DE69706810T2

DE69706810T2 - Sauerstoffentfernungsmittel als Verbindung für die Behandlung von Kesselsteinspeisewasser

Info

Publication number: DE69706810T2
Application number: DE69706810T
Authority: DE
Inventors: Yukimasa Shimura; Shiro Taya
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1996-11-28
Filing date: 1997-11-20
Publication date: 2002-03-28
Anticipated expiration: 2017-11-21
Also published as: EP0845438A1; DE69706810D1; KR100317967B1; US20030141483A1; US5989440A; CN1103748C; US6861032B2; CN100335427C; EP0845438B1; CN1187271C; US6346206B1; CN1377836A; KR100342269B1; CN1187471A; CN1557747A; US20020046976A1; CN1389411A; MX9709264A; CN1205134C; MY122031A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verwendung von Verbindungen als Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. -Scavenger, und insbesondere auf ein Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. -Scavenger, das auf wirksame Weise in Wasser gelösten Sauerstoff entfernen kann und insbesondere verwendbar ist zur Verhinderung der Korrosion in einem Boiler-System durch Entfernung des gelösten Sauerstoffs im Speisewasser. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung Boilerwasser-Behandlungen, die ein solches Sauerstoff-Entfernungsmittel und Entzunderungs-Chemikalien umfassen.
Der gelöste Sauerstoff in Speisewasser trägt zur Korrosion in den Komponenten eines Boiler-Systems, beispielsweise in dem Boiler-Hauptkörper, in einem Wärmeaustauscher und in einem Economizer (Rauchgasvorwärmer), der stromaufwärt von dem Boiler-Hauptkörper angeordnet ist, und in einem Wasserdampf und Kondensat-Rohrleitungssystem, das stromabwärts von dem Boiler-Hauptkörper angeordnet ist, bei. Um die Korrosion in dem Boiler-System zu verhindern, sollte gelöster Sauerstoff in dem Speisewasser entfernt werden durch eine desoxidierende Behandlung des Speisewassers des Boilers.
Üblicherweise werden eine chemische Behandlung oder eine physikalische Behandlung zur Entfernung von gelöstem Sauerstoff angewendet. Als chemische Behandlung wird in großem Umfang ein Verfahren angewendet, bei dem ein Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. -Scavenger wie Hydrazin (N&sub2;H&sub4;), Natriumsulfit (Na&sub2;SO&sub3;), Hydroxylamin-Verbindungen oder ein Saccharid dem Boilerwasser zugesetzt wird. In JP-B-S59-42073 und JP-A-H6-23394 wird ein Agens vorgeschlagen, das eine Hydroxylamin-Verbindung und ein neutrales Amin enthält.
Die Gefahrlosigkeit von Hydrazin für Menschen ist jedoch zweifelhaft, so dass die Handhabung von Hydrazin riskant ist.
Da die Umsetzung zwischen Natriumsulfit und Sauerstoff zu schnell abläuft, reagiert Natriumsulfit, das in Wasser gelöst und in einem Tank gelagert ist, mit dem Sauerstoff in der Luft bevor es dem Speisewasser zugesetzt wird, wodurch die Konzentration seiner wirksamen Komponente verringert wird. Es besteht daher das Problem, dass Natriumsulfit manchmal keine ausreichende Wirkung in bezug auf die Entfernung von gelöstem Sauerstoff aufweist. Da das mit Natriumsulfat behandelte Speisewasser Sulfationen als Produkt der Umsetzung zwischen dem Natriumsulfit und Sauerstoff enthält, besteht das weitere Problem, dass dadurch leicht eine Korrosion und eine Verzunderung (Scale- Bildung) in einem Boiler-System verursacht werden.
Es besteht außerdem das Problem, dass Hydroxylamin-Verbindungen eine Säure, wie Salpetersäure, bilden, und dass dann, wenn die Hydroxylamin- Verbindung dem Speisewasser zugesetzt wird und mit dem Sauerstoff in dem Boiler reagiert, dadurch der Korrosionsinhibierungs-Effekt für den Boiler- Hauptkörper herabgesetzt wird.
Saccharid hat den Nachteil, dass es schwierig ist, die Rest-Konzentration in Bollerwasser zu bestimmen und somit schwierig ist, die richtige Menge, die zugegeben werden soll, zu steuern (kontrollieren), und außerdem verleiht Saccharid dem Wasserdampf einen Geruch. Die Verwendung einer Azo-Verbindung als Sauerstoff-Entfernungsmittel wurde bereits vorgeschlagen. So wurden beispielsweise bereits vorgeschlagen 2,2-Azobis(N,N'-dimethylenisobutylamidin), 2,2-Azobis(isobutylarnid)-2-hydrat, 4,4-Azobis(4-cyanocapronsäure) und 2,2-Azobis(2-amidinopropan).HCl.
Jede dieser Azo-Verbindungen weist einen hohen Wirkungsgrad in bezug auf die Entfernung von gelöstem Sauerstoff auf. Die Azo-Verbindungen haben jedoch den Nachteil, dass sie verschiede organische Materialien, z. B. Ameisensäure und Essigsäure, in einer Boilerkesseltrommel und in dem Wasserdampf bilden und dadurch die Qualität des Wasserdampfs und die Reinheit des Wasserdampfs in nachteiliger Weise beeinflussen.
In dem Katalog Handbuch "Feinchemikalien", der Firma Aldrich-Chemie GmbH, 1992, sind verschiedene heterolocyclische Verbindungen mit einer N-N- Bindung im Ring beschrieben.
In GB-A-408 491 ist die Herstellung von chromophoren Farbstoffen beschrieben.
In EP-A-0 567 275 sind Carbohydrazone für die Behandlung von Boilerwasser beschrieben.
In EP-A-0 541 317 ist ein Verfahren zur Entfernung von Sauerstoff aus Boilerwässern unter Verwendung von substituierten Chinolinen beschrieben.
Erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. ein Sauerstoff-Scavenger zu verwenden, mit dessen Hilfe gelöster Sauerstoff in Boiler-Speisewasser wirksam entfernt werden kann unter gleichzeitiger Aufrechterhaltung einer hohen Sicherheit für Menschen.
Zweites Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. ein Sauerstoff-Scavenger zu verwenden, das eine heterocyclische Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppe als wirksame Komponente aufweist, das einen ausreichenden desoxidierenden Effekt nicht nur für die Speisewasser-Leitungen, den Boiler-Hauptkörper oder die Wasserdampf- und Kondensat-Leitungen für Hochtemperatur-Wasser, sondern auch für die Speisewasser-Leitungen für Niedrigtemperatur-Wasser aufweist.
Drittes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Chemikalie zur Behandlung von Boilerwasser zu verwenden, die eine Korrosionsinhibierungs-Wirkung sowohl für einen Boiler-Hauptkörper als auch für ein Rohrleitungssystem für den Wasserdampf und das Kondensat aufweist.
Viertes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Boilerwasser-Behandlungschemikalie zu verwenden, die eine hohe Korrosionsinhibierungswirkung aufweist durch eine heterocyclische Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppe und die eine ausgezeichnete Korrosionsinhibierungswirkung und Zunderbildungs(Scaling)-Inhibierungswirkung im Zustand einer Lösung aufweist, die Komponenten-Agentien enthält.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung einer heterocyclischen Verbindung mit einer N-N-Bindung in einem Ring derselben als Sauerstoff- Entfernungsmittel bzw. -Scavenger aus Boilerwasser, wobei die Verbindung ausgewählt wird aus:
1,3-Dimethyl-5-pyrazolon;
Urazol:
6-Azauracil;
3-Methyl-5-pyrazolon;
und 3-Methyl-5-pyrazolin-5-on
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem die Verwendung einer heterocyclischen Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppe oder eines wasserlöslichen Salzes derselben als Mittel zur Entfernung von Sauerstoff aus Boilerwasser, wobei die Verbindung ausgewählt wird aus:
N-Aminomorpholin
1-Amino-4-methylpiperazin;
N-Aminohomopiperidin;
1-Aminopyrrolidin;
und 1-Aminopiperidin
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem die Verwendung einer Verbindung als ein Sauerstoffentfernungsmittel bzw. -Scavenger, wobei das Entfernungsmittel besteht aus einer heterocyclischen Verbindung der folgenden Formel:
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem die Verwendung eines Sauerstoff- Entfernungsmittels bzw. -Scavengers, wobei das Entfernungsmittel besteht aus einer heterocyclischen Verbindung der folgenden Formel
worin bedeuten:
R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4;, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils einen Vertreter aus der Gruppe Wasserstoff, niedere Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und Arylgruppe mit ebenfalls 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und X einen Vertreter aus der Gruppe Wasserstoff, Aminogruppe, Alkylgruppe oder Dialkylaminogruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und niedere Alkylgruppe oder Arylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem die Verwendung eines Sauerstoff- Entfernungsmittels bzw. -Scavengers, wobei das Entfernungsmittel aus Azodicarbonamid besteht.
Die Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. -Scavenger gemäß den verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung können hergestellt werden durch Kombinieren von zwei oder mehr Arten von Komponenten.
Die Menge der wirksamen Komponente gemäß jedem Aspekt ist nicht beschränkt und kann verändert werden, so dass sie zweckmäßig der Konzentration des gelösten Sauerstoffs im Wasser entspricht. Normalerweise liegt die Menge jedoch zwischen 0,001 und 1000 mg, vorzugsweise zwischen 1 und 300 mg, bezogen auf 1 L Speisewasser.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei darstellen:
Fig. 1 ein Diagramm, das die Ergebnisse der Beispiele 36, 37 und der Vergleichsbeispiele 6 bis 8 zeigt; und
Fig. 2 ein Diagramm, das die Ergebnisse der Beispiele 45 bis 49 und des Vergleichsbeispiels 21 zeigt.
Ein Sauerstoff-Entfernungsmittels bzw. -Scavenger gemäß einem ersten Aspekt ist dadurch charakterisiert, dass seine wirksame Komponente besteht aus einer heterocyclischen Verbindung, die eine N-N-Bindung in einem Ring derselben aufweist. Eine solche heterocyclische Verbindung umfasst vorzugsweise mindestens einen der folgenden Vertreter:
Die oben genannten heterocyclischen Verbindungen können einzeln oder in Kombination verwendet werden.

