (11,34 g, 120 mmol) se disuelven en 70 mL de agua destilada a temperatura ambiente. A la solución agitada se añaden gota a gota 8,0 g de solución acuosa de hidróxido sódico al 50 %. Se sigue agitando durante seis horas, durante las cuales se forma un precipitado blanco. El sólido se filtra, se lava con 20 ml de agua destilada fría y se seca para dejar 4,7 g de producto blanco.
(X-15) Tolitriazol-1 -hidroxipropilsulfonato/Tolitriazol-2-hidroxipropilsulfonato: Producto de reacción del toliltriazol y la sal sódica del ácido 3-cloro-2-hidroxi-1-propanosulfónico.
El toliltriazol (26,63 g. 200 mmol) y el hidrato de sal sódica del ácido 3-cloro-2-hidroxi-1-propanosulfónico (43,25 g, 220 mmol) se disuelven en 160 mL de agua destilada a temperatura ambiente. A la solución agitada se añaden gota a gota 16,0 g de solución acuosa de hidróxido sódico al 50 %, y la solución se calienta a 45 °C durante cuatro horas y luego se mantiene a 65 °C durante seis horas. Se deja enfriar la solución a temperatura ambiente y se añaden 137 g de agua destilada. Se determina que la solución tiene un 25,45 % de sólidos.
Los azoles suelen añadirse a las torres de refrigeración con otros excipientes. A continuación se ofrece información sobre las fórmulas.
Los ANST pueden añadirse con uno o varios de los procedimientos (a)-(e) siguientes, en función de las condiciones del agua (pH, dureza, ciclos de concentración, sólidos en suspensión, metalurgia, etc.).
Normalmente, se incluye (e). Normalmente, también se incluye (a) y/o (b).
En presencia de (a) y/o (b) y/o (c), la capacidad de (d) para pasivar un metal aumenta considerablemente, ya que formará una co-película con (a) y/o (b) y/o (c). Si (e) es un oxidante, acelerará el proceso de pasivación creando un cambio local de pH o la formación de una sal insoluble con (c) y/o (d). Si (e) no es un oxidante, las películas seguirán formándose pero a un ritmo más lento.
Para mejorar la eficacia de (d), (c) debe estar presente en el agua misma (el agua a veces contiene sales), o añadido como tratamiento al agua.
A continuación se describen los puntos (a)-(e):
(a) Inhibidor de sal: ácido policarboxílico (moléculas pequeñas; oligómeros; polímeros; algunos ejemplos son el ácido poliacrílico; el ácido maleico; poliaminoácidos como el ácido poliaspártico; citrato, succinato; ácido poli epoxi succínico; ácido 1-hidroxietano 1,1 -difosfónico (HEDP); ácido 2-fosfonobutano-1,2,4-tricarboxílico (PBTc ), DTPMP o ácido dietilentriamina penta(metilenfosfórico), polifosfonatos y fosfonatos. Con respecto a los fosfonatos y polifosfonatos, cualquier compuesto de ácido fosfórico con más de 1 grupo fosfato sería potencialmente aceptable, típicamente usamos Hc DP, PBTC, DTPMP, y US 8,025,840 tiene una buena descripción. El DCAen US 8.025.840 también es un buen complemento, consulte las columnas 2-5 de la solicitud de patente. Puede estar presente en el agua de refrigeración entre 0,1 ppm y 100 ppm activo preferentemente entre 1-20 ppm.
(b) Dispersante: copolímeros, terpolímeros y cuadropolímeros que comprenden unidades monoméricas con -COOM, -OH, SO3M, -PO3M, -NH2, -NHR, NR2, -Ar-SO3M, -Ar-COOM, Ar-PO3M, etc. Un tipo de polímero se describe en US 8.728.324 y US 6.444.747. Otros tipos se describen en EE.UU. 4.944.885 (polímero HPSI) y US 6.645.384 (polímero Quadrasperse). Versaflex también funcionaría, y es un terpolímero con AA, MA, y un grupo de ácido sulfónico (-SO3M). Puede estar presente en el agua de refrigeración entre 1 y 200 ppm de activos preferentemente entre 1-30 ppm. M es una sal de catión metálico como Na, K, Mg, Ca, etc.
(c) Inhibidor del acero: fosfato y/o calcio y/o carbonato. Puede estar presente en el agua de refrigeración o añadirse a la misma con una concentración total de 1-500 ppm preferentemente entre 1-30 ppm para el fosfato y 25-250 ppm de carbonato. Las concentraciones de Ca oscilan entre 1 y 10.000 ppm en función de los ciclos de concentración. Normalmente vendemos varias formas de sal de ácido fosfórico como oPO4, pPO4, pero podemos utilizar PO4 en agua para conseguir una protección adecuada contra la corrosión. El carbonato de Ca suele estar presente en el agua de la torre, pero en raras ocasiones puede ser necesario añadir sales de Ca o sales de carbonato.
(d) Inhibidor del cobre: otros azoles como BZT, TTZ y sus respectivos derivados alquílicos y halogenados. Puede estar presente en el agua de refrigeración entre 1-100 ppm activo pero preferentemente entre 1-10 ppm.
(e) Agente de control microbiológico: oxidantes, no oxidantes y biodispersantes. Pueden estar presentes en el agua de refrigeración entre 0,1 y 500 ppm, pero preferentemente entre 0,1 y 20 ppm para oxidantes y no oxidantes y entre 1 y 100 ppm para biodispersantes. Los oxidantes utilizados normalmente son el blanqueador, el CO 2, el peróxido, el ozono y el bromo. Los no oxidantes son Kathon, glutaldehído, Quats de compuestos NyP.
Claims (3)
1. Una composición que comprende agua de refrigeración de un sistema acuoso y un triazol aromático que tiene un sustituyente aniónico unido a un átomo de nitrógeno del triazol (ANST), en la que dicho ANST está representado por la fórmula:
o
o mezclas de las fórmulas II(a) y II(b), donde R y R' son ambos H, o R es H y R' es metilo, donde R1 es COOH, SO3H o R3Z(n), donde R3 es CH2, Z es fosfonato y n=1.
2. La composición como se indica en la reivindicación 1, en la que dicho sistema acuoso comprende un sistema abierto de recirculación de agua, un sistema de intercambio de calor, un sistema de circuito cerrado, un sistema de aguas residuales, un sistema de proceso de fabricación de pasta de papel, una caldera y otros sistemas de generación de vapor, procesos de fabricación de papel, un sistema de gas de horno de coque, un sistema de procesamiento de alimentos y bebidas, un sistema de lavado de gases, un sistema de separación de pintura, un sistema de lavado de automóviles y neumáticos, un sistema de ósmosis inversa o un sistema de membranas.
3. Un procedimiento de inhibición de la corrosión de superficies metálicas en contacto con un medio acuoso que comprende añadir a dicho medio acuoso un triazol aromático que tiene un sustituyente aniónico unido a un átomo de nitrógeno del triazol (ANST), en el que dicho ANST está representado por la fórmula:
o
o mezclas de las fórmulas II(a) y II(b),
en el que dicho medio acuoso comprende agua de refrigeración en un sistema abierto de recirculación de agua de refrigeración y en el que aproximadamente 0,1-100 ppm de dicho ANST se añade a dicha agua de refrigeración basado en un millón de partes de dicho medio acuoso, en el que dichas superficies metálicas comprenden cobre, aleación de cobre o acero, y en el que la inhibición de la corrosión se obtiene proporcionando la formación de una película protectora de óxido sobre dichas superficies metálicas y en el que dicho sistema de agua de refrigeración comprende ortofosfato y polímero soluble en agua en el mismo,
donde R y R' son ambos H, o R es H y R' es metilo, y donde R1 es COOH, SO3H o R3Z(n), donde R3 es CH2, Z es fosfonato y n=1.
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