Способ предотвращения сульфатной и фосфатной накипи

Способ предотвращения сульфатной и фосфатной накипи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ СУЛЬФАТНОЙ И ФОСФАТНОЙ НАКИПИ путем использования в качестве ингибиторов аминодифосфоновых кислот, отличающийся тем, что, с целью увеличения продолжительности воздействия, в качестве ингибитора используют об -амино- -фенилэтил- Л,об-дифосфоновые кислоты обгде R и Rg И , ОКСИ-, метоксигруппы . 2. Способ по п. 1, отли (Л чающийся тем, что ингибитор вводят в количестве 5-10 мг/л.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4 (51) ГОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. P{o) {ои), (Н2

P{())(()8) (21) 3386305/23-26 (22) 01.02.82 (46) 15.01.85. Бюл. Ф 2 (72) И.М. Григорович, E.À. Юдина, Т.А. Бандурина, В.Н, Конюхов, О.А. Анисимова, И.И. Калиниченко и А.Ф. Белоконова (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.М. Кирова и Ордена

Ленина Свердловское районное энергетическое управление Свердловэнерго" (53) 621 187.11:620.191.75(088.8) (56) 1. Патент США У 3502587, кл. 252-180, 1970.

2. Заявка Франции Р 2431999, кл. С 02 F 5/04, 1980 (прототип)...SU„„1134553 A (54) (57) 1. СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

СУЛЬФАТНОЙ И ФОСФАТНОЙ НАКИПИ путем использования в качестве ингибиторов аминодифосфоновых кислот, отличающийся тем, что, с целью увеличения продолжительности воздействия, в качестве ингибитора используют Х -амино- Р --фенилэтил- Ф, C -дифосфоновые кислоты общей формулы где R1 и К вЂ” Н, окси-, метоксигруп пы.

2. Способ по н. 1, о т л ич а ю шийся тем, что ингибитор вводят в количестве 5-10 мг/л.

1 11

Изобретение относится к обработке воды, содержащей растворенные неорганические соли, которые осаждаются на поверхностях теплообмена, и может быть использовано в водоподготовке для промышленного водоснабжения.

Известен способ предотвращения осаждения накипеобразующих солей из водных растворов в системах водоснабжения путем введения .в эти растворы органических комплексообразователей, например фосфорорганическнх соединений — для предотвращения образования отложений солей сульфата и карбоната кальция в нефтепромысловом оборудовании (f), обладающих ингибирующей способностью по отношению к образованию отложений сульфата кальция от 60 до

90Х и температурой применения не выше 750С.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ предотвращения сульфатной и фосфатной накипи путем использования в качестве ингибиторов аминодифосфоновых кислот P2).

Однако этот способ характеризует- ся недостаточной продолжительностью воздействия ингибитора до 45 ч, Целью изобретения является увеличение продолжительности воздействия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу предотвращения сульфатной и фосфатной накипи путем использования в качестве ингибиторов аминодифосфоновых кислот, в качестве ингибитора используют

К -амино- Р --фенилэтил- k, Ы-дифосфоновые кислоты, имеющие общую форму" лу

Р(о)(он), Еу ) СН;

ы х (о)(ой, где К и К вЂ” Н, окси-, метоксигруппы»

Предпочтительно ингибитор вводят в количестве 5-10 мг/л.

Предлагаемые соединения отлича,ются от представленных в прототипе ,тем, что замещение происходит не sa счет атомов водорода в аминогруппе, а присоединением к атому углерода через метиленовый мостик фенилового радикала, а котором в свою оче34553 2

1О

55 редь могут происходить замещения в 4,5 положении на окси-, метоксигруппы.

Предлагаемые соединения, хотя и являются органическими кислотами, н6 не проявляют агрессивности по отношению к материалу, изготовленному из низкоуглеродистых сталей и латуней.