Beispiele 1 bis 10

Die Wirkung des Sauerstoff-Entfernungsmittels gemäß dem ersten Aspekt wurde wie folgt getestet:
Mit Sauerstoff der Luft gesättigtes enthärtetes Wasser von Raumtemperatur wurde in einen Wasserdampfgenerator-Testautoklaven eingeführt und der Autoklav wurde so betrieben, dass Wasserdampf unter den folgenden Bedingungen gebildet wurde:
Temperatur: 185ºC, Druck: 1 MPa, Verdampfungsmenge 12 L/h und Blow(Abblas)-Rate 10%.
Der gebildete Wasserdampf wurde vollständig kondensiert unter Bildung von kondensiertem Wasser. Dann wurde die Konzentration des in dem kondensierten Wasser gelösten Sauerstoffs unter Verwendung einer Vorrichtung zur Messung von gelöstem Sauerstoff bestimmt. Der so erhaltene Wert wurde als Wert des Vergleichsbeispiels 1 verwendet.
Andererseits wurde Wasserdampf unter den gleichen Bedingungen erzeugt, jedoch mit der Ausnahme, dass das Sauerstoff-Entfernungsmittel dem Speisewasser zugesetzt wurde. Dann wurde auch die Konzentration des gelösten Sauerstoffs in dem aus dem Wasserdampf hergestellten kondensierten Wasser bestimmt. Der Unterschied zwischen dem so erhaltenen Wert und dem Wert des Vergleichsbeispiels 1 wurde berechnet als Extraktionsmenge und das Verhältnis zwischen der Extraktionsmenge und dem Wert des Vergleichsbeispiels wurde errechnet als Extraktions-Verhältnis (%).
Für jedes der Beispiele 1 bis 10 wurde die in der Tabelle 1 angegebene heterocyclische Verbindung in dem oben genannten enthärteten Wasser gelöst zur Herstellung einer wässrigen Lösung mit einer vorgegebenen Konzentration, dann wurde die wässrige Lösung mittels einer fest montierten Verdrängerpumpe in das Speisewasser eingeführt und die Konzentration der dem Speisewasser zugegeben heterocyclischen Verbindung wurde so eingestellt wie in der Tabelle 1 angegeben. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 angegeben. Tabelle 1
Ein Sauerstoff-Entfernungsmittel bez. -Scavenger gemäß einem zweiten Aspekt ist dadurch charakterisiert, dass seine wirksame Komponente aus einer heterocyclischen Verbindung, die eine N-substituierte Aminogruppe aufweist, oder einem wasserlöslichen Salz derselben besteht. Eine solche heterocyclische Verbindung umfasst vorzugsweise mindestens eine der folgenden Verbindungen:
Als Salz derselben wird vorzugsweise ein wasserlösliches Salz der oben genannten heterocyclischen Verbindungen mit einer aliphatischen Carbonsäure, wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Gluconsäure, Glycolsäure, Milchsäure, Apfelsäure, Weinsäure oder Citronensäure, oder einer Polycarbonsäure wie Polyacrylsäure verwendet, das Salz derselben ist darauf jedoch nicht beschränkt.
Die oben genannten heterocyclischen Verbindungen oder ihre Salze können einzeln oder in Form einer Kombination verwendet werden.

