专利名称：抑制含水介质中腐蚀的方法
技术领域：
本发明涉及处理含水系统，以减小对与其接触的金属表面的腐蚀。
背景技术：
腐蚀和伴随影响(如点蚀)问题困扰水系统已有多年。例如，污垢倾向于积累在各种水系统的内壁上，从而显著减小系统的操作效率。以此方式，严重阻碍具体系统的传热功能。腐蚀是金属与其环境的衍生电化学反应。它是精炼金属到其天然状态的回复。例如，铁矿是氧化铁。氧化铁精炼成为钢。在钢腐蚀时，它生成氧化铁，如果不注意，其就可使金属断裂或毁坏，导致关闭具体水系统，直至可能做出必需的修复。一般在冷却水系统中已证明腐蚀与点蚀对系统的总效率有害。很多冷却水系统在系统处理中用正磷酸盐促进与系统水接触的金属表面的钝化。然而，由于农业肥料对P2O5 矿的需要增加，基于磷的抑制剂的目前成本猛涨。美国和欧洲的环境法规也已加大磷酸盐排入当地河川和水流的限制。因此，已见到低或无磷酸盐处理方案增加使用，同时强调所有或优势有机处理方案一般需要相对较高的处理剂量(即，>50ppm)有效。遗憾的是，这些高水平的有机处理剂量增加系统中的生物食物(碳足迹(carbon footprint))，并增加毒性生物杀灭化合物供给系统的需要。碳足迹减少的益处可从两个不同方面观察。首先，在能耗节省(否则为合成有机抑制剂所需)方面，可观察碳足迹的减少。在此，需要产生的有机物质的较小量使水更少， 排放物更少等。其次，用于生物生长的食物的产生减少使控制微生物活性所需的生物杀灭剂的供给水平减少。发明概述根据本发明，提供抑制与含水系统接触的金属腐蚀的方法，所述方法包括用羟基酸和正磷酸盐处理系统。羟基酸和正磷酸盐与加到系统或已存在于水的OPO4 —起作为组合处理用于抑制腐蚀。另外，助剂化合物可与组合的正磷酸盐/羟基酸组合共同使用。助剂选自聚(环氧琥珀酸)、第二羟基酸化合物和聚羧酸。在很多情况下，正磷酸盐可已存在于系统水中。处理物加到含水系统，如冷却水系统。发明详述我们已发现，羟基酸，在与低磷酸盐剂量结合时，提供有效的低碳钢腐蚀保护。另外，助剂组分可与羟基酸/oP04结合使用。助剂可以为例如聚(环氧琥珀酸)、聚马来酸 (PMA)和聚酸的组分，或者可使用某些其他羟基酸。这些处理组分在组合中各自以较小的剂量和所有组分以较小的总浓度在低碳钢保护中达到有效的性能。在冷却塔应用中，这些组合在具有中至高碱度的循环水条件下尤其有效。在本发明的一个方面，可用羟基琥珀酸(HSA)作为羟基酸源。这些化合物报告于美国专利5，183，590，其公开内容通过引用结合到本文中。此族化合物由下式表示
权利要求
1.一种抑制与含水系统接触的金属腐蚀的方法，所述方法包括用羟基酸和正磷酸盐化合物处理所述系统。
2.权利要求1的方法，所述方法还包括用选自Bl聚(环氧琥珀酸)、B2第二羟基酸化合物和B3聚羧酸的助剂化合物处理所述系统。
3.权利要求1的方法，其中所述羟基酸化合物以约1至约49ppm的量存在，且所述正磷酸盐以约0. 1至1. Oppm的量存在。
4.权利要求2的方法，其中所述羟基酸包括具有下式的羟基琥珀酸 R.ff· R'
5.权利要求4的方法，其中所述羟基琥珀酸包括选自下列的成员对苯二亚甲基二羟基琥珀酸(diHSA)，间苯二亚甲基diHSA，间苯diHSA，氨 diHSA，甲基胺diHSA，哌嗪diHSA，乙二胺 diHSA，六亚甲基diHSA，羟基胺HSA，己二醇 diHSA，乙二醇 diHSA。
6.权利要求2的方法，其中所述羟基酸包括下式的化合物Q' - (Rl) a-(R2)b-(R3)「C00H其中a、b和c为0至6的整数，其条件为(a+b+c > 0) ；RU R2和R3为无规或嵌段序列的重复单元，并且单独选自C = 0或CY' Z'，其中Y'和Z'单独选自H、0H、CH0、C00H、 CH3> CH2OH, CH (OH) 2、CH2 (COOH)、CH (OH) (COOH)、CH2 (CHO)和 CH (OH) CH0,以便所述 B (1)具有最少一个OH基团，如以其完全水合形式写成，Q'为COOH或CH20H。
7.权利要求6的方法，其中所述羟基酸为选自D-葡糖二酸、粘酸、酒石酸、酮基丙二酸、 葡糖酸和葡庚糖酸的成员。
8.权利要求7的方法，其中所述羟基酸为D-葡糖二酸。
9.权利要求2的方法，其中Bl存在，并且为具有下式的化合物
10.权利要求9的方法，其中Bl为具有约2至3聚合度的聚乙氧基琥珀酸。
11.权利要求2的方法，其中所述第二羟基酸(B》化合物存在，并包括选自D-葡糖二酸、粘酸、酒石酸、酮基丙二酸、葡糖酸和葡庚糖酸的成员。
12.权利要求2的成员，其中所述聚羧酸(Β； )存在，并包括聚马来酸。
13.在其中具有约0.1至l.Oppm的正磷酸盐的水系统中，提高腐蚀抑制的方法，所述方法包括向所述系统加入有效量的具有下式的羟基酸化合物，以抑制与所述水系统接触的冶金作用，Q' - (Rl) a-(R2)b-(R3)「C00H其中a、b和c为O至6的整数，其条件为(a+b+c > 0) ；RU R2和R3为无规或嵌段序列的重复单元，并且单独选自C = 0或CY' Z'，其中Y'和Z'单独选自H、0H、CH0、C00H、 CH3> CH2OH, CH (OH) 2、CH2 (COOH)、CH(OH) (COOH)、CH2 (CHO)和 CH(OH)CHO,以便所述 B(I)具有最少一个OH基团，如以其完全水合形式写成，Q'为COOH或CH2OH,所述羟基酸以1至约 49ppm的量存在。
14.权利要求13的方法，其中所述水系统为循环冷却水系统，所述羟基酸为选自D-葡糖二酸、粘酸、酒石酸、酮基丙二酸、葡糖酸和葡庚糖酸的成员。
15.权利要求14的方法，所述方法还包括将聚(环氧琥珀酸)以约1至40ppm的量加入到所述水系统。
16.权利要求15的方法，所述方法还包括将PMA以约1至40ppm的量加入到所述水系统。
全文摘要
本发明提供抑制与含水系统(例如冷却水系统)接触的金属腐蚀的方法。根据此类方法，用羟基酸化合物和正磷酸盐处理此系统。另外，可向系统水中加入助剂，包括聚(环氧琥珀酸)、另外的羟基酸和聚羧酸。
文档编号C23F11/08GK102203323SQ200980143813
公开日2011年9月28日 申请日期2009年10月7日 优先权日2008年10月31日
发明者B·乔治, C·C·皮尔斯, D·W·惠森亨特, G·森达拉拉延, P·D·德克, R·P·卡拉科迪米, R·克罗韦托 申请人:通用电气公司