Ингибирующую способность указанных соединений определяют при нагревании и выпаривании части раствора, содержащего в качестве накипеобразующих компонентов следующие соединения: насыщенный раствор сульфата кальция (твердая фаза в виде гипса и и полугидрата сульфата кальция} с содержанием Са. 20-25 мг-экв/л, насыщенный раствор фосфата кальция (твердая фаза в виде фосфорита) с содержанием Са 0Ä36 мг-экв/л. Ин + гибирующее действие Ж -амино-Р -фенилэтил- g g -дифосфоновых кислот определяют на лабораторном выпарном аппарате, представляющем. собой

4-местную водяную баню, снабженную специальной системой терморегулирования, в которую помещают стаканы объемом 800 или 1000 мл. При нагревании и упаривании части раствора концентрация накипеобразующих соединений превышает их предельную растворимость и они должны оседать в виде плотной накипи на дно и стенки стакана. В случае, если введены ингибирующие добавки, гочка насьпцения раствора повьппается и за счет нару- шения процесса кристаллообразэвания осаждение солей накипи прсисходит значительно медленнее. Контроль за процессом осаждения проводят по содержанию ионов кальция в растворе, которое определяют трилонометрически. Упаривание проводят при 55 ?О и 100 С, до степени концентрации

q = 2,5 и 10 (степень концентрирования g — отношение объема исходно- го раствора к объему упаренного раствора).

H p и м е р 1. 6 стаканы объемом 1000 мл наливают насыщенный раствор сульфата кальция, приготовленный при 25 С насьппением в течеО ние 1 сут., с последующей фильтрацией нерастворившегося осадка непосредственно перед опытом.

В три стакана вносят по 5 мг веществ, имеющих следующие формулы:

Э 11 р(,-амино- P -фенилэтил- и, к -дифосфоновая,кислота

Р(о)(он), / X СНГСГ (1) н т (о)(он4

М -амино- Р-4,5-(дигидроксифенил), этил-о(,,ц(-дифосфоновая кислота но г(о)(он),,,,но он;0 (tt)

ma+ г(о)(он), М -амино-/3 -4,5-(диметоксифенил)этил-c(,, К -дифосфоиовая кислота

Н>С-О Р О ОН1, Г !

Нф-О 2 (111)

Р(о (0н), Затем все три стакана» в которые внесены ингибирующие добавки, помещают в разогретую и термостатирован ную баню при 100 С н начинают процесс упаривания, который проводят в течение 12 ч. При этом через каждый час отбирают пробы раствора и в них после предварительного охлаждения и фильтрации определяют

4 остаточное содержание мг-экв Са

По результатам этого опыта проводят сравнение ингибирующей способности, предлагаемых соединений с контрольным опытом, где процентное содержание Са в растворе при двухкратнои и пятикратном упаривании было соответственно 72»0 и 28,5 от началь ной концентрации.

Полученные результаты представлены в табл. 1.

Соединения формул (1), (II)» (EII) обладают высокой ингибирующей способностью по отношению к раствору, содержащему в качестве основного накипеобразующего компонента сульфат кальция.

П р и и е р 2. Опыт проводят точно в таких же условиях, как в примере 1. В стаканы обьемом

1000 мл наливают насыщенный раствор фосфата кальция, приготовленный насыщением в течение суток и последующей фильтрацией нерастворнвшегося осадка, с содержание Са

0,36 мг-экв/л, затеи в эти же стаканы помещают по 10 мг соединений формулы (I), (II), (III). Содержа34553 4

И ние ионов кальция в растворе при двух- пяти- и десятикратном испарении соответстзенно 10,5, 6,0, 1,0Х от их начальной концентрации.

Полученные результаты представлены в табл. 2.

Предлагаемые соединения обладают высокой ингибирующей способностью и для растворов» содержащих в качестве основного накипеобразуюп,его компонента фосфат кальция.

Пример 3. Испытания на термическую устойчивость предлагаемых соединений проводят следующим образом. Вещества формулы (I), (ТТ), (IEI) вносят в пересын енный раствор сульфата кальция, содержащий

35 мг-экв/л Са2 » в количестве 5 мг и выдерживают при 100 С в течение двух недель» в системе, снабженной терморегулятором и обратным водяным холодильником. Нагревание проводят 10 ч, затем перерыв на 16 ч, затем снова нагрев и так до тех пор, пока суммарное время нагрева не составит 100 ч, причем общее время испытания составит 288 ч.