Beispiele 11 bis 21

Die desoxidierende Behandlung wurde in jedem Beispiel auf die gleiche Weise wie in den obigen Beispielen 1 bis 10 durchgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass die in der Tabelle 2 angegebene heterocyclische Verbindung als wirksame Komponenten des Sauerstoff-Entfernungsmittels verwendet wurde in einer Konzentration der heterocyclischen Verbindung in dem Speisewasser wie in der Tabelle 2 angegeben. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 angegeben. Tabelle 2
Ein Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. -Scavenger gemäß einem dritten Aspekt ist dadurch charakterisiert, dass seine wirksame Komponente besteht aus der folgenden heterocyclischen Verbindung:
Eine solche heterocyclische Verbindung umfasst vorzugsweise mindestens eine der folgenden Verbindungen:
Die oben genannten heterocyclischen Verbindungen können einzeln oder in Kombination verwendet werden.

Beispiele 22 bis 27

Die desoxidierende Behandlung wurde in jedem Beispiel auf die gleiche Weise wie in den obigen Beispielen 1 bis 10 durchgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass die in der Tabelle 3 angegebene heterocyclische Verbindung als wirksame Komponente des Sauerstoff-Entfernungsmittels in einer Konzentration der heterocyclischen Verbindung wie in der Tabelle 3 angegeben verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 angegeben. Tabelle 3
Ein Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. -Scavenger gemäß einem vierten Aspekt ist dadurch charakterisiert, dass seine wirksame Komponente besteht aus einer heterocyclischen Verbindung der folgenden Formel:
In dieser wirksamen Komponente des Sauerstoff-Entfernungsmittels gemäß dem vierten Aspekt wird in den Resten R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; als niedere Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen vorzugsweise die Methylgruppe verwendet und als Arylgruppe mit ebenfalls 1 bis 8 Kohlenstoffatomen wird vorzugsweise eine Phenyl- oder Tolylgruppe verwendet. Außerdem wird in bezug auf den Rest X als Alkylgruppe oder äls Dialkylaminogruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen vorzugsweise die Methylgruppe oder eine Aminomethylgruppe verwendet.
Eine solche heterocyclische Verbindung umfasst vorzugsweise mindestens eine der folgenden Verbindungen:
(R1, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4; und X stehen alle für Wasserstoff)
(R&sub1; R&sub2; stehen für Wasserstoff, R&sub3;, R&sub4; stehen für Methyl und X steht für eine Aminogruppe).
Die oben genannten heterocyclischen Verbindungen können einzeln oder in Kombination verwendet werden.

Beispiele 28 bis 34

Die desoxidierende Behandlung wurde in jedem Beispiel auf die gleiche Weise wie in den obigen Beispielen 1 bis 10 durchgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass die in der Tabelle 4 angegebene heterocyclische Verbindung als wirksame Komponente des Sauerstoff-Entfernungsmittels in einer Konzentration der heterocyclischen Verbindung in dem Speisewasser, wie in der Tabelle 4 angegeben, verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 angegeben. Tabelle 4
Ein Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. -Scavenger gemäß einem fünften Aspekt ist dadurch charakterisiert, dass seine wirksame Komponente Azodicarbonamid (NH&sub2;CON=NCONH&sub2;) ist.
Azodicarbonamid hat den Vorteil, dass es die Reinheit des gebildeten Wasserdampfes aufrechterhält, ohne die Wasserqualität in dem Boiler zu verändern, weil das Azodicarbonamid kein organisches Material, wie z. B. Ameisensäure oder Essigsäure, bildet.

