JPH0630768B2 - 酸素捕捉剤組成物及び方法 - Google Patents

酸素捕捉剤組成物及び方法

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JPH0630768B2
JPH0630768B2 JP60080420A JP8042085A JPH0630768B2 JP H0630768 B2 JPH0630768 B2 JP H0630768B2 JP 60080420 A JP60080420 A JP 60080420A JP 8042085 A JP8042085 A JP 8042085A JP H0630768 B2 JPH0630768 B2 JP H0630768B2
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    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、系の酸素及び二酸化炭素含量を減ずることに
よつて水系と接触する金属表面の腐食を禁止する方法に
関する。
溶解した気体例えば酸素及び二酸化炭素の存在は、ボイ
ラー、熱交換器、及び他の水性系中の金属表面をひどく
腐食する。酸素は金属表面の点食を引き起こし、二酸化
炭素は溝食(grooving)を生じさせる。点食及び溝食は、
全金属表面の小区域だけに影響する非常に濃密化された
種類の腐食である。この深刻な局所的腐食は金属の劣化
を引き起こし、腐食生成物は系の流れ管を閉塞するかも
知れない。
ボイラー系において、酸素の存在による腐食は、系の供
給管、ボイラー、水蒸気管、水蒸気凝縮物返送管、及び
その他の部分で起こりうる。二酸化炭素も水蒸気及び水
蒸気凝縮物返送管の腐食に寄与する。ボイラーの供給水
をアルカリ性に維持するために炭酸塩又は炭酸水素塩化
合物をしばしば添加するが、これらはボイラーの運転温
度において水蒸気で分解されて二酸化炭素を生成する。
酸素及び二酸化炭素による腐食を禁止するために、ボイ
ラー系は酸素捕捉剤及び中和アミンで処理される。捕捉
剤は酸素と反応して含酸素化合物を生成することにより
水を脱酸素化し、またアミンは二酸化炭素を中和する。
クイシア(Cuisia)らの米国特許第4,067,690号は、ヒド
ロキシルアミン及びそのある種の誘導体がボイラー水中
において非常に効果的な酸素捕捉剤であるということを
開示している。このヒドロキシルアミンは、亜硫酸ナト
リウム又はヒドラジンによるボイラー水の処理において
使用される多くの良く知られた触媒のいずれかで接触さ
れうる。アルカリ金属水酸化物、水溶性金属塩、ハイド
ロキノン、及びベンゾフエノンも有用な触媒である。カ
ースト(Kerst)の米国特許第4,278,635号は、ハイドロキ
ノン及び他のジヒドロキシ、ジアミノ、及びアミノヒド
ロキシベンゼン及びその低級アルキル置換誘導体を、ボ
イラー水の酸素捕捉剤として使用する方法を記述してい
る。クイシアの米国特許第4,350,606号に開示されてい
るように、ヒドロキシルアミン化合物及び揮発性の中和
アミン例えばシクロヘキシルアミン、モルフオリン、ジ
エチルアミノエタノール、ジメチルプロパノールアミン
又は２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールの使用
は、二酸化炭素の溝食攻撃、チヤンネル攻撃及び酸素の
点食攻撃によるボイラー系の腐食を禁止する。マツクシ
テリ(Muccitelli)の米国特許第4,279,767号及び第4,28
9,645号は、ハイドロキノン及びある種の中和アミン例
えばメトキシプロピルアミン及びジエチルアミノエタノ
ールの、ヒドラジンを含有しない溶液の、ボイラー水及
び他の水性媒体に対する酸素捕捉剤としての使用法を開
示している。
