Inhibidores de la corrosión a base de tungstato.

Método para inhibir la corrosión de una superficie de metal ferroso expuesta a una disolución de fertilizantenitrogenado,

que comprende la etapa de añadir una cantidad eficaz de tungstato a dicha disolución defertilizante nitrogenado; añadir opcionalmente una cantidad eficaz de estabilizador de hierro; añadiropcionalmente una cantidad eficaz de ortofosfato; añadir opcionalmente una cantidad eficaz de fosfonito.

Inhibidores de la corrosión a base de tungstato Campo de la invención Esta invención se refiere a un inhibidor de la corrosión a base de tungstato para disoluciones de fertilizantes nitrogenados, y más particularmente a la inhibición de la corrosión mediante disoluciones de nitrato de amonio y urea.

Antecedentes de la invención Las disoluciones nitrogenadas representan una clase importante de fertilizantes. Una disolución de fertilizante nitrogenado popular comercialmente está compuesta por nitrato de amonio y urea, denominado a menudo UAN (urea and ammonium nitrate, urea y nitrato de amonio) . No es necesario mantener el UAN a presión, y puede aplicarse directamente para fines agrícolas.

La producción de disoluciones de UAN es sencilla, comprendiendo la combinación de una disolución de urea, una disolución de nitrato de amonio y cualquier cantidad adicional de agua en un tanque de mezclado, en un procedimiento o bien discontinuo o bien continuo. A veces, también se añade amoniaco para ajustar el pH. Las mezclas de nitrato de amonio y urea tienen una solubilidad mucho mayor en comparación con la de cualquier material solo. El UAN se fabrica normalmente con el 20% en peso de agua y (el 32% de contenido de nitrógeno total) , pero para su aplicación en el campo se diluye con agua hasta el 28% de contenido de nitrógeno total. Los aspectos económicos de tales disoluciones son relativamente atractivos en comparación con los sólidos porque se disminuye la evaporación y no son necesarios granulación, secado ni acondicionamiento.

Un problema que ha persistido en la producción, el almacenamiento, el transporte y el uso de UAN ha sido que el líquido de UAN es corrosivo para el acero al carbono. Sin una inhibición de la corrosión adecuada, las disoluciones de UAN en sistemas de tuberías o tanques ferrosos pueden llegar a colorearse en el plazo de unos días, habitualmente de color naranja o rojizo indicando corrosión de hierro. Este problema en disoluciones de UAN y de nitrato de amonio (AN) ha sido el objeto de varios estudios de corrosión notificados a lo largo de los últimos 50 años. (Vreeland et al., 1956; Novak et al., 1984; y Cahoon, 2002) . Se ha encontrado que el comportamiento de las disoluciones de UAN y de disoluciones de AN era similar en estos estudios. Sin embargo, los inhibidores reales sometidos a ensayo se enumeran a menudo como “compuestos patentados”, y por tanto los estudios son de valor limitado. También se ha notificado el efecto corrosivo de AN y UAN sobre diversas metalurgias. (Zavoronkova et al., 1989) .

Sin embargo, la corrosión real de equipo de campo, por ejemplo tanques de almacenamiento, puede ser sustancialmente más complicada de lo que pueden indicar estudios electroquímicos de laboratorio. En particular, el lodo que se acumula en sitios bajos en el suelo del tanque, tal como la soldadura de arista que une las paredes del tanque al suelo o a lo largo de la placa inferior de una soldadura a solapa, parece ser importante en la contribución a la corrosión por picadura que se observa a menudo en estas zonas. El lodo puede estar formado por partículas de producto de corrosión (herrumbre) que se desprenden de las paredes del tanque hasta el fondo del recipiente de almacenamiento de UAN, creándose estos depósitos de lodo en el fondo del recipiente con el tiempo. Por tanto, es particularmente útil que un inhibidor de la corrosión pueda reducir la generación de materia particulada asociada con cantidades incluso pequeñas de corrosión en recipientes de transporte y almacenamiento de UAN (por ejemplo, vagones de ferrocarril) .

