用于处理含水体系的方法技术

通过在含水体系中在金属表面上形成膜之前使用ｐｐｍ水平的一种或多种溴化剂对芳族唑进行原位溴化并处理沉积物，可惊人地有效提高溴处理的芳族唑的耐氯性和腐蚀抑制作用。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在含水体系控制腐蚀并涉及一种提高芳族唑在含水体系中的腐蚀抑制性能的方法。更尤其，本专利技术提供一种原位溴化芳族唑的方法，得到具有改进的耐氯性和腐蚀抑制的组合物。芳族唑常用于抑制与含水体系接触的金属和金属合金(如铜和铜合金)的腐蚀。在工业冷却水体系中，苯并三唑(BZT)和甲苯基三唑(TTA)在商业有效性和成本上是优选的。唑如TTA是有效吸附到并覆盖金属表面的成膜化合物，这样向与这些表面接触的含水体系提供腐蚀隔绝层。TTA膜有助于防止金属在含水体系中的损失例如金属离子和与金属腐蚀有关的氧还原反应。尽管普遍使用唑如BZT和TTA作为腐蚀抑制剂，但它们的应用存在缺陷，受限于它们在含水体系中的消耗。唑消耗或损失的主要来源于唑与氧化卤素的反应。许多含水体系如热交换器中的冷却水体系用氧化卤素如氯气，液体溴，二氧化氯，碘/次碘酸溶液，包含次氯酸和/或次溴酸的酸性溶液，或包含次氯酸盐和/或次溴酸盐离子的碱性溶液进行处理以控制微生物生长。但三唑膜容易因为氧化卤素的化学进攻而降解。尤其是，以前沉积在铜或铁合金上的TTA膜在反复暴露于含水体系中的氯时发生降解并随后破坏腐蚀保护。TTA膜破坏抑制了在用氯连续或定期处理的冷却体系中形成新的保护性TTA膜。通过加入高剂量的TTA并配合频繁施用，仅有限成功地提高腐蚀抑制作用。氧化卤素本身在与含水体系中的三唑的反应中消耗或损失。由于氧化卤素与三唑反应，卤素被消耗，降低了它控制微生物生长的能力并需要附加量的卤素以抵消其消耗。在较昂贵的卤素如溴的情况下，明显影响价格与性能因素。与重复或连续将三唑暴露于氧化卤素相关的其它问题包括，形成可由含水体系释放到环境中的具有令人讨厌气味的挥发性副产物、作为腐蚀抑制剂不太有效的副产物和包含也可释放到环境中的有机物的毒性卤素。U.S.专利No.5,773,627公开，通过高含量的相应氯化和溴化剂与苯并三唑的原位外(ex-situ)反应而制成的含卤素的芳族唑，如氯-甲苯基三唑(Cl-TTA)和溴甲苯基三唑(Br-TTA)在抑制含水体系的腐蚀方面比TTA更加有效。但许多问题与C1-TTA和Br-TTA有关，涉及毒性和腐蚀。当含水体系的冷却水释放到环境中时，尤其是在考虑对鱼群的毒性时，含卤素的三唑特别不理想。另一问题涉及包含显著浓度含卤素的三唑的膜对金属和金属合金的固有腐蚀作用。不同的含卤素的三唑向金属提供不同水平的针对卤素进攻的腐蚀保护，这与各种因素如三唑的结构，三唑填充密度，膜憎水性和膜厚度有关。因此，仍然需要其它方法以提高耐氯性并减慢膜在芳族唑中的降解速率。专利技术人已经发现，通过在金属表面上形成膜之前使用低剂量水平(ppm)芳族唑和次溴酸钠对TTA和苯并三唑(BZT)进行原位溴化，可惊人地有效提高TTA和BZT的耐氯性和腐蚀抑制作用，而任何芳族唑的原位氯化则不是有效的。以前沉积的唑膜的腐蚀抑制和耐氯性也可通过这种原位溴化处理而提高。另外，该原位溴化法减少了具有令人讨厌气味的挥发性副产物的形成并使毒性副产物减至最少。本专利技术提供了一种在含水体系中抑制金属腐蚀的方法，包括，将一种或多种芳族唑的水溶液与一种或多种溴化剂进行预混，其中以氯表示的溴的总浓度为约0.1-20ppm；并将溴处理的芳族唑加入该含水体系。本专利技术也提供了一种在含水体系中抑制金属腐蚀的方法，包括，将包含一种或多种覆盖金属表面的芳族唑的膜与一种或多种溴化剂原位接触，其中以氯表示的溴的总浓度为约0.1-20ppm；并将接触该含水体系的溴处理的膜暴露于氧化卤素。本专利技术也提供了一种在包括一种或多种芳族唑的含水体系中抑制金属腐蚀的方法，包括加入一种或多种溴化剂的步骤，其中存在于该含水体系中的且以氯表示的溴的总浓度为约0.1-20ppm。