При этом в конце опыта изменение объема от 0,5 до 1,0Х. Содержание ионов кальция в растворе до и после окончания опыта одинаковое для соединений формулы (ТХ и (III), для соединения (1), содержание ионов кальция уменьшилось иа три процента от его начальной концентрации в пересыщенном растворе. Предлагаемые о(, -амино /3-фенилэтил- К » о(, -дифосфоновые кислоты являются термически устойчивыми для исследованного интервала температур и могут в течение длительного времени предупреждать осаждение сульфата кальция из его пересыщенного раствора.

Пример 4. Обоснование количеств ингибирующнх добавок, обеснечивающих наибольшую степень предотвращения образования отложений, проводят аналогично условиям, приведенным в примерах и 2 для насыщенных раствор.,в сульфата н фосфата кальция при изменении ингибирующих добавок от 2 до 20 мг/л.

Полученные данные представлены в табл. 3.

Для предотвращения образования сульфатной накипи достаточной является концентрация ингнбирующей добавки 5 мг/л, в то время как для

1134553 растворов, содержащих в качестве основного накипеобразующего компонента фосфат кальция — 10 мг/л.

Зависимость ингибирующей способности предложенных соединений и известных от продолжительности испытания приведена в табл. 4.

Данные табл. 4 показывают, что степень предотвращения образования отложений при помощи введения в раствор, содержащий ионы жесткости, предлагаемых соединений остается не- . изменной и обеспечивает безнакипный режим работы в течение длительного промежутка времени. Тогда, как степень предотвращения образования отложений синергической смесью со временем уменьшается, что вызвано уменьшением степени предотвращения образования отложений органофосфорной кислотой, предлагаемой в качест-, ве основной составляющей части этой смеси в известном способе.

Таким образом, применение предложенных соединений обеспечивает работу теплоэнергетического оборудования в безнакипном.режиме в течение длительного времени, причем во всем интервале этого периода коррозия теплообменного оборудования будет минимальна, тогда как известная ,смесь обладает повьппенной коррозионной активностью.

Прополмение тзбл,I

100,0

69,5

100,0

82,0

Таблица 2

Степень

Степень предотвращения осаждения, Са 3(Р04 )

Соединение онцентриования, 98,5

68,0

38,0

1 00,0

80,0

Та блица 1

73,5 пень предотщения осажия СаБО, Ж

100,0

85,0

97,0

61,0

57 ь5

1134553

Та блица 3

Степень пуедотврафения процесса осаждения накипи динение кон!

О 20

5 10 20

II 2

II T. 2

СтеСое- пень центриро- вания э сульфатных отложений -при концентрации ингибитора, иг/л

925 970 980 850

51,5 57,5 57,5 38,5

91, О 100,0 98, О 94,5

62 5 69 5 69 0 54 5

94,5 100,0 100,0 99,0

82 э0 82 эО 81 э0 70э5 осфатных отложений при конентрации ингибитораэ иг/л

88,5 88,5 98,5 100

35 360 680 610

1,0 22,5 38,0. 35,5

310 955 1000 990

95 510 800 715

2,0 30,5 73,5 45,0

45,0 90, 5 100, О 100,0

125 445 850 810

1,О 35,0 61,0 45,0!!34553

l0

Таблица 4

Формула соединения 288

1 45. !00

100 t 00

100

100

100

100

100

100

99,0

100

97,0

86,3

79,4

62,6

89,0

100

98,5

93,7

Но известному способу

Составитель !О. Федькушов

Редактор Т. Веселова Техред Т.Фанта Корректор В.Гирняк

Заказ 10021/22 . Тираа 884 Подписи ое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Уагород, ул. Проектная, 4

1 1 ,1 . но р(о)(ан), но ун P(0 (ОН4 .

P(0)(0H) . фдн, Р(О) !0Н

Р(ОИОВ), C жн p(o)(ан), я „Р(о) (он), СН вЂ”

Он р(оион4

Степень предотвращення образования отлонений, М, через ч