JPS61246385A - ガスコンデイシヨニングすきま腐蝕抑制剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酸性ガス除去装置におけるすきま（クレビス）
腐蝕抑制法に関する。

三酸化炭素、硫化水素および硫化カルボニルの様な酸性
ガスが炭酸カリウム、モノエタノールアミン、ジェタノ
ールアミンおよびメチルジェタノールアミンの様なアル
カノールアミンおよび他の弱塩基の種水溶液を用いて天
然ガスや合成ガスの様な供給ガス流から除去できること
は従来から知られている。普通の方法は吸収液を供給流
と逆流的に接触させる接触機を用いる方法と酸性ガス成
分を含むリッチな吸収剤をフリーな吸収剤に再生するり
ボリラーを用いる方法である。溶液は次いで再使用のた
め接触機にポンプで戻される。

上記方法に使われる装置の一般的金属腐蝕問題解決のた
め従来多大の努力がなされている。スティンレス鋼の様
な外来の高価な金属合金使用よ）も投下経費節約のため
軟鋼合金を装置に使用した場合上記問題は特に激しくお
よび（又は）慢性的である。もちろん熱交換装置の様な
敏感な部分にスティンレス鋼又はニッケル合金を使うこ
とは一般に行なわれている。

米国特許第３，８０８，１４０号（１９７４，４，３０
）は少量のバナジウムとアンチモン化合物使用によるア
ルカノールアミン溶液の抑制法を提供している。

米国特許第４，０７１，４７０号（１９７８，１，３１
＞は銅、いおうおよびアルカノールアミンの反応生成物
の少量の使用によるアルカノールアミン溶液の抑制法を
提供している。

米国特許第４．０９６．０８５号（１９７８，６，２０
）は銅といおうを使用し又は使わず少量のポリチミンを
使うアルカノールアミン溶液の抑制法を提供している。

米国特許第４，１００，０９９号（１９７８，７，１１
）は少量の第４級ピリジニウム塩とアルキレンポリアミ
ンの使用によるサワーガスコンディショニング流体の抑
制法を提供している。

米国特許第４，１００，１００号（１９７ｇ、　７．１
１　＞は少量の第４級ピリジニウム塩、チオシアネート
化合物又はチオアミド化合物および２価コバルト化合物
の使用によるサワーガスコンディショニング流体の抑制
性提供している。

米国特許第４，１０２，８０４号（１９７８，７，２５
）は少量の第４級ピリジニウム塩およびチオシアネート
化合物、サルファイド化合物又はチオアミド化合物の使
用によるサワーガスコンディショニング溶液の抑制法を
提供している。

米国特許第４，１１６，６２９号（１９７８，９，２６
）はニッケル塩使用による炭酸塩溶液と接触の場合のス
ティンレス鋼Ｃ４１０および４３０型）腐蝕抑制法を提
供している。

米国特許第４，１４３．１１９号（１９７９，３，６）
は少量の銅とその場で発生したポリサルファイドの使用
によるサワーガスコンディショニング溶液の抑制法を提
供している。

ホンタナとグリー：／（Ｆｏｎｔａｎａ、Ｇｒｅｅｎｅ
）による「フロージョンエンジニアリンク」（Ｃｏｒｒ
ｏｓｉｏｎＥ１ｇｉｅｅｒｓｎｇ”　Ｌ第２編、３９頁
によればすき間腐蝕は腐蝕性装置中の金属表面上のすき
まや他の遮へい領域で起こる強い局部腐蝕として知られ
ている。この種の腐蝕攻撃は金属とガスゲット表面の間
隙、ラップジヨイント、ボルトヘッド下のすきま等の結
果として起こる少量のよどんだ溶液と通常関連している
。

すきま腐蝕をしらべ、測定する装置は米国特許第３．１
１６，１１７号及び第３，５９９，０９０号に知られて
いる。

米国特許第４．４３１，５６３号はチオ−窒素化合物と
ニッケル塩およびコバルト塩の様な可溶性金属塩の混合
使用によるガスコンディショニング装置における一般腐
蝕抑制法を開示している。

上記組成物および（又は）方法は一般腐蝕に有効である
が、それらはすきま腐蝕の抑制について教示していない
しまたその目的には適さないものである。

ここに驚くべきことに、ガス除去装置中の鉄および鋼の
ｆきま腐蝕がチオシアネートイオンとニッケルイオンの
組合せ又は混合物の有効量によって抑制されたガスコン
ディショニングアルカノールアミン溶液を用いることに
よって有効に減少できることが発見された。