本発明の組成物は、ヒドロキシルアミン化合物；キノ
ン、ジヒドロキシベンゼン、ジアミノベンゼン、又はア
ミノヒドロキシベンゼン化合物；及び中和アミンを腐食
禁止量で含んでなる。本発明の方法によれば、ヒドロキ
シルアミン化合物；キノン、ジヒドロキシベンゼン、ジ
アミノベンゼン、又はアミノヒドロキシベンゼン化合
物；及び中和アミンの腐食禁止量が水系に添加される。
本発明は、予期を越えて優れた酸素捕捉及び酸素及び二
酸化炭素によつて引き起こされる腐食の禁止を提供す
る。キノン又はベンゼン化合物及び中和アミンの存在
は、ヒドロキシルアミン化合物と酸素の反応速度を予期
を越えて非常に増大させる。酸素の除去は、比較的低温
においてでさえ十分に高く、ボイラー供給水及び水蒸気
凝縮物系において直接的な腐食保護を提供する。本組成
物はヒドラジンを含まなくて良く、従つてその毒性が回
避できる。
本発明では少くとも１種のヒドロキシルアミン化合物が
使用される。ヒドロキシルアミン化合物は例えばヒドロ
キシルアミン、その酸素置換及び窒素置換の誘導体、及
びその水溶性の塩例えば塩酸塩、硫酸塩、酸性硫酸塩、
燐酸塩、及び亜硫酸塩であつてよい。好適なヒドロキシ
ルアミン化合物は一般式 〔式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は同一でも異なつてもよく
且つ水素、低級アルキル及びアリールからなる群から選
択される〕 の化合物、或いは該化合物の水溶性塩である。この低級
アルキル基は一般に炭素数１〜８を有し、またアリール
基は例えばフエニル、ベンジル、又はトリルであつてよ
い。適当なヒドロキシルアミン化合物は、ヒドロキシア
ミン；Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン；ヒドロキ
シルアミン塩酸塩；ヒドロキシルアンモニウム酸性硫酸
塩；ヒドロキシルアミン燐酸塩；Ｎ−エチルヒドロキシ
ルアミン；Ｎ，Ｎ−ジメチルヒドロキシルアミン；Ｏ−
メチルヒドロキシルアミン；Ｎ−ヘキシルヒドロキシル
アミン；Ｏ−ヘキシルヒドロキシルアミン；Ｎ−ヘプチ
ルヒドロキシルアミン；Ｎ，Ｎ−ジプロピルヒドロキシ
ルアミン；Ｏ−メチルＮ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルア
ミン；Ｎ−オクチルヒドロキシルアミン；Ｏ−エチル
Ｎ，Ｎ−ジメチルヒドロキシルアミン、Ｎ，Ｎ−ジエチ
ルヒドロキシルアミン塩酸塩；Ｎ−メチル−Ｎ−エチル
ヒドロキシルアミン；Ｏ−メチルＮ−プロピルヒドロキ
シルアミン；Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルヒドロキシルア
ミン；Ｏ−メチルヒドロキシルアミン燐酸塩；Ｎ−ブチ
ルヒドロキシルアミン；Ｏ−ペンチルヒドロキシルアミ
ン；Ｎ−ベンジルヒドロキシルアミン；Ｏ−ベンジルヒ
ドロキシルアミン、及びＮ，Ｎ−ジエチルヒドロキシル
アミン酢酸塩、を含む。Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシル
アミン、ヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミン塩酸
塩、及びヒドロキシルアンモニウム酸性硫酸塩は好適で
あり、Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミンは特に好適
である。
本発明の他の成分は、少くとも１種のキノン、ジヒドロ
キシベンゼン、ジアミノベンゼン、又はアミノヒドロキ
シベンゼン化合物或いはその低級の、例えば炭素数１〜
８のアルキル置換誘導体である。ハイドロキノンは特に
好適である。他の適当な化合物は、ベンゾキノン、ナフ
トキノン、カテコール、４−tert−ブチルカテコーー