En el pasado, se han usado varios tipos generales de inhibidores de la corrosión en disoluciones de nitrato de amonio y urea. Al principio se emplearon altos niveles (cientos o miles de mg/kg) de sales de fosfato o polifosfato en la industria. Este enfoque cayó en desuso eventualmente debido a la producción de precipitados de los fosfatos con otros constituyentes iónicos tales como hierro, calcio, magnesio, etc. Estos precipitados conducen a depósitos desfavorables en el fondo de los recipientes de almacenamiento (tal como se indicó anteriormente) así como la obstrucción de dispositivos de aplicación de pulverización.

Diversos tipos de inhibidores de la formación de película (también conocidos como “agentes formadores de película”) , en particular ésteres fosfatados y similares, fueron la siguiente generación de tecnología de tratamiento (Hallander et al., 2002) . Se han empleado muchos tipos diferentes de agentes formadores de película, pero estos agentes formadores de película tienen normalmente tres desventajas. En primer lugar, debido a su naturaleza de tensioactivo, pueden contribuir a la formación de espuma no deseada durante la carga/descarga del UAN. En segundo lugar, el carácter hidrófobo del extremo no cargado de la molécula puede conducir a una absorción preferente en capas de aceite flotantes que se encuentran a menudo en la parte superior de UAN en almacenamiento. Estas capas de aceite se forman con el tiempo debido a pequeñas fugas de aceite desde los compresores usados en la fabricación de materiales de partida de UAN. En tercer lugar, los agentes formadores de película pueden tener dificultades al penetrar en capas de lodo existentes para inhibir la corrosión bajo depósito en un fondo de tanque.

La siguiente generación de inhibidores se basó en molibdato (Cunningham et al., 1994) , que pasiva la superficie de

metal que se corroe formando un complejo de superficie con hierro (Hartwick et al., 1991) . En aplicaciones reales, el molibdato tiene la ventaja de que parece proporcionar una buena penetración de las capas de lodo existentes para inhibir la corrosión bajo depósito en fondos de tanques. El molibdato tiene la ventaja adicional de que es un micronutriente de plantas. Sin embargo, el coste de este tipo de tratamiento es inaceptable actualmente debido al aumento brusco de los costes del molibdato a lo largo de los últimos 2 años.

Sumario de la invención Se ha encontrado que una cantidad traza de un tungstato puede inhibir de manera eficaz la corrosión por una disolución de fertilizante nitrogenado de superficies de metal ferroso en contacto con esta disolución durante su almacenamiento, transporte u otro procesamiento de esta disolución de fertilizante. Las disoluciones de fertilizantes nitrogenados que contienen una cantidad eficaz del tungstato para la inhibición de la corrosión no forman espuma y pueden prepararse esencialmente libres de precipitados.

Por consiguiente, en un aspecto la presente invención proporciona un método para inhibir la corrosión de superficies de metal ferroso expuestas a disoluciones de fertilizantes nitrogenados añadiendo una cantidad eficaz de tungstato a la disolución de fertilizante nitrogenado. El método incluye en general las etapas de combinar un inhibidor de la corrosión con una disolución de fertilizante que contiene urea, nitrato de amonio, una cantidad minoritaria de agua y una cantidad eficaz de tungstato, y poner en contacto las superficies de metal con la combinación resultante.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un método para inhibir la corrosión de un metal ferroso expuesto a una disolución de fertilizante nitrogenado añadiendo cantidades eficaces de tungstato más un estabilizador de hierro para mantener solubles los iones ferrosos e impedir de ese modo la formación de óxido de hierro particulado. El estabilizador de hierro es un polímero dispersante. Los polímeros dispersantes adecuados incluyen polímeros que contienen uno o más de los siguientes monómeros: ácido acrílico; acrilamida; t-butil-acrilamida; ácido metacrílico; ácido itacónico; anhídrido maleico; ácido 2-acrilamida-2-metilpropanosulfónico; sulfonato de estireno; sulfonato de vinilo; alil glicidil éter; éter de sulfonato de alilhidroxipropilo; alil éter de polietilenglicol; sulfonato de alilo. En una realización preferida, el polímero dispersante es un homopolímero de ácido acrílico; un terpolímero de ácido acrílico/acrilamida/ácido acrilamidometanosulfónico; o un copolímero de ácido acrílico/ácido 2-acrilamida-2metilpropanosulfónico. En la realización más preferida, el polímero dispersante es un copolímero de acrilamida/ácido acrílico de razón 3:1.