Beispiel 35, Verpleichsbeispiele 2 bis 5

Die desoxidierende Behandlung wurde in diesem Beispiel und in jedem Vergleichsbeispiel auf die gleiche Weise wie in den obigen Beispielen 1 bis 10 durchgeführt, jedoch mit der Ausnahme, dass die in der Tabelle 5 angegebene Azoverbindung als wirksame Komponente des Sauerstoff-Entfernungsmittels in einer Konzentration von 150 mg/L in dem Speisewasser zugegeben wurde. Die Ergebnisse sind der Tabelle 5 angegeben.
Die Hauptprodukte in dem gebildeten Wasserdampf und die Hauptprodukte in dem Autoklaven werden jeweils analysiert. Die Ergebnisse sind in ebenfalls in der Tabelle 5 angegeben. Tabelle 5
Wie aus der Tabelle 5 hervorgeht, ergeben alle Azo-Verbindungen hohe Entfernungsraten des gelösten Sauerstoffs. Insbesondere bildet Azodicarbonamid keine organische Säure, welche die Wasserqualität des Speisewassers in dem Autoklaven verändert; der einer Boiler-Kesseltrommel entspricht, so dass das Azodicarbonamid bevorzugt als Sauerstoff-Entfernungsmittel für das Speisewasser des Boilers verwendet wird.
Ein Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. -Scavenger gemäß einem sechsten Aspekt ist dadurch charakterisiert, dass sie eine heterocyclische Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppe oder ein Salz derselben und ein Hydroxybenzol-Derivat enthält.
In dem Sauerstoff-Entfernungsmittel gemäß dem sechsten Aspekt kann die heterocyclische Verbindung mit der N-substituierten Aminogruppe oder das Salz derselben wegen der Katalyse des Hydroxybenzol-Derivats eine ausgezeichnete desoxidierende Wirkung sogar in Speisewasser-Leitungen für Niedrigtemperatur-Wasser aufweisen.
Die heterocyclische Verbindung mit der N-substituierten Aminogruppe ist vorzugsweise mindestens ein Vertreter aus der Gruppe 1-Aminopyrrolidin, 1- Amino-4-methylpiperazin, 1-Aminopiperidin, 1-Aminohomopiperidin, 1,4- Diaminopiperazin, N-Aminomorpholin und Morpholinobiguanid. Als Salz davon wird z. B. vorzugsweise ein wasserlösliches Salz der oben genannten heterocyclischen Verbindungen mit einer Carbonsäure, wie Bernsteinsäure, Gluconsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Glycolsäure, Milchsäure, Apfelsäure, Weinsäure oder Citronensäure, oder einer Polycarbonsäure wie Polyacrylsäure verwendet, das Salz derselben ist jedoch auf die oben genannten nicht beschränkt. Diese heterocyclischen Verbindungen und ihre Salze können zweckmäßig einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Als Hydroxybenzol-Derivat können vorzugsweise Hydrochinon, 2,3-Dimethyl- 1,4-hydrochinon, Brenzkatechin, 4-tert-Butyl-brenzkatechin, Pyrogallol, 1,2,4- Hydroxybenzol, Gallussäure, 2-Aminophenol, 2,4-Diaminophenol, 4- Aminophenol verwendet werden, das Hydroxybenzol-Derivat ist auf diese Verbindungen aber nicht beschränkt. Das Hydroxybenzol-Derivat kann ebenfalls zweckmäßig einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Obgleich das Sauerstoff-Entfernungsmittel gemäß dem sechsten Aspekt durch Mischen der heterocyclischen Verbindung mit der N-substituierten Aminogruppe oder eines Salzes derselben mit dem Hydroxybenzol-Derivat hergestellt werden kann, können diese auch getrennt injiziert werden.
Die Menge des Sauerstoff-Entfernungsmittels gemäß dem sechsten Aspekt kann so geändert werden, dass sie zweckmäßig der Konzentration des gelösten Sauerstoffs und den übrigen Wasser-Bedingungen im Speisewasser eines Boiler-Systems entspricht. Normalerweise werden jedoch die heterocyclische Verbindung mit der N-substituierten Aminogruppe oder das Salz derselben und das Hydroxybenzol-Derivat jeweils in einer Menge zwischen 0,001 und 1000 mg, vorzugsweise zwischen 0,01 und 300 mg, besonders bevorzugt zwischen 0,02 und 100 mg, bezogen auf 1 L Speisewasser, zugegeben.
Das Verhältnis zwischen der heterolocyclischen Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe oder einem Salz derselben und dem Hydroxybenzol-Derivat in dem Sauerstoff-Entfernungsmittel gemäß dem sechsten Aspekt beträgt: heterolocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe oder Salz derselben: Hydroxybenzol-Derivat = 1 : 0,001 bis 10 (Gewichtsverhältnis). Wenn der Mengenanteil an Hydroxybenzol-Derivat geringer ist als in dem Verhältnis angegeben, kann der Verbesserungseffekt, der bei erfindungsgemäßer Verwendung des Hydroxybenzol-Derivats erzielt wird, d. h. der Verbesserungseffekt in bezug auf die Desoxidation von Niedrigtemperatur-Wasser, nicht in ausreichendem Maße erzielt werden. Wenn andererseits die Menge des Hydroxybenzol- Derivats oberhalb des angegebenen Verhältnisses liegt, werden die Behandlungskosten höher im Verhältnis zur Steigerung des Effekts.
Das Sauerstoff-Entfernungsmittel gemäß dem sechsten Aspekt wird in Wasser in der Weise gelöst, dass das saure Hydroxybenzol-Derivat durch die heterocyclische Verbindung mit einer basischen N-substituierten Aminogruppe neutralisiert wird. Wenn es schwierig ist, das Sauerstoff-Entfernungsmittel zu lösen, wird durch Zugabe eines Alkali wie Natronlauge (NaOH) die Löslichkeit des Sauerstoff-Entfernungsmittels verbessert.
Obgleich das Sauerstoff-Entfernungsmittel gemäß dem sechsten Aspekt dadurch charakterisiert ist, dass es die heterocyclische Verbindung mit einer Nsubstituierten Aminogruppe oder ein Salz derselben und, falls erforderlich, das Hydroxybenzol-Derivat umfasst, kann auch ein weiteres Sauerstoff-Entfernungsmittel oder Korrosionsinhibitor wie Hydrazin, Natriumsulfit, Bernsteinsäure oder Gluconsäure oder zusätzlich ein Dispergiermittel, ein Chelatbildner, eine Entzunderungs-Chemikalie oder eine Mischung davon zugegeben werden.
Das Sauerstoff-Entfernungsmittel gemäß dem sechsten Aspekt kann wirksam verwendet werden in Boiler-Systemen verschiedener Typen, beispielsweise Niederdruck-, Mitteldruck- und Hochdruck-Boiler-Systemen und ist überhaupt nicht beschränkt durch den Boiler-Druck, den Boiler-Typ oder die Art des Speisewassers.