ル；２，４−ジアミノフエノール；５−メチル−ｏ−ア
ミノフエノール；ｏ−アミノフエノール；ｐ−アミノフ
エノール；３−メチル−ｐ−アミノフエノール；４，６
−ジアミノ−２−メチルフエノール；ｐ−メチルアミノ
フエノール；ｍ−アミノフエノール；ｐ−（Ｎ−メチル
アミノ）フエノール；ｏ−（Ｎ−ブチルアミノ）フエノ
ール；３，４−ジヒドロキシベンズアルデヒド；及び
２，５−ジヒドロキシベンズアルデヒドを含む。これら
の化合物の無機の水溶性の酸付加塩例えば塩酸塩及び硫
酸塩も使用できる。好適な化合物は一般式 〔式中、Ｒ及びＲ１は独立に−ＯＨ，−ＮＨ２及びこれ
らの組合せからなる群から選択され；Ｒ２（存在する場
合）は炭素数１〜８の低級アルキルであり；そしてＭは
Ｈ，Ｎａ，Ｋ及びこれらの組合せからなる群から選択さ
れる〕 のものである。
最後の成分は少くとも１種の中和アミンである。中和ア
ミンは、水蒸気及び二酸化炭素の接触する場所に達する
ように揮発性であり且つボイラーの凝縮系の凝縮した水
蒸気に溶解した二酸化炭素と反応する。典型的な適当な
中和アミンは、モルフオリン；シクロヘキシルアミン；
ジエチルアミノエタノール；ジメチル（イソ）プロパノ
ールアミン；２−アミノ−２−メチル−１−プロパノー
ル；ジメチルプロピルアミン；ベンジルアミン；１，２
−プロパンジアミン；１，３−プロパンジアミン；エチ
レンジアミン；３−メトキシプロピルアミン；トリエチ
レンテトラミン；ジイソプロパノールアミン；ジメチル
アミノプロピルアミン；モノエタノールアミン；sec−
ブチルアミン；tert−ブチルアミン；モノイソプロパノ
ールアミン；ヘキサメチレンジアミン；及びトリエチレ
ンジアミン、を含む。中和アミンはボイラー水の処理に
おいて良く知られている。参照、エイチ・エイチ・ウー
リヒ(H.H.Uhlig)、“コロージヨン・アンド・コロージ
ヨン・コントロール(Corrosion and Corrosion Contro
l)”、２５２〜２５３頁、ジヨン・ワイリー・アンド・
サンズ社(John Wiley & Sons,Inc.)（１９６３）。ジエ
チルアミノエタノールは非常に好適である。
本発明の組成物は各成分を腐食禁止量で含んでなる。組
成物は、ヒドロキシルアミン化合物と中和アミンの重量
比が一般に約１０：１〜約１：１５００、好ましくは約
１０：１〜約１：１０、及び特に約５：１〜約１：１で
ある。キノン又はベンゼン化合物と中和アミンの重量比
は一般に約１０：１〜約１：１００、好ましくは約５：
１〜１：５０、特に約１：１〜約１：１０である。
水に添加される組成物の量は、水系に溶解する酸素濃
度、温度及びpHと共に変化する。酸素は供給水及び他の
起源から系に入るから、水中に残存するような過剰量の
酸素捕捉剤が使用される。本組成物は系の水に対し、一
般に約0.001〜約10,000、好ましくは約0.01〜約１５０
０、特に約0.1〜約１００ppmの量で系に添加される。
各成分は、いずれかの場所で別々に又は組成物の形で添
加でき、そこで系の水と迅速に且つ効果的に混合され
る。ボイラーの処置に用いる場合には、例えば処置の化
学品は水が系に入るボイラー供給水の導管に及び／又は
凝縮物管に添加することができる。典型的には予じめ決
められた量を周期的に又は連続して水に供給するように
補正された注入器を使用する。
一般に本組成物は、組成物を約0.1〜約７０重量％、好
ましくは約１〜約４０重量％含んでなる水溶液の形で添
加される。この溶液は各成分をいずれかの順序で水に添
加することによつて調製することができる。
本発明はボイラーの水系の処置に、例えば水蒸気発生ボ
イラー特に有用である。そのようなボイラー系は一般に
約２９８〜約６３７゜Fの温度及び約５０〜約２０００ps
ig及び高圧系に対して約９００〜約２０００psigの圧力
下に運転される。
