[发明专利]减少金属腐蚀的方法

说明书

发明背景

技术领域

本发明涉及可用于减少金属腐蚀的添加剂及其使用方法。本发明尤其涉及可用于在具有碱性pH的系统中减少金属腐蚀的添加剂及其使用方法。

技术背景

提供以下讨论仅用于帮助读者的理解，并不构成对所讨论的任何信息或所引用的任何参考文献构成本发明现有技术的认可。

CO₂是一种被认为有助于被称为全球变暖的现象的温室气体。在2005年，有250亿吨的人类产生的CO₂被排放到大气中，其中大约三分之一来自用于发电的煤炭燃烧。对于使用化石燃料的领域而言，捕获和封存CO₂将是所期望的。

随后发现，燃煤电厂代表了开始减排策略的合理地位，因为它们是主要的排放源。一些策略包括但不限于在地质地层中或在油气枯竭的位置进行的地下储存、生物固定CO₂至植物物质中和进行化学转化将其转化为水溶性或水不溶性的无机碳酸盐。掩埋CO₂的策略通常被称为二氧化碳封存。然而，将CO₂转化为可用于工业应用诸如建筑材料的无机碳酸盐可被称为二氧化碳转化，因为二氧化碳被再利用用于其它人为目的。

至少一些已知的碳分离技术着手于煤炭(和/或天然气)系统中的不同点。例如，从燃烧烟道气分离CO₂的碳分离技术通常已知为后燃碳分离技术。已知的后燃碳分离技术包括诸如但不限于以下方法：物理吸收、深冷分离、固体吸附剂分离、化学回路燃烧、化学吸收、和/或膜分离。

一些已知的化学吸收方法试图通过CO₂与分离溶剂的放热反应将CO₂从其它燃烧气体中去除，所述分离溶剂例如基于碳酸钾、氢氧化钠和胺的溶剂。已知的基于胺的液体可以包括链烷醇胺，例如二乙醇胺、三乙醇胺、活化的甲基二乙醇胺、和单乙醇胺(MEA)。还已知的是使用氨基酸。在已知的化学吸收工艺过程中，例如烟道气和基于胺的液体诸如MEA在吸收器(洗涤器)中逆流流动。烟道气可以在接近底端处进入洗涤器，向上流动，并在接近相对的顶端处排出。液体可以在接近顶端处进入洗涤器，向下流动，并在接近底端处排出。

发明概述

在一个方面，本发明是减轻或预防金属腐蚀的方法，所述方法包括向系统中加入添加剂，其中：

所述系统处于碱性pH下；

所述系统既存在有O₂又存在有CO₂；或

所述系统处于碱性pH下且既存在有O₂又存在有CO₂；且

所述添加剂选自由芳族季铵、烷基取代的芳族季铵以及它们的组合组成的组。

在另一个方面，本发明是减轻或预防金属腐蚀的方法，所述方法包括向系统中加入添加剂，其中：

所述系统处于碱性pH下；

所述系统包括氨或胺；

所述系统既存在有O₂又存在有CO₂；或

所述系统处于碱性pH下且既存在有O₂又存在有CO₂；且

所述添加剂选自由芳族季铵、烷基取代的芳族季铵、以及它们的组合组成的组。

在又一个方面，本发明是用于捕获和封存由化石燃料的燃烧所产生的CO₂的方法，其中利用一个系统来输送或保留燃烧气体，且所述燃烧气体包括O₂和CO₂和/或所述系统具有pH为8或更高的液体，改进之处包括使用腐蚀抑制剂，所述腐蚀抑制剂包括选自以下组的组分：芳族季铵、烷基取代的芳族季铵以及它们的组合。

发明详述

在本发明的一个实施方案的实践中，将添加剂引入到系统中。出于本申请的目的，系统是一个设备、管道或管线的一段、或包括金属和腐蚀性水溶液的任何其它构造。在一些实施方案中，所述系统是用于从燃烧气体中分离CO₂的装置或设备。例如，在一个实施方案中，本申请所述的系统可以是作为“CO₂捕获单元”的一部分的CO₂分离单元。这种捕获单元可以任何形式的CO₂捕获工艺来使用，包括但不限于地下储存、生物固定、和化学转化工艺。