因此，本专利技术提供了一种抑制金属部件的腐蚀的方法，所述金属部件用于制造与含水体系有关并需要腐蚀保护的商业设备。“含水体系”是指任何包含与含水流体定期或连续接触的金属部件的体系。术语“含水流体”是指包含5％重量或更多的水的流体且包括水-基流体。水基流体是指包含最低40％重量的水的流体，其余为悬浮和/或溶解的固体和可溶于水的化合物。“非水体系”是指任何包含与非水流体定期或连续接触的金属元件的体系。非水流体可在水中混溶或不混溶。典型的含水体系包括，例如，再循环冷却装置，利用蒸发作为冷却源的开放再循环冷却装置，密闭环流冷却装置，热交换装置，反应器，用于储存和处理液体的装置，锅炉和相关蒸汽生成装置，散热器，闪蒸装置，冷冻装置，反渗透设备，气体洗涤装置，鼓风炉，纸和纸浆处理设备，糖蒸发装置，蒸汽发电厂，地热装置，核冷却装置，水处理装置，食品和饮料加工设备，水池再循环装置，采矿回路，密闭环流加热装置，用于操作例如钻井，钻孔，铣削，扩孔，拉制，拉削，车削，切割，缝纫，研磨，螺纹切削，成型，纺制和轧制的机械加工流体，液压流体，冷却流体，油生产装置和钻井流体。含水流体的典型例子包括淡水，盐水，海水，废水，水和盐的混合物(称作盐水)，水和醇如甲醇，乙醇和乙二醇的混合物，水和酸如无机酸的混合物，水和碱如苛性碱的混合物和其组合。使用本专利技术方法处理的含水体系可包含溶解的氧或可不含氧。含水体系可包含其它的溶解气体如，二氧化碳，氨和硫化氢。接触含水体系的金属部件由可防止腐蚀和/或结垢的任何金属加工。需要腐蚀保护的金属的典型例子是铜，铜合金，铝，铝合金，含铁金属如铁，钢如低碳钢，铬钢和不锈钢，铁合金和其组合。在含水体系中遇到不同的种类的金属腐蚀，例如在整个金属表面上的均匀腐蚀和局部化腐蚀如锈斑和裂缝形成。通常，对局部化腐蚀的控制可能是延长与含水体系接触的金属元件的有用寿命的关键因素。包含显著浓度(也称作剂量水平)的阴离子如氯化物和硫酸盐的含水体系同时易于均匀和局部化腐蚀。均匀和局部化腐蚀通常导致金属部件的故障，需要更换或深入的修复和保养，这都会停止该含水体系的操作。因此，本专利技术提供了一种在含水体系中抑制金属腐蚀并提高用作腐蚀抑制剂的芳族唑的耐氯性的方法。因此，用低浓度(约20ppm-0.1ppm)溴化剂预处理的芳族唑与不存在溴化预处理的芳族唑相比具有较低的腐蚀速率，其中所存在的溴的总浓度以氯表示。以氯表示的溴的量是指以当量浓度的氯表示的溴的浓度(mg/L或ppm)。在金属表面上形成膜之前使用低剂量水平(ppm水平)的芳族唑和溴化剂如例如NaOBr两者对芳族唑(包括例如TTA和BZT)的原位溴化，可惊人地有效提高唑如TTA和BZT的耐氯性。该发现的意外之处在于以前的认识，即，唑处理的体系的氯化导致腐蚀抑制性能的下降，而且使用低浓度(20ppm或更低)氯化剂对相同芳族唑的原位氯化不能有效地提高耐氯性。另外，该发现与U.S.专利No.5,773,627的公开内容明显不同，后者叙述了卤素-苯并三唑的原位外制备提供了一种与包含苯并三唑和卤素的混合物的处理物相比具有惊人和意外活性的腐蚀抑制剂。该‘627专利清楚地公开和教导结果清楚地表明，仅苯并三唑和卤素的混合物在冷却水体系中不能提供加入原位外制备的卤素-苯并三唑的腐蚀抑制作用。不同于该‘627专利的教导和公开内容，专利技术人已经发现，芳族唑在含水体系，如水处理体系的冷却水中的原位溴化提供了优异的腐蚀抑制作用和改进的耐氯性。可用于本专利技术的芳族唑包括但本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在含水体系中抑制金属腐蚀的方法，包括将一种或多种芳族唑的水溶液与一种或多种溴化剂进行预混，其中以氯表示的所存在的溴的总浓度为０．１－２０ｐｐｍ；并将该溴处理的芳族唑加入该含水体系。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WM汉恩，TW桑德斯，
申请(专利权)人：罗姆和哈斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]