Beispiele 36, 37, Vergleichsbeispiele 6 bis 8

Nach dem Einfüllen von 1 L enthärtetem Atsugi-Stadt-Leitungswasser in einen Erlenmeyer-Kolben und Einstellen des pH-Wertes auf 9,0 unter Verwendung von NaOH wird es 2 h lang in einem Wasserbad mit konstanter Temperatur von 60ºC so gerührt, dass es mit Luftsauerstoff gesättigt wird. Die Konzentration des gelösten Sauerstoffs zu diesem Zeitpunkt wurde bestimmt unter Verwendung einer Messvorrichtung für gelösten Sauerstoff ("MOCA3600", der Firma Obisfair Co., Ltd.) mit dem Ergebnis, dass sie 4,75 mg/L betrug.
Nach der Zugabe der Chemikalien in den jeweiligen Mengen, wie sie in der Tabelle 6 angegeben sind, zu dem Wasser in dem Erlenmeyer-Kolben und ausreichendem Rühren desselben wurde die resultierende Lösung in 3 Furanflaschen mit einer Kapazität von 200 ml gegossen und die Furanflaschen wurden verschlossen ohne einen Hohlraum darin und dann wieder in das Wasserbad mit einer konstanten Temperatur von 60ºC gestellt, um die Reaktion der Lösung zu bewirken. Die Furanflaschen wurden aus dem Wasserbad mit konstanter Temperatur nach Ablauf der vorgegebenen Zeiträume (5, 10, 20 min) entnommen und die Konzentrationen des gelösten Sauerstoffs in der Lösung wurden mittels der Messvorrichtung für gelösten Sauerstoff bestimmt. Die Rest- Rate an gelöstem Sauerstoff in jeder Probenlösung wurde errechnet aus dem Verhältnis zwischen der Konzentration des gelösten Sauerstoffs nach Zugabe der Chemikalien und derjenigen vor Zugabe der Chemikalien. Diese Arbeitsgänge wurden schnell in einer Stickstoff-Atmosphäre durchgeführt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 6 angegeben und Fig. 1 dargestellt.
Wie aus den Ergebnissen hervorgeht, wurde gefunden, dass die desoxidierende Reaktion durch Verwendung von Hydrochinon (HQ) als Hydroxybenzol- Derivat zusammen mit 1-Aminopyrrolidin (APY) oder 1-Amino-4-methylpiperazin (AMPI) als heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe signifikant beschleunigt wird. Tabelle 6
Fußnoten: Vgl. Bsp. = Vergleichsbeispiel
APY: 1-Aminopyrrolidin
AMPI: 1-Amino-4-methylpiperazin
HQ: Hydrochinon
Gemäß einem siebten Aspekt betrifft die Erfindung eine Chemikalie zur Behandlung von Boiler-Wasser, die dadurch charakterisiert ist, dass sie eine heterocyclische Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppen und ein neutrales Amin umfasst.
Die wesentlichen Komponenten der Chemikalie dieses Aspekts sind die heterocyclische Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppe und das neutrale Amin.
Die heterocyclische Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppe weist eine ausgezeichnete desoxidierende Wirkung auf durch Umsetzung mit dem gelösten Sauerstoff in Boilerwasser, um so die Korrosion in einem Boiler- Hauptkörper zu verhindern.
Die Chemikalie weist die folgenden nützlichen Funktionen auf zusätzlich zu den oben genannten Funktionen der heterocyclischen Verbindung mit der N- substituierten Aminogruppe.
Die heterocyclische Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppe ist flüchtig und weist ein ausgezeichnetes Reduktionsvermögen für Eisen auf. Das heißt mit anderen Worten, die heterocyclische Verbindung hat die Funktion, die Oxidation von Eisen zu verhindern, d. h. die Korrosion von Eisen zu verhindern.
Deshalb weist das Wasserdampf-Kondensat, das von dem mit der Chemikalie gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung behandelten Boilerwasser gebildet wird, nicht mehr die Eigenschaft auf, ein Rohrleitungs-System zu korrodieren, durch welches das Wasserdampfkondensat passiert, aufgrund der oben genannten Funktionen der heterocyclischen Verbindung, die in dem Wasserdampfkondensat enthalten ist. Außerdem wird das Wasserdampfkondensat in einem neutralen oder alkalischen pH-Wert-Bereich gehalten aufgrund der Funktionen des neutralen Amins, das ebenfalls in dem Kondensat enthalten ist, wodurch die Korrosion des Rohrleitungs-Systems, durch welches das Kondensat fließt, verhindert wird.
Das heißt, die Chemikalie gemäß diesem Aspekt der Erfindung kann eine Korrosions-inhibierende Wirkung sowohl in bezug auf den Boiler-Hauptkörper als auch in bezug auf das Wasserdampf- und Kondensat-Rohrleitungs-System aufweisen.
Als heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe kann jede beliebige Verbindung verwendet werden, welche die oben genannten Funktionen und Wirkungen aufweisen kann. Vorzugsweise können z. B. N- Aminomorpholin, 1-Aminopyrrolidin, 1-Amino-4-methylpiperazin, 1,4- Diaminopiperazin, 1-Aminopiperidin, 1-Aminohomopiperidin, Morpholinobiguamid verwendet werden und ein wasserlösliches Salz der oben genannten heterocyclischen Verbindungen mit einer Carbonsäure, wie Bernsteinsäure, Gluconsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Glycolsäure, Milchsäure, Apfelsäure, Weinsäure oder Citronensäure, und einer Polycarbonsäure wie Polyacrylsäure, werden ebenfalls bevorzugt verwendet. Darüber hinaus können diese heterocyclischen Verbindungen und ihre Salze zweckmäßig einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Jede beliebige Verbindung, mit der das Boilerwasser nach der Behandlung und das Wasserdampfkondensat neutral oder alkalisch gemacht werden kann, kann als neutrales Amin, die andere wesentliche Komponente der Chemikalie, verwendet werden. Bevorzugt können beispielsweise verwendet werden Cyclohexylamin, 2-Amino-2-methyl-1-propanol, Monoethanolamin, Diethanolamin, Morpholin, Monoisopropanolamin, Diethylethanolamin, Dimethylpropanolamin; Dimethylethanolamin und Dimethylpropylamin. Diese können zweckmäßig einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Die Chemikalie gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung wird herstellt durch Mischen der heterocyclischen Verbindungen mit dem neutralen Amin, wie vorstehend angegeben.
Das Mischungsverhältnis derselben kann so festgelegt werden, dass es zweckmäßig der Konzentration des gelösten Sauerstoffs und den übrigen Wasser-Bedingungen im Speisewasser eines Boiler-Systems entspricht. Die heterocyclischen Verbindungen und das neutrale Amin werden jedoch normalerweise jeweils in einer Menge zwischen 0,001 und 1000 mg, vorzugsweise zwischen 0,01 und 300 mg, besonders bevorzugt zwischen 0,02 und 100 mg, bezogen auf 1 L Speisewasser, zugegeben.
Obgleich die wesentlichen Komponenten der Chemikalie gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung die heterocyclische Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppe und das neutrale Amin sind, können auch andere bekannte Sauerstoff-Entfernungsmittel oder Korrosionsinhibitoren wie Hydrazin, Natriumsulfit, Bernsteinsäure oder Gluconsäure oder außerdem ein bekanntes Dispergiermittel, ein Chelatbildner, Entzunderungs-Chemikalien oder eine Mischung einiger dieser Verbindungen ebenfalls zugegeben werden.
Die Chemikalie gemäß dem siebten Aspekt der Erfindung kann wirksam verwendet werden in Boiler-Systemen verschiedener Typen, beispielsweise in Niederdruck-, Mitteldruck- und Hochdruck-Boiler-Systemen, und sie ist keineswegs durch den Boilerdruck oder den Typ des Speisewassers beschränkt.