本発明に使われる抑制剤は有効な不動態をえるだめにガ
スコンディショニング溶液中で一定に補充又は維持され
る。

本発明の方法はすべての第２鉄表面、即ち軟鋼のみなら
ずスティンレス鋼表面のすきま腐蝕も減少する点で独特
である。

本発明に使われるすきま腐蝕抑制剤はガス流から酸性ガ
スを除去するに普通便われるモノエタノールアミン、ジ
ェタノールアミン、トリエタノールアミン、メチルジェ
タノールアミン、および関連アルカノールアミンの様な
アルカノールアミンの水溶液中で有効である。

アルカノールアミンはそれを１０乃至８０重８％含む水
溶液で使われる。好ましい範囲は２０乃至６０重址チで
あり、最も好ましいのは３０乃至５０重量％である。

２酸化炭素除去のため本発明の抑制されたガスコンディ
ショニング溶液で処理されうる不純ガス供給流は一般に
数ｐｐｍ（１−ｓｐｐｍ）の硫化水素および（又は）硫
化カルボニルを含みうる。

ニッケルイオンを与えるに有用な可溶性ニッケル化合物
の例には第１ニツケルの硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、酒石
酸塩、くえん酸塩、炭酸塩およびチオシアネ、−トがあ
る。ニッケルは普通２価金属として働らくので以後ニッ
ケル塩については第１ニツケル塩を含む意味とする。

チオシアネートイオンを与えるに有用な可溶性チオシア
ネートの例はアンモニウムチオシアネート、カリウムチ
オシアネートとナトリウムチオシアネートの様なアルカ
リ金属チオシアネート、アルカリ土類金属チオシアネー
トおよび遷移金属チオシアネートである。

ニッケルチオシアネートは一つの化合物で両イオンを与
える放置も有用および／又は便利な化合物である。

可溶性化合物又は塩とは本発明の目的のためガスコンデ
ィショニング水溶液、即ち本発明で有用である水性アル
カノールアミンに十分可溶な化合物を意味するのである
。一般にこれは塩又は化合物が２５ｐｐｍ程度又はそれ
以上に可溶でなければならないことを意味する。

炭素鋼装置用のチオシアネート抑制剤はガスコンディシ
ョニング溶液中１５０ｐｐｍ又はそれ以上のチオシアネ
ートイオンを与える量で維持される必要のあることが判
った。

この化合物は使用中なくなるので開始時ｓ　ｏ　ｏ　ｐ
ｐｍ又はそれ以上の大量を使用し、以後溶液中に必要な
有効量を保つため定期的に添加することが好ましい。チ
オシアネートイオンは１５０乃至２０００ｐｐｍの範囲
、特に２００乃至４００ｐ１）ｍの範囲が好ましい。２
０００ｐｐｍ以上の量は有効であるが経済的ではない。

ニッケル塩はガスコンディショニング溶液中に２５　Ｐ
Ｉ）ｍ以上のニッケルイオンを与える量で維持する必要
がある。

２５乃至２，０００ｐＩ）ｍ＋７）範囲、￥１Ｋ１００
乃至２００ｐｐｍの範囲が好ましい。２，０００１）Ｉ
）ｍ以上の量は有効であるが経済的でない。本発明の抑
制剤をスティンレス鋼装置に使用する場合のニッケルイ
オンのレベルは少くとも２５ｐｐｍまで低下させうる。

“ＰＰｔ”は１００万分の１を意味する。

実施例１ 評価のため伝熱面として炭素鋼（ＳＡＥ１０２０）とス
ティンレス鋼（ＳＡＥ３０４）からできた金属試験クー
ポンを用いてすきま腐蝕試験を行なった。試験溶液とそ
のガラス容器をさかさにしクーポンに対しエラストーマ
−性〇−リングで封をし、クーポン下の電気加熱したア
ルミニウムブロックで試験クーポンによく調節された温
度１４９℃（３００下）を供給した。温度は試験溶液に
伝えられ液温度を１０２℃（２１６下）とした。

７日間（１６８時間）試験後すきまおよび一般の腐蝕を
測定した。すきま生成速度測定には顕微鏡検査を用いた
。

モノエタノールアミンを脱イオン水に加えてモノエタノ
ールアミン（ＭＥＡ）３０重１＊を含む試験液１００　
Ｍをつくった。脱イオン水は使用前ＣＯ２を堕和させた
。ニッケルサルフェート　（ＮｉＳ０４・６Ｈ２０）お
よび（又は）アンモニウムチオシアネートを表１に示す
濃度とする罠十分な食でこの試験液に加えた。

表Ｉにおいて実施例１はＳｌｉ；１０２０ｃｓ（冷間ロ
ールした鋼）への一般およびすきま腐蝕に対し保護する
に必要なＮｉ　　と５ＣＮ−両者の濃度を示している。

実施例２−８ 実施例１の試験法を５ＡＥ１０２０クーポンのみを使っ
て反復した。すきま腐蝕が肉眼で認められた。ひどい、
非常にわるい、わるい、中位、僅か、微少又はなしと等
級をつけた。結果は表■に示している。これらの実施例
は実際の実施では許容したくない下限を示しおよび（又
は）例証している。

５ＡＥ３０４ステインレス鋼クーポンのみを使って実施
例１の試験方法を反復した。すきま腐蝕の肉眼検査は実
施例２−８と同じであった。結果は表■に示している。

実施例１３ ２酸化炭素約１０％を含む天然ガス３５０　ＭＭ　５ｃ
ｆｄ（１日当り１００万標準立方フイート）　（９，９
ＭＭｄ７Ｆ３　）の工場プラント処理をＮｉ＋２８０　
１２０ｐＰｍおよび５ＣＮ−２００−２５０ｐＩ）ｍを
含む３０％モノエタノールアミン（ＭＥＡ）溶液を用い
て６ケ月にわたり行なった。

抑制剤量は通常的な消化と定期的添加により変化した。

一般腐蝕は５　ｍｐｙを超えず、すきま腐蝕は本質的に
ゼロであった。腐蝕観察は炭素鋼と３０４スティンレス
鋼容器成分について行なった。

壷用語の意味 な　し−すきま腐蝕−められず 微　少−すきま腐蝕は認められないがさらされた表面が
よごれた。

僅　か−顕循鏡検査でいくつかの小さいくぼみがみられ
た。

中　位−すきま深さ０．００５−０．０１０で、深さ７
幅の比が１　：　２−１　：　３゜ わるい−すきさ深さ０．０１０−０．０２０インチで、
深さ７幅の比がｌ：　２−１　：　３゜ 非常にわるい−すきま深さ０．０２０−０．０２５イン
チで、深さ／ＩＩＩの比が１：１５−１：２０゜ひどい
−すきま深さ０．０２５−０．０３０インチで、深さ／
＠の比が１：２−１：２５゜ ＭＰＹ”＝年当りミル 表■ ＳＡＥ　　３０４クーポンを用いクーポン温度３００？
（１４９℃）においてＣＯ鵞飽和水中２５％新ＭＥＡＫ
おけるすきま腐蝕試験結果 対照１４　　　０　　２５０　　ひどい　３５．７（９
０６，８）非常’　　２４．６（６２４，８） ″　１５　　　５　　２５０　　ゎるい実施例１６　　
　２５　　　２５０　　　な　し　　２．０　　（５０
，８）Ｉ　　１７　　　　５０　　　　２５０　　　　
な　　し　　　３．０　　（７６，２）−１８７５２５
０な　　し　　　１．０　　（２５，４）’　　　１９
　　　１００　　　　２５０　　　　な　　し　　　１
．０　　（２５，４）秦定義は表■と同じ ＭＰＹ”＝年歯シミル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アルカノールアミンを１０乃至８０重量％含有する
   アルカノールアミン水溶液による炭素鋼又はステインレ
   ス鋼酸ガス除去装置におけるすきま腐蝕抑制方法であつ
   て、該溶液中にニッケルイオンの有効量とチオシアネー
   トイオンの有効量の混合物を維持せしめることを特徴と
   するすきま腐蝕抑制方法。 ２、炭素鋼が使われている場合において、ニッケルイオ
   ンの有効量が少なくとも１００ＰＰＭであり、チオシア
   ネートイオンの有効量が少なくとも１５０ＰＰＭである
   特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、ステインレス鋼が使われている場合において、ニッ
   ケルイオンの有効量が少なくとも２５ＰＰＭであり、チ
   オシアネートイオンの有効量が少なくとも１５０ＰＰＭ
   である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４、ニッケルイオンの有効量が１００乃至２０００ＰＰ
   Ｍの範囲内であり、チオシアネートイオンの有効量が１
   ５０乃至２０００ＰＰＭの範囲内である特許請求の範囲
   第２項に記載の方法。 ５、ニッケルイオンの有効量が１００乃至２００ＰＰＭ
   の範囲内であり、チオシアネートイオンの有効量が２０
   ０乃至４００ＰＰＭの範囲内である特許請求の範囲第２
   項に記載の方法。 ６、アルカノールアミンがモノエタノールアミン、ジエ
   タノールアミン、トリエタノールアミンおよびメチルジ
   エタノールアミンからなる群より選ばれる特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 ７、ニッケルイオンが硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、酒石酸
   塩、くえん酸塩及び炭酸塩の各陰イオンからなる群より
   選ばれた陰イオンを有する可溶性ニッケル塩によつて与
   えられる特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ８、チオシアネートイオンがアンモニウム、アルカリ金
   属、アルカリ土類金属および遷移金属の各陽イオンから
   なる群より選ばれた陽イオンを持つ可溶性チオシアネー
   ト塩によつて与えられる特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。