昇温度で運転されない水性系では、水はアルカリ性のp
H、例えば約7.5より大きい、好ましくは約8.5〜１２、
特に約９〜約１１のpHを有することが好適である。本発
明の組成物を用いる場合高使用量は必要な酸素捕捉を達
成するけれど、アルカリ性のpHはより経済的である。ボ
イラー供給水は一般にアルカリで処理される。この場合
アルカリは別に或いは酸素捕捉剤と組合せて導入してア
ルカリ性のpHとすることができる。
次の実施例は本発明の組成物及び方法を例示する。実施
例中、すべての部は断らない限り重量によるものとす
る。
実施例 Ｎ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン29.75部、ハイド
ロキノン２又は５部、及び中和アミン１０部を含有する
水溶液を調製した。これと同一量のヒドロキシルアミン
及びハイドロキノンを含むが中和アミンを含有しない、
また同一量のヒドロキシルアミン及び中和アミンを含む
がハイドロキノンを含有しない対照の溶液も調製した。
これらの溶液の酸素捕捉性を、1.5のガラス容器中、
４５℃及び使用量１０４ppmにおいて、水酸化ナトリウ
ムでpH９に調節した脱イオン水中で評価した。水中の酸
素量は記録計に連結したＹＳＩ５４Ａ型酸素計で測定し
た。試験結果を下表に示す。
結果は、中和アミン及びハイドロキノンの組合せ物がジ
エチルヒドロキシルアミンの酸素との反応の速度を予期
を越えて非常に増加せしめるということを示す。すべて
のアミンは、実験７及び１０に示すようにハイドロキノ
ンの効果と比べた時或いは実験１１で示すように中和ア
ミンと比べた時、ジエチルヒドロキシルアミンの反応速
度に対し単独で酸素量を非常に迅速に低下させる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン・イー・ウオーラー カナダ国オンタリオ・ミシソーガ・メリン トクレセント 2519 (56)参考文献 特開 昭57−63364（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−204288（ＪＰ，Ａ)

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）ヒドロキシルアミン化合物；（ｂ）
    キノン、ジヒドロキシベンゼン、ジアミノベンゼン、又
    はアミノヒドロキシベンゼン化合物；及び（ｃ）中和ア
    ミン、を腐食禁止量で含んでなる酸素捕捉剤組成物。
  2. 【請求項２】（ａ）一般式 ［式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は同一でも異なってもよく
    且つ水素、低級アルキル及びアリールからなる群から選
    択される］ の化合物、或いは該化合物の水溶性塩の少くとも１種、 （ｂ）一般式 ［式中、Ｒ及びＲ１は独立に−ＯＨ，−ＮＨ２，及びこ
    れらの組合せからなる群から選択され；Ｒ２（存在する
    場合）は炭素数１〜８の低級アルキルであり；そしてＭ
    はＨ、Ｎａ、Ｋ及びこれらの組合せからなる群から選択
    される］ の化合物少くとも１種、及び （ｃ）中和アミンの少くとも１種、 を含んでなる特許請求の範囲第１項記載の組成物。
  3. 【請求項３】成分（ａ）と成分（ｃ）の重量比が１０
    ０：１〜約１：１５００であり、そして成分（ｂ）と成
    分（ｃ）の重量比が約１０：１〜約１：１００である特
    許請求の範囲第１項記載の組成物。
  4. 【請求項４】成分（ａ）と成分（ｃ）の重量比が約１
    ０：１〜約１：１０であり、そして成分（ｂ）と成分
    （ｃ）の重量比が約５：１〜約１：５０である特許請求
    の範囲第１項記載の組成物。
  5. 【請求項５】成分（ａ）と成分（ｃ）の重量比が約５：
    １〜約１：１であり、そして成分（ｂ）と成分（ｃ）の
    重量比が約１：１〜約１：１０である特許請求の範囲第
    １項記載の組成物。
  6. 【請求項６】成分（ａ）がＮ，Ｎ−ジエチルヒドロキシ
    ルアミンであり、成分（ｂ）がハイドロキノンであり、
    そして成分（ｃ）がジエチルアミノエタノールである特
    許請求の範囲第５項記載の組成物。
  7. 【請求項７】成分（ａ）と成分（ｃ）の重量比が約５：
    １〜約１：１であり、そして成分（ｂ）と成分（ｃ）の
    重量比が約１：１〜約１：１０である特許請求の範囲第
    ６項記載の組成物。
  8. 【請求項８】（ａ）ヒドロキシルアミン化合物；（ｂ）
    キノン、ジヒドロキシベンゼン、ジアミノベンゼン、又
    はアミノヒドロキシベンゼン化合物；及び（ｃ）中和ア
    ミン、を腐食禁止量で含んでなる酸素捕捉剤の腐食禁止
    量を水系に添加することからなる金属表面の水性系にお
    ける腐食を禁止する方法。
  9. 【請求項９】酸素捕捉剤が （ａ）一般式 ［式中、Ｒ１、Ｒ２及びＲ３は同一でも異なってもよく
    且つ水素、低級アルキル及びアリールからなる群から選
    択される］ の化合物、或いは該化合物の水溶性塩の少くとも１種、 （ｂ）一般式 ［式中、Ｒ及びＲ１は独立に−ＯＨ，−ＮＨ２，及びこ
    れらの組合せからなる群から選択され；Ｒ２（存在する
    場合）は炭素数１〜８の低級アルキルであり；そしてＭ
    はＨ、Ｎａ、Ｋ及びこれらの組合せからなる群から選択
    される］ の化合物少くとも１種、及び （ｃ）中和アミンの少くとも１種、 を含んでなる特許請求の範囲第８項記載の方法。
  10. 【請求項１０】酸素捕捉剤を約０．１〜約１００ppmで
    系に添加する特許請求の範囲第８項記載の方法。
  11. 【請求項１１】成分（ａ）と成分（ｃ）の重量比が約１
    ００：１〜約１：１５００であり、そして成分（ｂ）と
    成分（ｃ）の重量比が約１０：１〜約１：１００である
    特許請求の範囲第８項記載の方法。
  12. 【請求項１２】成分（ａ）と成分（ｃ）の重量比が約１
    ０：１〜約１：１０であり、そして成分（ｂ）と成分
    （ｃ）の重量比が約５：１〜約１：５０である特許請求
    の範囲第８項記載の方法。
  13. 【請求項１３】成分（ａ）と成分（ｃ）の重量比が約
    ５：１〜約１：１であり、そして成分（ｂ）と成分
    （ｃ）の重量比が約１：１〜約１：１０である特許請求
    の範囲第８項記載の方法。
  14. 【請求項１４】成分（ａ）がＮ，Ｎ−ジエチルヒドロキ
    シルアミンであり、成分（ｂ）がハイドロキノンであ
    り、そして成分（ｃ）がジエチルアミノエタノールであ
    る特許請求の範囲第８項記載の方法。
  15. 【請求項１５】水性系の水がアルカリ性のpHを有する特
    許請求の範囲第８項記載の方法。
  16. 【請求項１６】水性系の水が約８．５より大きいpHを有
    する特許請求の範囲第８項記載の方法。
  17. 【請求項１７】水性系がボイラーの水系である特許請求
    の範囲第８項記載の方法。
  18. 【請求項１８】水がボイラーへの供給水を含んでなる特
    許請求の範囲第８項記載の方法。
  19. 【請求項１９】水がボイラーの凝縮系における凝縮水蒸
    気を含んでなる特許請求の範囲第８項記載の方法。
JP60080420A 1984-04-18 1985-04-17 酸素捕捉剤組成物及び方法 Expired - Lifetime JPH0630768B2 (ja)

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