Beispiele 38 bis 44, Vergleichsbeispiele 9 bis 20

Nach dem Einführen von enthärtetem Atsugi-Stadt-Leitungswasser, das mit Luft-Sauerstoff bei 40ºC gesättigt worden war, in einen Versuchs-Elektroboiler mit einer Kapazität von 5 l wurde der Boiler zur Erzeugung von Wasserdampf unter den folgenden Bedingungen betrieben:
Temperatur: 183ºC, Druck: 1 MPa, Verdampfungsmenge: 12 L/h und Blow- Rate: 10%.
Der Wasserdampf wurde abgekühlt zur Herstellung von Kondensat. Das Kondensat wurde auf 50ºC abgekühlt und dann auf eine Kolonne aufgegeben. In der Kolonne und in dem oben genannten Versuchs-Elektroboiler wurden vorher Test-Coupons aus Stahl (SS400 gemäß Japanese Industrial Standard) mit jeweils einer Länge von 50 mm, einer Breite von 15 mm und einer Dicke von 1 mm angeordnet. Die Test-Coupons wurden 96 h lang in das genannte Kondensat eingetaucht.
Die Korrosionsmengen der jeweiligen Coupons wurden bestimmt, um die Korrosionsraten in dem Boilerwasser und in den Kondensat zu errechnen. Die erhaltenen Werte waren Indices, die den Grad der Korrosion der Coupons, verursacht durch das Boilerwasser ohne Chemikalien-Behandlung, repräsentieren. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 8 als Vergleichsbeispiel 9 angegeben.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Konzentration an Nitrationen und die Konzentration an Nitritionen in dem Boilerwasser nach dem Betrieb bestimmt wurde und die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle 8 angegeben.
Die in der Tabelle 7 angegebenen chemischen Komponenten wurden in dem oben genannten enthärteten Wasser in der Weise gelöst, dass die jeweils angegebenen Konzentrationen in dem enthärteten Wasser erhalten wurden, und dann wurden sie unter Verwendung einer fixierten Verdrängerpumpe dem Boiler zugeführt. Tabelle 7
Mit dem Kondensat des Wasserdampfs, der aus dem enthärteten Wasser hergestellt wurde, in dem die chemischen Komponenten gelöst worden waren, wurde der Korrosionstest unter den gleichen Bedingungen wie in dem oben genannten Vergleichsbeispiel 9 durchgeführt, um die Korrosionsrate der Testcoupons zu errechnen.
Außerdem wurden die Konzentration von Nitrationen und die Konzentration von Nitritionen in dem Boilerwasser nach dem Betrieb bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 8 angegeben. Tabelle 8
nicht nachg. = nicht nachgewiesen
Aus den Tabellen 7 und 8 gehen die folgenden Fakten hervor:
1) Die Chemikalien, die Hydroxyamin-Verbindungen umfassen (Vergleichsbeispiele 10 bis 17) sind nicht geeignet zur Verhinderung der Korrosion des Boilers, weil in dem Boilerwasser Nitrationen und Nitritionen gebildet werden.
2) Bei Verwendung der heterocyclischen Verbindung mit einer Nsubstituierten Aminogruppe wird nur die Eisen-Korrosionsrate in dem Boilerwasser herabgesetzt und es werden keine Nitrationen und Nitritionen in dem Boilerwasser gebildet. Da jedoch die Eisen-Korrosionsrate in dem Kondensat noch groß ist, so dass die Korrosion in dem Wasserdampf- und Kondensat- Rohrleitungs-System fortschreitet, ist die heterocyclische Verbindung nicht zweckmäßig.
3) Verglichen mit den oben genannten Beispielen werden bei Verwendung einer der Chemikalien der Beispiele keine Nitrationen und Nitritionen in dem Boilerwasser gebildet und die Eisen-Korrosion sowohl im Boilerwasser als auch im Kondensat wird signifikant verhindert.
Eine Boilerwasser-Behandlungs-Chemikalie gemäß einem achten Aspekt der Erfindung ist dadurch charakterisiert, dass sie eine heterocyclische Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppe oder ein Salz derselben und ein alkalisches Agens und/oder ein wasserlösliches Polymer umfasst.
Die heterocyclische Verbindung mit der N-substituierten Aminogruppe oder das Salz derselben weist die Merkmale auf, dass sie die desoxidierende Reaktion unter neutralen Bedingungen verlangsamt und eine stärkere desoxidierende Reaktion unter den alkalischen Bedingungen im Falle von Niedrigtemperatur- Wasser ergibt.
Daher wird unter Verwendung des alkalischen Agens die desoxidierende Wirkung der heterocyclischen Verbindung auch in dem Rohrleitungs-System für Niedrigtemperatur-Wasser verbessert. Als Folge davon ist die desoxidierende Wirkung in den Speisewasser-Leitungen weiter verbessert und die Eisenmenge, die in den Boiler gelangt, wird reduziert. Das aus dem Speisewasser stammende Eisen und das aus der Boiler-Kesseltrommel eluierte Eisen haften als Eisenoxid-Schlamm an einer Heizoberfläche. Der Eisenoxidschlamm stellt eine Sauerstoff-Konzentrationszelle oder dgl. dar und trägt so zur Korrosion bei. Durch die Zunahme der Korrosions-Verhinderungswirkung in der Speisewasser-Leitung kann eine solche sekundäre Korrosion vermindert werden.
Durch Verwendung des wasserlöslichen Polymers wird die Korrosion vermindert, die durch den Eisenoxidschlamm hervorgerufen wird, aufgrund seiner Schlammdispergier-Funktion, und außerdem kann die Zunderbildung (Scaling) auf der Heizoberfläche auch dann verhindert werden, wenn die Härte- Komponenten aus einer Enthärtungs- oder Ionenaustauscher-Vorrichtung auslaufen.
Da der pH-Wert des Wasserdampfkondensats durch Verwendung des neutralen Amins neutral oder alkalisch gehalten wird, wird die Korrosion der Rohrleitungen durch das Wasserdampfkondensat (d. h. der Wasserdampfdrainage- Rohrleitung) verhindert.
Als heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe, die gemäß dem achten Aspekt der Erfindung verwendet wird, werden vorzugsweise verwendet 1-Aminopyrrolidin, 1-Amino-4-methylpiperazin, 1-Aminopiperidin, 1- Aminohomopiperidin, 1,4-Diaminopiperazin, N-Aminomorpholin und Morpholinobiguanid. Als Salz davon wird vorzugsweise verwendet z. B. das wasserlösliche Salz der oben genannten heterocyclischen Verbindungen mit einer aliphatischen Carbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Gluconsäure, Glycolsäure, Milchsäure, Apfelsäure, Weinsäure oder Citronensäure, oder einer Polycarbonsäure wie Polyacrylsäure, das Salz derselben ist darauf jedoch nicht beschränkt. Diese heterocyclischen Verbindungen und ihre Salze können zweckmäßig einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Als wasserlösliches Polymer, das gemäß dem achten Aspekt der Erfindung verwendet wird, werden vorzugsweise Polyacrylsäure, Polymaleinsäure, Polymethacrylsäure, ein Copolymer von Acrylsäure und Acrylamid, ein Copolymer von Acrylsäure und Hydroxyallyloxypropansulfonsäure, ein Copolymer von Acrylsäure und 2-Acrylamid-2-methylpropansulfonsäure und ein Salz davon verwendet, die Erfindung ist darauf jedoch nicht beschränkt. Diese wasserlöslichen Polymeren können zweckmäßig einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Als neutrales Amin, das gemäß dem achten Aspekt der Erfindung verwendet wird, kann jede Verbindung verwendet werden, mit der das Boilerwasser und das Wasserdampfkondensat neutral oder alkalisch gemacht werden kann. Vorzugsweise werden verwendet z. B. Cyclohexylamin, 2-Amino-2-methyl-1- propanol, Monoethanolamin, Diethanolamin, Morpholin, Monoisopropanolamin, Dimethylethanolamin, Diethylethanolamin, Dimethylpropanolamin und Dimethylpropylamin. Diese können zweckmäßig einzeln oder in Kombination verwendet werden.
Obgleich die Boilerwasser-Behandlungs-Chemikalie gemäß dem achten Aspekt hergestellt werden kann durch Mischen der oben genannten heterocyclischen Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe oder des Salzes derselben mit einem alkalischen Agens und/oder einem wasserlöslichen Polymer und weiteres Zumischen des neutralen Amins, falls erforderlich, können diese auch getrennt injiziert werden.
Die Menge der Boilerwasser-Behandlungs-Chemikalie gemäß dem sechsten Aspekt der Erfindung kann so geändert werden, dass sie zweckmäßig der Konzentration des gelösten Sauerstoffs und den übrigen Wasser-Bedingungen im Speisewasser eines Boiler-Systems entspricht. Die heterocyclische Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppe oder ein Salz derselben, das alkalische Agens und/oder das wasserlösliche Polymer werden normalerweise jeweils in einer Menge zwischen 0,001 und 1000 mg, vorzugsweise zwischen 0,01 und 300 mg, besonders bevorzugt zwischen 0,02 und 100 mg, bezogen auf 1 L Speisewasser, zugegeben.
Insbesondere wird das alkalische Agens vorzugsweise in der Weise zugegeben, dass der pH-Wert zwischen 8 und 12 liegt, je nach Typ des Boilers.
Wenn das neutrale Amin zusammen mit der Boilerwasser-Behandlungs- Chemikalie verwendet wird, liegt die bevorzugte Menge des neutralen Amins zwischen 0,01 und 500 mg, insbesondere zwischen 0,1 und 100 mg, bezogen auf 1 Liter Speisewasser.
In der Boilerwasser-Behandlungs-Chemikalie gemäß dem achten Aspekt der Erfindung wird das Verhältnis zwischen der heterocyclischen Verbindung mit N- substituierter Aminogruppe oder dem Salz derselben und dem alkalischen Agens und/oder dem wasserlöslichen Polymer vorzugsweise wie nachstehend angegeben eingestellt (das Verhältnis bezieht sich auf das Gewicht):
(1) Wenn die heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe oder ein Salz derselben und das alkalische Agens gemeinsam verwendet werden, beträgt das Verhältnis heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe oder Salz derselben: alkalisches Agens = 1 : 0,01-20.
(2) Wenn die heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe oder ein Salz derselben und das wasserlösliche Polymer gemeinsam verwendet werden, beträgt das Verhältnis heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe oder Salz derselben: wasserlösliches Polymer = 1 : 0,01-20.
(3) Wenn die heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe oder ein Salz derselben und das alkalische Agens und das wasserlösliche Polymer gemeinsam verwendet werden, beträgt das Verhältnis: heterocyclische Verbindung mit Nsubstituierter Aminogruppe oder Salz derselben: alkalisches Agens: wasserlösliches Polymer = 1 : 0,01-20 : 0,01-20.
Darüber hinaus, beträgt dann, wenn das neutrale Amin zusammen damit verwendet wird, das bevorzugte Verhältnis: heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe oder Salz derselben: neutrales Amin = 1 : 0,01-20 (bezogen auf das Gewicht).
Obgleich die wesentlichen Komponenten der Boilerwasser-Behandlungs- Chemikalie gemäß dem achten Aspekt der Erfindung die heterocyclische Verbindung mit der N-substituierten Aminogruppe oder ihr Salz und das alkalische Agens und/oder das wasserlösliche Polymer und, falls erforderlich, das neutrale Amin sind, kann auch ein weiteres bekanntes Sauerstoff-Entfernungsmittel oder Korrosionsinhibitor, wie Hydrazin, Natriumsulfit, Saccharid, Bernsteinsäure, Gluconsäure, oder andere Amine als das oben genannte neutrale Amin oder außerdem ein bekanntes Dispergiermittel, ein Chelatbildner, Entzunderungs-Chemikalien oder eine Mischung einiger dieser Verbindungen zugegeben werden.
Die Boilerwasser-Behandlungs-Chemikalie gemäß dem achten Aspekt kann auf wirksame Weise verwendet werden in Boiler-Systemen verschiedener Typen, beispielsweise in Niederdruck-, Mitteldruck- und Hochdruck-Boiler- Systemen und sie ist überhaupt nicht beschränkt durch den Boilerdruck, den Boiler-Typ oder die Art des Speisewassers.
Nachstehend wird der achte Aspekt der Erfindung anhand einiger Beispiele und Vergleichsbeispiele näher beschrieben.

