Теплообменные среды и способы предупреждения коррозии в системах теплообмена - RU2019103695A

1. Концентрат теплообменной среды, содержащий

понизитель температуры замерзания, воду или их комбинацию;

органофосфат;

карбоновую кислоту или ее соль; и

компонент, выбираемый из группы, состоящей из иона щелочноземельного металла, иона щелочного металла, иона переходного металла, неорганического фосфата, молибдат-иона, нитрат-иона, нитрит-иона, азолового соединения, ингибитора коррозии меди и медного сплава, силиката, силикатного стабилизатора, водорастворимого полимера и их комбинаций.

2. Концентрат теплообменной среды по п. 1, дополнительно содержащий дополнительный компонент, выбираемый из группы, состоящей из фосфоната, фосфината, красителя, биоцида, пеногасителя, поверхностно-активного вещества, дисперсанта, антинакипина, смачивающего агента, дополнительного ингибитора коррозии и их комбинаци.

3. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором понизитель температуры замерзания содержит спирт.

4. Концентрат теплообменной среды по п. 3, в котором спирт выбирают из группы, состоящей из метанола, этанола, пропанола, бутанола, фурфурола, фурфурилового спирта, тетрагидрофурфурилового спирта, этоксилированного фурфурилового спирта, этиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, 1,2-пропиленгликоля, 1,3-пропиленгликоля, дипропиленгликоля, бутиленгликоля, глицерина, 1,2-диметилового эфира глицерина, 1,3-диметилового эфира глицерина, моноэтилового эфира глицерина, сорбита, 1,2,6-гексантриола, триметилолпропана, метоксиэтанола и их комбинаций.

5. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором вода представляет собой деионизированную воду, деминерализованную воду, смягченную воду или их комбинацию.

6. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором органофосфат имеет формулу:

,

где заместители R¹, R² и R³ каждый независимо представляет собой атом водорода, необязательно замещенный содержащий гетероатом алкил, необязательно замещенный содержащий гетероатом алкенил, необязательно замещенный карбонилсодержащий алкил, необязательно замещенный карбонилсодержащий алкенил или необязательно замещенный остаток, выбираемый из группы, включающей алкил, алкенил, арил, фосфоно-, фосфино-, алкиламино-группу, аминогруппу и их комбинации.

7. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в которой органофосфат выбирают из группы, включающей этиленгликольфосфат, 1,2,3-пропантриолфосфат, сложный эфир простого полиэфирфосфата, этоксилат C₆-C₁₂-алкилового спирта фосфорной кислоты, соль щелочного металла фосфатного эфира крезилэтоксилата, крезилфосфат калия, октилфеноксиполиэтоксиэтилфосфат, октилфеноксиполиэтилфосфат, фосфат моно(октилфенилового)эфира полиэтиленгликоля, кислый алкилфосфат, кислый арилфосфат, соли щелочных металлов алкилфеноксиполиэтоксиэтилфосфорной кислоты и их комбинации.

8. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором карбоновая кислота содержит одну или множество C₆-C₂₀-карбоновых кислот, и где каждую из одной или множества C₆-C₂₀-карбоновых кислот независимо выбирают из группы, включающей алифатическую монокарбоновую кислоту, алифатическую дикарбоновую кислоту, ароматическую монокарбоновую кислоту, ароматическую дикарбоновую кислоту и их комбинации.

9. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором карбоновую кислоту выбирают из группы, включающей 2-этилгексановую кислоту, гептоновую кислоту, октановую кислоту, адипиновую кислоту, декановую кислоту, неодекановую кислоту, себациновую кислоту, бензойную кислоту, п-толуиловую кислоту, трет-бутилбензойную кислоту, алкоксибензойную кислоту и их комбинации.

10. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором ион щелочноземельного металла выбирают из группы, включающей магний, кальций, стронций и их комбинацию.

11. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором ион щелочноземельного металла получают из водорастворимой соли щелочноземельного металла, соединения щелочноземельного металла или их комбинации.

12. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором ион щелочноземельного металла получают из оксида щелочноземельного металла.

13. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором ион щелочного металла представляет собой литий.

14. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором ион щелочного металла получают из водорастворимой соли щелочного металла, соединения щелочного металла или их комбинации.

15. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором ион щелочного металла получают из оксида щелочного металла.

16. Концентрат теплообменной среды по п. 15, в котором оксид щелочного металла представляет собой оксид лития.

17. Концентрат теплообменной среды по п. 15, в котором ион переходного металла представляет собой цинк.

18. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором ион переходного металла получают из водорастворимой соли переходного металла, соединения переходного металла или их комбинации.

19. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором ион переходного металла получают из оксида переходного металла.

20. Концентрат теплообменной среды по п. 19, в котором оксид переходного металла представляет собой оксид цинка.

21. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором фосфат содержит оксокислоту фосфора.

22. Концентрат теплообменной среды по п. 21, в котором оксокислоту фосфора выбирают из группы, включающей фосфорную кислоту, ортофосфат натрия, ортофосфат калия и их комбинации.

23. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором азоловое соединение выбирают из группы, состоящей из бензотриазола, толилтриазола, 4-метилбензотриазола, 5-метилбензотриазола, 1-бутил-1H-бензотриазола, меркаптобензотиазола, тиазола, замещенных тиазолов, имидазолов, бензимидазола, замещенных имидазолов, индазола, замещенных индазолов, тетразола, замещенных тетразолов, тетрагидробензотриазолов, тетрагидрированных бензотриазолов, тетрагидротолилтриазола, 4-метил-1H-бензотриазола, 5-метил-1H-бензотриазола, тетрагидробензотриазола, их солей щелочных металлов и их комбинаций.

24. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором молибдат-ион получают из молибдата щелочного металла, молибдата щелочноземельного металла или их комбинации.

25. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором силикат содержит силикат щелочного металла.

26. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором силикатный стабилизатор содержит силикон.

27. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором водорастворимый полимер представляет собой гомополимер, сополимер, терполимер, четырехкомпонентный полимер или их комбинацию.

28. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором водорастворимый полимер представляет собой поликарбоксилат.

29. Концентрат теплообменной среды по п. 28, в котором поликарбоксилат представляет собой полимер на основе акрилата, сополимер на основе акрилата, терполимер на основе акрилата, четырехкомпонентный полимер на основе акрилата или их комбинацию.

30. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором водорастворимый полимер представляет собой сополимер акрилат/акриламид, полиметакрилат, полималеиновую кислоту, полимер на основе малеинового ангидрида, полимер на основе малеиновой кислоты, сополимер на основе малеиновой кислоты, терполимер на основе малеиновой кислоты, полимер на основе модифицированного акриламида, сополимер на основе акриламида или терполимер на основе акриламида.

31. Концентрат теплообменной среды по п. 1, в котором pH концентрата теплообменной среды при 50%-ной концентрации находится приблизительно между 6,8 и 10,0.

32. Готовая к использованию теплообменная среда, содержащая концентрат теплообменной среды по п. 1 и воду, где концентрат теплообменной среды присутствует в количестве, находящемся в интервале приблизительно от 40 до 60% об. из расчета на общий объем готовой к применению теплообменной среды.

33. Концентрат теплообменной среды, содержащий

понизитель температуры замерзания, воду или их комбинацию, где понизитель температуры замерзания составляет приблизительно от 1 до 99% масс. из расчета на общую массу концентрата теплообменной среды;

органофосфат, где органофосфат составляет приблизительно от 0,002 до 5% масс. из расчета на общую массу концентрата теплообменной среды;

карбоновую кислоту или ее соль, где карбоновая кислота или ее соль составляет приблизительно от 1 до 10% масс. из расчета на общую массу концентрата теплообменной среды, где карбоновая кислота содержит одну или множество C₆-C₂₀-карбоновых кислот и где одну или множество C₆-C₂₀-карбоновых кислот независимо выбирают из группы, включающей алифатическую монокарбоновую кислоту, алифатическую дикарбоновую кислоту, ароматическую монокарбоновую кислоту, ароматическую дикарбоновую кислоту и их комбинации;

ион кальция в концентрации приблизительно до 200 мг/л из расчета на общую массу концентрата теплообменной среды;

ион магния в концентрации приблизительно до 150 мг/л из расчета на общую массу концентрата теплообменной среды;

азоловое соединение, составляющее приблизительно от 0,01 до 3% масс. из расчета на общую массу концентрата теплообменной среды; и

необязательно дополнительный компонент, выбираемый из группы, включающей неорганический фосфат, ион лития, ион цинка, нитрат-ион, нитрит-ион, молибдат-ион, фосфонат, фосфинат, полимер на основе акрилата, краситель, биоцид, пеногаситель, поверхностно-активное вещество, дисперсант, антинакипин, смачивающий агент и их комбинации.

34. Концентрат теплообменной среды по п. 33, дополнительно содержащий полимер на основе акрилата.

35. Концентрат теплообменной среды по п. 33, в котором понизитель температуры замерзания выбирают из группы, включающей этиленгликоль, 1,2-пропиленгликоль, 1,3-пропиленгликоль, глицерин и их комбинации.

36. Концентрат теплообменной среды по п. 33, в котором органофосфат имеет формулу:

,

где заместители R¹, R² и R³ каждый независимо представляет собой атом водорода, необязательно замещенный содержащий гетероатом алкил, необязательно замещенный содержащий гетероатом алкенил, необязательно замещенный карбонилсодержащий алкил, необязательно замещенный карбонилсодержащий алкенил или необязательно замещенный остаток, выбираемый из группы, включающей алкил, алкенил, арил, фосфоно-, фосфино-, алкиламино-группу, аминогруппу и их комбинации.

37. Способ предупреждения коррозии в системе теплообмена, указанный способ включает

контактирование, по меньшей мере, части системы теплообмена с готовой к использованию теплообменной средой;

где готовая к использованию теплообменная среда содержит:

понизитель температуры замерзания, воду или их комбинацию;

органофосфат;

карбоновую кислоту или ее соль; и

компонент, выбираемый из группы, включающей ион щелочноземельного металла, ион щелочного металла, ион переходного металла, неорганический фосфат, молибдат-ион, нитрат-ион, нитрит-ион, азоловое соединение, ингибитор коррозии меди и медного сплава, силикат, силикатный стабилизатор, водорастворимый полимер и их комбинации.

38. Способ по п. 37, в котором готовая к применению теплообменная среда дополнительно содержит азоловое соединение, ионы кальция, ионы магния и полимер на основе акрилата.

39. Способ по п. 37, в котором часть системы теплообмена включает компонент, изготовленный пайкой в контролируемой атмосфере.

40. Концентрат теплообменной среды, полученный способом, включающим объединение понизителя температуры замерзания, воды, органофосфата, карбоновой кислоты или ее соли и компонента, выбираемого из группы, включающей водорастворимую соль щелочноземельного металла, соединение щелочноземельного металла, оксид щелочноземельного металла, водорастворимую соль лития, соединение лития, оксид лития, водорастворимую соль цинка, соединение цинка, оксид цинка, водорастворимый неорганический фосфат, нитрат, нитрит, молибдат, азоловое соединение, ингибитор коррозии меди и медного сплава, силикат, стабилизатор силиката, водорастворимый полимер и их комбинации.

41. Концентрат теплообменной среды по п. 40, в котором pH концентрата теплообменной среды при 50%-ной концентрации находится приблизительно между 6,8 и 10,0.