En otro aspecto, la presente invención proporciona un método para inhibir la corrosión de un metal ferroso expuesto a una disolución de fertilizante nitrogenado añadiendo cantidades eficaces de tungstato, ortofosfato y un estabilizador de hierro a dicha disolución de fertilizante. El estabilizador de hierro es un polímero dispersante. Los polímeros dispersantes adecuados incluyen polímeros que contienen uno o más de los siguientes... [Seguir leyendo]

1. Método para inhibir la corrosión de una superficie de metal ferroso expuesta a una disolución de fertilizante nitrogenado, que comprende la etapa de añadir una cantidad eficaz de tungstato a dicha disolución de fertilizante nitrogenado; añadir opcionalmente una cantidad eficaz de estabilizador de hierro; añadir opcionalmente una cantidad eficaz de ortofosfato; añadir opcionalmente una cantidad eficaz de fosfonito.

2. Método según la reivindicación 1, en el que dicha disolución de fertilizante nitrogenado es una disolución de nitrato de amonio y urea.

3. Método según la reivindicación 1, en el que dicho tungstato es un tungstato de metal alcalino.

4. Método según la reivindicación 1, en el que dicho tungstato se selecciona del grupo que consiste en tungstato de sodio, tungstato de potasio y tungstato de litio.

5. Método según la reivindicación 1, en el que dicho estabilizador de hierro es un polímero dispersante.

6. Método según la reivindicación 5, el que dicho polímero dispersante es un homopolímero de ácido acrílico; un terpolímero de ácido acrílico/acrilamida/ácido acrilamido metano sulfónico.

7. Método según la reivindicación 5, el que dicho polímero dispersante incluye uno o más monómeros seleccionados del grupo que consiste en: ácido acrílico; acrilamida; t-butil-acrilamida; ácido metacrílico; ácido itacónico; anhídrido maleico; ácido 2-acrilamida-2-metilpropano sulfónico; sulfonato de estireno; sulfonato de vinilo; alil glicidil éter; éter de sulfonato de alilhidroxipropilo; alil éter de polietilenglicol; sulfonato de alilo.

8. Método según la reivindicación 5, el que dicho polímero dispersante es un copolímero de razón 3:1 de acrilamida con respecto a ácido acrílico.

9. Método según la reivindicación 1, que comprende añadir una cantidad eficaz de dicho compuesto estabilizador de hierro a dicha disolución de fertilizante nitrogenado.

10. Método según la reivindicación 1, que comprende la etapa de añadir una cantidad eficaz de dicho estabilizador de hierro y dicho ortofosfato a dicha disolución de fertilizante nitrogenado.

11. Método según la reivindicación 1, que comprende la etapa de añadir una cantidad eficaz de dicho estabilizador de hierro, dicho ortofosfato y dicho fosfonito a dicha disolución de fertilizante nitrogenado.

12. Método según la reivindicación 1, en el que el tungstato se añade al estabilizador de nitrógeno de manera discontinua o continua.

13. Método según la reivindicación 1, en el que el tungstato se añade en una cantidad de desde 5 ppm hasta 50 ppm.

14. Método según la reivindicación 1, en el que el tungstato es un polvo o sólido granulado.

15. Método según la reivindicación 1, en el que el tungstato es una disolución acuosa de tungstato de sodio a desde el 5 hasta el 38 por ciento en peso.