Beispiele 45 bis 49, Vergleichsbeispiel 21

Es wurden fünf Arten von Testflüssigkeiten hergestellt durch Zugabe von Natriumhydroxid als alkalisches Agens zu 1 l entionisiertem Wasser in der Weise, dass die jeweiligen pH-Werte 8,0, 9,0, 10,0, 11,0 und 12,0 betrugen. Diese wurden 1 h lang in einem Wasserbad mit konstanter Temperatur von 60ºC gerührt und mit Sauerstoff aus der Luft gesättigt. Die jeweiligen Konzentrationen des gelösten Sauerstoffs wurden unter Verwendung einer Messvorrichtung für gelösten Sauerstoff ("MOCA3600", hergestellt von der Firma Obisfair) bestimmt. Nach der Zugabe von 100 mg 1-Aminopyrrolidin (1-AP) als heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe und ausreichendem Rühren derselben wurden die resultierenden Lösungen in Furanflaschen mit einer Kapazität von 200 ml gegossen und die Furanflaschen wurden verschlossen ohne Hohlraum darin und dann in das Wasserbad mit konstanter Temperatur von 60ºC wieder eingeführt, um die Reaktion der Lösung zu bewirken. Nach 20 min wurden die Furanflaschen aus dem Wasserbad mit konstanter Temperatur herausgenommen und die Konzentrationen des gelösten Sauerstoffs in der Lösung wurden mittels der Messvorrichtung für gelösten Sauerstoff gemessen. Die Rest-Rate an gelöstem Sauerstoff in jeder Testflüssigkeit wurde errechnet aus dem Verhältnis zwischen der Konzentration des gelösten Sauerstoffs nach Zugabe von 1-Aminopyrrolidin und derjenigen vor Zugabe des Agens (Beispiele 45 bis 49). Diese Arbeitsgänge wurden schnell in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt.
Zum Vergleich wurde der Test mit einer Testflüssigkeit mit einem pH-Wert von 6,8 ohne Zugabe von Natriumhydroxid auf die gleiche Weise durchgeführt (Vergleichsbeispiel 21). Die Ergebnisse dieses Tests sind in der Tabelle 9 angegeben und in der Fig. 2 dargestellt.
Wie aus den Ergebnissen hervorgeht, wurde gefunden, dass durch Verwendung von 1-Aminopyrrolidin als heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe und des alkalischen Agens die desoxidierende Wirkung signifikant verbessert wird. Tabelle 9

