Способ получения ингибитора отложений минеральных солей Советский патент 1993 года по МПК C07F9/38 C02F5/14 

Изобретение относится к химии фосфо- рорганических соединений, а именно к способу получения ингибитора отложения минеральных солей,которые используются для борьбы с солеотложениями в системах оборотного водоснабжения металлургических производств и теплоэнергетике.

Известен способ получения ингибитора отложения минеральных солей фбсфорили- рованием .аммиака, этилёндиамина,. диэта- ноламина.и других моно- и диаминов, для предотвращения осаждения солей кальция из водных растворов предложено добавлять соли полиалкиленполиаминопблиметилен кислоты.

Известен, также, способ получения, ингибитора отложения карбонатных и сульфатных солей кальция взаимодействием в солянокислой среде формальдегида и фос фористой кислоты со смесью полиэтиленполиамина, моноэтаноламина, карбамида, хлористого аммония и гексаметилентетра- мина.

Недостатками известных способов являются низкая эффективность ингибирова- ния продуктов при концентрациях менее 5 мг/л и высокая стоимость.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения ингиби- тора отложений минеральных солей взаимодействием фосфористой кислоты, формальдегида и смеси полиэтиленполиа- мина, этилёндиамина и гексамётилентетра- мина или хлоргидратбв этих аминов, являющихся отходом в п1рои зв6дстве анио- нитов АН-19, АН-22 и АН-21.

Недостатком этого, способа является низкая эффективнрсть ингибирования при концентрациях менее 5 мг/л и необходи Ч

ю

о ы

мост.ь строгого регулирования соотношения различных аминов, в то время как аниониты выпускаются разовыми партиями.

Целью изобретения является повышение эффективности ингибирования отложений минеральных солей.

Поставленная цель достигается применением в качестве аминосоединения капро- лактама и процесс ведут при мольном соотношении капролактама, фосфорсодержащего соединения и формальдегида, равном 1,0:1,5-2,5:1,5-2.5.

Процесс фосфорилирования проводят в водной солянокислой среде взаимодействием формальдегида и треххлорис- того фосфора с амйнокапроновой кислотой, образующийся в этой среде. После про- ведения реакции фосфорилирования получаемый продукт нейтрализуют добавлением едкого натра и образовавшийся водный раствор, содержащий 25-30% ингибитора, 4-5% хлорида натрия охлаждают до комнатной температуры.

Схему реакции получения ингибитора можно изобразить следующим образом:

к-вж

1. PCljt-3HtO- HjPOj+3HC1tZ02Q

ХГ-РСЬ

НС1

г. со(снг),;Ш+н7о - шое{снг)5мнг 5. Hooc(cH sMH iHjPo5+гснго-

(M.Q

снгр o(otfl2 г: -™ ;™™--,:,.,

лнгрооыа , . - - NaOOCtCHiVNQ+5НгО г хШгРООЫа

Конечный продукт-натриевая соль аминокапроновой М.М -диметйленфосфоновой кислоты условно названа ингибитором

АФК. - -.:. ;V.-V-...: . . - ; П р и м е р 1. В эмалированны.й реактор, снабженный обратным холодильником и мешалкой загружают 155,7 кг.3.1,6% кой соляной кислоты, 88,1 кг (0,78 кг-моль) кзпро- .лактамэ и перемешивают при температуре 50°С в течение Зч, затем вводят 218,8 кг (1,58 кг моль) треххДористого фосфора и 126,5 кг (1,55 кг-моль) 37,0%-ного формалина, температуру смеси постепенно поднимают до 100° и выдерживают при 100-105°С 8 ч (при соотношении капролактам .треххло- ристый фосфор:формалйн 1:2:2), