CC BY
27УДК 628.16
Большова В.В.
ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»
(г. Казань, Россия)
Гиниятуллин Э.Р.
ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»
(г. Казань, Россия)
Научный руководитель: Власова А.Ю.
к.т.н., доцент
ФГБОУ ВО «Казанский государственный энергетический университет»
(г. Казань, Россия)
КОМБИНИРОВАННЫЕ РЕАГЕНТЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ
Аннотация: применение комбинированных реагентов на сегодняшний день весьма перспективное направление, которое базируется не только на экономии средств заложенных на покупку реагентов, но и простоте организации дозирующего узла. Учитывая многообразие активных основ реагентов, то их разновидностей очень много. В работе рассматриваются различные виды комбинированных реагентов, применяемые для теплоносителя, а также их преимущества.
Ключевые слова: комбинированные реагенты, ингибиторы коррозии, ингибиторы солеотложений, теплоноситель, коррозия, солесодержание.
Подготовка воды на тепловых электрических станциях является важным процессом, от которого будет зависеть не только эксплуатация теплосилового оборудования, но и удельный расход топлива. Организация подготовки воды с
использованием химических реагентов существенно отличается тем, что с помощью специально подобранных компонентов предотвращается образование накипи и развитие коррозии на внутренних поверхностях конструкционных элементов оборудования. При этом нет необходимости полностью удалять малорастворимые соединения, образующиеся при нагреве воды, формирующие накипь. На сегодняшний день особую значимость представляют реагенты комплексного действия, такие химические реагенты призваны обеспечить защиту двойного действия, как ингибиторы коррозии, так и ингибиторы солеотложений.
Ингибиторы коррозии предназначены для снижения агрессивности газовых и электролитических сред, а также предотвращения активного контакта металлической поверхности с окружающей средой. Это достигается путем введения ингибитора в коррозионную среду, в результате чего резко уменьшается сольватационная активность ее ионов, атомов и молекул. Кроме того, падает и их способность к ассимиляции электронов, покидающих поверхность металла в ходе его поляризации.
На металле образуется моно- или полиатомная адсорбционная пленка, которая существенно ограничивает площадь контакта поверхности с коррозионной средой и служит весьма надежным барьером, препятствующим протеканию процессов саморастворения.
При этом важно, чтобы ингибитор обладал хорошей растворимостью в коррозионной среде и высокой адсорбционной способностью как на поверхности металла, так и на образующихся на нем пленках различной природы.
Классификация ингибиторов солеотложения
Для классификации ингибиторов солеотложения используется подход, в основе которого лежат химическая природа ингибитора, доминирующий механизм ингибирования, тип влияния на состояние пересыщенного раствора или класс ингибируемых солей. В основе большинства классификаций лежит
химическая природа вещества, ингибирующего кристаллизацию. Классы химических соединений, проявляющих ингибирующую способность по отношению к основным солям, встречающимся в нефтедобыче, обычно делят на анионные и катионные. К анионным соединениям относятся: - органические производные фосфорной, фосфоновой и фосфиновой кислот (эфиры фосфорной, фосфо-новой кислот, фосфонаты, оксифосфонаты, аминофос-фонаты, фосфинаты); - производные карбоновых кислот (полиакрилаты, сополимеры акрилатов и малеинового ангидрида, ами-нокарбоксилаты); - производные сульфокислот (поливинилсульфонат); - полиоксипроизводные (олиго-, полисахариды); - неорганические соединения (полифосфонаты, ферроцианиды). К катионным соединениям в основном относятся производные аминов (полиалкиленамины, четвертич-ные аммониевые основания,
полиэтоксилированные амины). По механизму действия ингибиторы солеотложений можно условно разделить на три класса: хелаты, ингибиторы "порогового" действия и модификаторы кристаллов. Хелаты - вещества, способные связывать солеобразующие катионы и препятствовать их взаимодействию с солеобразующими анионами. Такие соединения как этилендиаминтетраацетат (ЭДТА) и НТА, относят к ингибиторам, действующим в эквимолярном соотношении с солеобразующими ионами металлов. Хелаты, образуя комплексы с ионами Ca2+, Sr2+ и Ba2+, изменяют концентрацию свободных ионов, влияя на гетерогенное равновесие в системе. Исходя из особенностей действия таких ингибиторов солеотложения понятно, что их эффективность находится в прямой зависимости от стехиометрии, а экономическая целесообразность применения зависит от минерализации воды и содержания осадкообразующих катионов. К ингибиторам "порогового" действия относят такие соединения, которые в растворе, адсорбируясь на поверхность формирующихся зародышей кристаллов, препятствуют процессу роста кристаллов солей в субстехиометрическом соотношении. Кристаллоразрушающие ингибиторы не препятствуют кристаллизации солей, а
лишь видоизменяют форму кристаллов. Первый класс веществ относится к термодинамическим ингибиторам, последние два - к кинетическим ингибиторам солеобразования. К ингибиторам "порогового" действия относят все фосфонаты, к ингибиторам-диспергаторам - поли-карбоксилаты, к модификаторам - НТА и другие хе-латы.
Реагенты для паровых и водогрейных котлов
OSM 100
Продукт OSM 100 - это ингибитор коррозии на основе раствора гидроксида натрия, готового к применению. Продукт обладает свойством нейтрализовать углекислоту, повышать рН и щелочность до пределов, вызывающих наименьшую коррозию. Минимизирует процессы коррозии и способствует созданию равномерной магнитной защитной пленки на поверхности металла. рН:>13 р:1,1-1,35
Производитель - Aqua-room.
OSM 105-1
Продукт OSM 105-1- это универсальный ингибитор отложений на основе катализированного сульфита, полифосфатов и диспергентов. Активные компоненты продукта предотвращают осаждение солей жесткости, фосфатов и железа, препятствуя образованию накипи. Продукт обладает свойством поддерживать щелочность в пределах, вызывающих наименьшую коррозию. рН:9,5±1,0 р:1,06-1,18
Производитель - Основа.
OSM 106
Продукт OSM 106 - это универсальный ингибитор на основе катализированного бисульфита. Является мощным восстановителем кислорода, действие которого проявляется уже при обычной температуре. Наличие
катализатора увеличивает скорость восстановительной реакции, позволяя быстро и полностью удалить растворенный кислород из питательной воды. OSM 106 способствует созданию и поддержанию равномерной магнетитной защитной пленки на поверхности металла.
рН:1,2-1,3 р:3,0-4,5
Производитель - Aqua-room.
OSM 110
Продукт OSM 110 - это полностью органический ингибитор коррозии анодного типа на полиаминовой основе. Активные компоненты продукта быстро и полностью связывает остаточный кислород начиная с питательного тракта и на всем протяжении паровой системы. OSM 110 создает условия для формирования и последующего поддержания пассивационной пленки на стальных и медных поверхностях. Активный компонент продукта реагирует с рыхлой ржавчиной (Fe2O3) и способствует формированию черного цвета плотного магнетита (Fe3O4). рН:1,2-1,3 р:3,0-4,5
Производитель - Aqua-room.
OSM 111
Продукт OSM 111 - это универсальный ингибитор коррозии и отложений на основе фосфатов, диспергентов, ингибиторов коррозии и щелочи. Активные компоненты продукта направлены на пассивацию металлической поверхности на всей протяженности системы и созданию прочной защитной пленки. За счет действия высокоэффективных дисперсантов OSM 111 стабилизирует шлам, не позволяя ему накапливаться и прикипать в местах недостаточной циркуляции. В процессе работы котла постепенно разрыхляет и отмывает имеющуюся накипь. рН:>12 р:1,15-1,25
Производитель - Aqua-room. OSM 112
Продукт OSM 112 - это универсальный ингибитор отложений на основе фосфатов, полимеров и диспергентов, ингибиторов коррозии. Активные компоненты продукта связывают имеющиеся в питательной воде ионы жесткости, железа в комплексы, предотвращая образование накипи. За счет действия высокоэффективных дисперсантов OSM 112 повышает растворимость всех солей, стабилизирует шлам, не позволяя ему накапливаться и прикипать в местах недостаточной циркуляции.