Beispiele 50 bis 55, Verpleichsbeispiele 22, 23

Nach der Zugabe von 30 mg 1-Aminopyrrolidin als heterocyclische Verbindung mit N-substituierter Aminogruppe zu enthärtetem Atsugi-Stadt-Leitungswasser, das bei 40ºC mit Sauerstoff aus der Luft gesättigt worden war, wurde das resultierende Wasser in einen Versuchs-Elektroboiler mit einer Kapazität von 5 Litern eingeführt und der Boiler wurde betrieben zur Erzeugung von Wasserdampf unter den folgenden Bedingungen. Die Betriebszeit betrug 240 h. Die Bedingungen waren folgende:
Temperatur: 183ºC
Druck: 1 MPa,
Verdampfungsmenge: 11 l/h
Blow-Rate: 10% und
Eisenkonzentration in dem Speisewasser: 0,5 mg/L.
In der Speisewasser-Leitung, in der Kesseltrommel des Elektroboilers und in der Wasserdampf-Drainage-Leitung wurden Test-Coupons aus Stahl (SS400 gemäß Japanese Industrial Standard) angeordnet, die jeweils eine Länge von 50 mm, eine Breite von 15 mm und eine Dicke von 1 mm hatten. Die Korrosionsgrade der Test-Coupons wurden bestimmt, um die Korrosionsraten zu errechnen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 10 angegeben. Es wurde die Eisenmenge bestimmt, die in der Eisenoxid-Anreicherung (Menge des abgeschiedenen Eisens) auf dem in der Boiler-Kesseltrommel angeordneten Coupon enthalten war, und das Ergebnis ist in der Tabelle 10 angegeben (Vergleichsbeispiel 22).
Die in der Tabelle 10 angegebenen chemischen Komponenten wurden in enthärtetem Wasser, wie vorstehend angegeben, so gelöst, dass die jeweils angegebenen Konzentrationen in dem enthärteten Wasser, wie in der Tabelle 10 angegeben, erzielt wurden, und dann wurde sie unter Verwendung einer feststehenden Verdrängerpumpe in den Boiler eingeführt.
Mit den Kondensat des Wasserdampfs, der aus dem enthärteten Wasser gebildet wurde, in dem die chemischen Komponenten gelöst waren, wurde ein Korrosionstest durchgeführt unter den gleichen Bedingungen wie oben, um die Korrosionsrate der Test-Coupons und die Menge des abgeschiedenen Eisens zu bestimmen, und es wurden die in der Tabelle 10 angegebenen Ergebnisse erhalten (Beispiele 50 bis 55, Vergleichsbeispiel 23).
Wie aus der Tabelle 10 ersichtlich, wurde gefunden, dass eine verbesserte Korrosionsinhibierungswirkung und ein verbesserter Entzunderungs-Effekt erzielt werden können durch Verwendung von 1-Aminopyrrolidin und eines alkalischen Agens und/oder eines wasserlöslichen Polymers und durch zusätzliche Verwendung des neutralen Amins. Tabelle 10
* 1-AP: 1-Aminopyrrolidin
wasserlösliches Polymer: Copolymer von Acrylsäure und Hydroxyallyloxypropan-propansulfonsäure AMP: 2-Amino-2-methyl-1-propanol
Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, kann mit jedem der Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. -Scavenger gemäß den ersten bis fünften Aspekten der vorliegenden Erfindung in Wasser gelöster Sauerstoff wirksam entfernt werden. Wenn diese als Sauerstoff-Entfernungsmittel für Speisewasser eines Boilers verwendet werden, kann mit jedem derselben die Korrosion eines Boiler-Hauptkörpers und der Wasserdampf- und Kondensat-Rohrleitungen, die durch gelösten Sauerstoff verursacht wird, verhindert werden. Daher weist jedes Sauerstoff-Entfernungsmittel bzw. -Scavenger eine sehr hohe industrielle Nützlichkeit auf.
Außerdem betrifft die Erfindung gemäß dem fünften Aspekt ein Sauerstoff- Entfernungsmittel, das die Entwicklung von Nebenprodukten in dem Boiler verhindert, so dass die Reinheit des Wasserdampfs nicht beeinflusst wird. Der sechste Aspekt der Erfindung stellt ein Sauerstoff-Entfernungsmittel dar, das eine verbesserte desoxidierende Wirkung in den Speisewasser-Leitungen für Niedertemperatur-Wasser aufweist und in bezug auf die Korrosionsinhibierung eines Speisewasser-Rohrleitungs-Systems einem konventionellen Sauerstoff- Entfernungsmittel deutlich überlegen ist.
Die Chemikalie zur Behandlung von Boilerwasser gemäß dem siebten Aspekt weist eine ausgezeichnete korrosionsinhibierende Wirkung auf einen Boiler- Hauptkörper und auf die Wasserdampf und Kondensat-Leitungen auf, obgleich die Chemikalie ein 1-Komponenten-Agens ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die heterocyclischen Verbindungen mit einer N-substituierten Aminogruppe und das neutrale Amin in der Chemikalie enthalten sind.
Der achte Aspekt der Erfindung ist eine Boilerwasser-Behandlungs-Chemikalie, die sowohl eine ausgezeichnete Korrosionsinhibierungs-Wirkung als auch eine ausgezeichnete Zunderentfernungs-Wirkung aufweist, obgleich die Chemikalie ein 1-Komponenten-Agens ist.

Claims

1. Verwendung einer heterocyclischen Verbindung mit einer N-N-Bindung in einem Ring derselben als Mittel zur Entfernung von Sauerstoff aus Boiler- Wasser, wobei die Verbindung ausgewählt wird aus:

1,3-Dimethyl-5-pyrazolon;

Urazol:

6-Azauracil;

3-Methyl-5-pyrazolon;

und 3-Methyl-5-pyrazolin-5-on:

2. Verwendung einer heterocyclischen Verbindung mit einer N-substituierten Aminogruppe oder eines wasserlöslichen Salzes derselben als Mittel zur Entfernung von Sauerstoff aus Boiler-Wasser, wobei die Verbindung ausgewählt wird aus:

N-Aminomorpholin

1-Amino-4-methylpiperazin

N-Aminohomopiperidin

1-Aminopyrrolidin

und 1-Aminopiperidin

3. Verwendung einer Verbindung als ein Sauerstoffentfernungsmittel, wobei das Entfernungsmittel besteht aus einer heterocyclischen Verbindung der folgenden Formel:

worin a, b ganze Zahlen zwischen 0 und 5 sind, die der Beziehung "2 ≤ a + b ≤ 5" genügen.

4. Verwendung nach Anspruch 3, wobei es sich bei der Verbindung handelt um 2,3-Diarriinopyridin

5. Verwendung nach Anspruch 3, wobei es sich bei der Verbindung handelt um 2-Amino-3-hydroxypyridin

6. Verwendung eines Sauerstoffentfernungsmittels, wobei das Entfernungsmittel besteht aus einer heterocyclischen Verbindung der folgenden Formel

worin bedeuten:

R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4;, die gleich oder voneinander verschieden sein können, jeweils einen Vertreter aus der Gruppe Wasserstoff, niedere Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und Arylgruppe mit ebenfalls 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und X einen Vertreter aus der Gruppe Wasserstoff, Aminogruppe, Alkylgruppe oder Dialkylaminogruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen und niedere Alkylgruppe oder Arylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen.

7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei es sich bei der genannten Verbindung handelt um 5-Aminouracil

8. Verwendung nach Anspruch 6, wobei es sich bei der genannten Verbindung handelt um 5,6-Diamino-1,3-dimethyluracil

9. Verwendung eines Sauerstoffentfernungsmittels, wobei das Entfernungsmittel aus Azodicarbonamid besteht.