Органические ингибиторы благодаря возможностям направленного синтеза могут обладать многофункциональными свойствами: обеспечивать высокий защитный эффект в отношении различных металлов и сплавов, способствовать снижению солеотложения и биообрастания, оказывать моющее действие.
Известно множество органических веществ и их композиций, которые могут быть применены в качестве ингибиторов коррозии в системах оборотного водоснабжения [9, 79]. Ведущее место занимают азотсодержащие, в качестве которых используются полиакриламиды, этил- или диметиламмоний фосфаты, этилендиаминтетраацегат натрия, его композиции с фенолами и трех замещенным фосфатом натрии, производные мочевины и другие соединения.
К азотсодержащим относятся также выпускаемые в РФ в промышленном и опытно-промышленном масштабе разработанные БашНИИНП ингибиторы ИКБ-4 «В», ИКБ-8, ИКБ-6-2 «3» [4, 80]. Они являются высокомолекулярными катионоактивными ПАВ.
ИКБ-4 «В» и ИКБ-8 применяются в нейтральных водных средах, содержащих растворенные соли и кислород, ИКБ-6-2 «З» — в водных средах, содержащих растворенные соли и агрессивные газы, такие как диоксид углерода, кислород и сероводород.
Ингибиторы этого типа обладают моющим действием, защитный эффект составляет 70—90%, биообрастания снижаются в 2—3 раза. При обработке оборотной воды НПЗ ингибитором ИКБ-4 «В» достигается хороший стабилизационный эффект, коэффициент концентрирования по карбонатной жесткости может достигать 2.
Для вновь вводимых водоблоков и для чистых систем с целью быстрого создания защитной пленки первоначально ингибитор следует вводить в оборотную воду в течение 2,5— 3 ч ударной дозой 200 г/м3 воды. После обработки всей оборотной воды ударной дозой в дальнейшем ингибитор подается только в расчете на подпитку. При этом содержание ингибитора в оборотной воде должно быть на уровне 70—100 мг/л. После стабилизации системы, при получении удовлетворительных результатов, концентрация ингибитора может быть снижена до 50 мг/л. В загрязненных оборотных системах ударная дозировка ингибитора не применяется. Подачу ингибитора следует начинать с низких концентраций — 20—30 мг/л и постепенно увеличивать до 100 мг/л. При повышенной дозировке ингибитора большое количество грязи, вымываемой из системы, может привести к забиванию тех теплообменных аппаратов, в которых скорость потока воды незначительна или вода подается в межтрубное пространство.
При применении ингибиторов типа ИКБ в системах оборотного водоснабжения в первый период (от 1 до 3 мес) отмечается резкое повышение содержания в воде взвешенных веществ, что вызвано моющим эффектом. Постепенно за счет продувки и выпадения осадков в нефтеотделителях и чашах градирен вода осветляется. Фильтрование позволяет значительно сократить загрязнение оборотной воды взвешенными веществами. Хлорирование воды, обрабатываемой ингибитором ИКБ, производится в полном объеме, ежедневно, 4 раза в сутки по 1 часу.
Ингибитор ИКБ-4 «В» имеет высокую температуру застывания (50 °С), поэтому для приготовления рабочих растворов необходимо предварительно разогреть товарную пасту до температуры выше температуры его плавления, но не выше 90 РС, так как возможно вспенивание и выброс из тары. Ингибиторы ИКБ-6-2 «3» и ИКБ-8 требуют дополнительного разогрева, если температура окружающей среды ниже —20 °С.
Привлекают внимание азотсодержащие ингибиторы И-30Д, КПИ-5, КПИ-5/1. Ингибитор И-30Д рекомендуется для слабоминерализованных сред, содержащих сероводород, диоксид углерода, кислород. Он легко эмульгируется в воде, температура застывания —30 °С. Защитное действие этого ингибитора при температуре 40 °С и концентрации 200—500 мг/л в растворе хлорида натрия, содержащем 600—700 мг/л сероводорода, составляет 81—92%. Ингибиторы КПИ-5, КПИ-5/1 пригодны для использования в нейтральных средах. Добавление их к дистиллированной воде в количестве 0,43—0,9 г/л позволяет полностью приостановить коррозию стали при температуре 25—100 °С. Ингибиторы серии КПИ обладают эффектом длительного последействия и могут применяться для замкнутых систем водооборота [79]. Для защиты черных металлов в водных средах, содержащих нефтепродукты, рекомендуются арилстеариловые амины, смеси дикарбоновых С21-кислот с их моно- и диалканоламидными производными и другими соединениями в концентрации 25—100 мг/л.
Для защиты сталей, латуней, меди, алюминия в пресной, оборотной и морской воде предложены карбоксилированные бензотриазолы, включающие соли металлов и алкильные эфиры этих соединений [81—84]. В водоциркуляционных системах могут использоваться композиции и производные фосфоновых кислот [85—87]. Высокими защитными свойствами по отношению к различным металлам и сплавам обладают продукты реакции имидазола или алкилимидазола с производными сарко- зина [88, 89], производные тиоциануровой кислоты [90], натриевая соль изоциануровой кислоты [91], аддукт этиленоксида с амидом [92], смесь, состоящая из неорганических боратов, нитрита натрия, бензотриазола, арилкарбоксилата натрия, фенилантранилата натрия [93) и другие.
В опытном и опытно-промышленном масштабах в нашей стране выпускают ряд органических ингибиторов для водных сред, в том числе ИК-40, ИКН-4ВМ, ИКАР-1, И-4Д и некоторые другие. Они рекомендуются для защиты от коррозии оборудования нефте- и газопромыслов, вызываемой пластовыми водами.
Имеются данные [94] по применению в системах оборотного водоснабжения, работающих на морской воде, ингибиторов коррозии и биообрастаний ОП-87, АНП-2, И-1-В, АБФ-3, АБФИ-1, АБФИ-2, АБФИ-3. Максимальный эффект составляет 95—96 % при одновременном снижении скорости накипеобразования и биообрастания при использовании ингибиторов серии АБФ и АБФИ.
В целом, из большого ассортимента ингибиторов в промышленных условиях применение нашли немногие. Это обусловлено рядом факторов, в том числе необходимостью уточнения в конкретных условиях концентраций ингибиторов, ограниченностью объемов их выпуска, а также разнообразием материального оформления защищаемого оборудования. Широкому их внедрению препятствует также наличие на предприятиях оборотных систем со значительным расходом продувочных вод, где применение ингибиторов по экономическим соображениям нецелесообразно.