рН:>12 р: 1,1 1,25
Производитель - Основа.
Ингибитор коррозии и солеотложений FX-Z Представляет собой водный раствор композиционной смеси солей аминофосфоновых кислот различной структуры, находящихся в комплексе с цинком. FX-Z - жидкость от желтовато—зеленого до светло серого цвета, хорошо смешивающаяся с водой и щелочами. Концентрация вещества не менее 25% (PO4), содержание цинка 2,8-3,2%. Реагент рН-нейтрален.
Является одним из наиболее эффективных ингибиторов коррозии и солеотложений. Применяется в системах водоподготовки с целью удаления уже имеющихся солевых отложений, а также предотвращения образования новых. Ингибирование коррозии 95% солевых отложений 98%. Совместим с реагентами, предотвращающими биологические обрастания. Продукт экологически безопасен, пожаро-взрывобезопаснен, нетоксичен. Область применения: Котлоагрегаты водогрейные и паровые; Теплофикационные сети отопления и обогрева;
Водооборотные циклы охлаждения компрессоров (воздушных и аммиачных), печей и прочего технологического оборудования (термопласт-
автоматы, трансформаторы, индукционные установки, тиристоры, конденсаторы турбин и пр.).
Расход реагента на ингибирование солевых отложений и коррозии в воде составляет 2-6 г/м3. Верность выбранной дозировки можно определить на калькуляторе стабильности воды . Предварительная величина концентрации реагента подбирается на основании химического анализа (общая жесткость, общая щелочность, содержание общего железа) воды.
Методы, связанные с изменением свойств коррозионной среды. К ним относятся уменьшение концентрации компонентов среды, особенно опасных в коррозионном отношении (удаление растворенного в воде кислорода, подщелачивание раствора и т. п.) добавка специальных веществ — ингибиторов коррозии, которые оказывают тормозящее действие на коррозию. Оно связано или с окислением поверхности металла, или с образованием пленки труднорастворимого соединения между металлом и данным ингибитором (фосфаты, гидрофосфаты). В кислых растворах в качестве ингибиторов коррозии используют органические вещества, содержащие амино-, ИМИН0-, тио- и другие группы их действие связано с образованием защитной адсорбционной пленки органического вещества на поверхности металла.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Аналитическая химия. Физические и физико-химические методы анализа. / Под ред. О.М.Петрухина. - М., 2005
Neftegaz.ru. Новости топливно энергетического комплекса. [Электронный ресурс]:. Электронные данные. Режим доступа: URL.: https://neftegaz.ru/tech-library/transportirovka-i-khranenie/141609-ingibitornaya-zashchita-truboprovodov/ свободный - (дата обращения 1.03.2021)
НТП СИНТЕВ. Синтез комплексных соединений для сельского хозяйства и энергетики [Электронный ресурс]:. Электронные данные. Режим доступа: URL.: http://www.ntp.by/ru/industry/water/inhibitors/4/ свободный - (дата обращения 1.03.2021)
Перрин Д. Органические аналитические реагенты / Д. Перрин - New York, London, Sydney. Перевод с англ.: Ю.М. Дедкова под редакцией Ю.А. Золотова.
Тупикин, Е.И. Общая нефтехимия: Учебное пособие / Е.И. Тупикин. - СПб.: Лань, 2019. - 320 c.
Bolshova V.V.
Kazan State Power Engineering University (Kazan, Russia)
Giniyatullin E.R.
Kazan State Power Engineering University (Kazan, Russia)
Scientific adviser: Vlasova A.Y. Ph.D., associate professor Kazan State Power Engineering University (Kazan, Russia)
THE COMBINED REAGENTS, USED FOR HEAT CARRIER
Abstract: the use of combined reagents today is a very promising direction, which is based not only on saving funds allocated for the purchase of reagents, but also on the simplicity of organizing a dosing unit. Considering the variety of active bases of reagents, there are a lot of their varieties. The paper discusses various types of combined reagents used for the coolant, as well as their advantages.
Keywords: combined reagents, corrosion inhibitors, scale inhibitors, heat carrier, corrosion, salt content.
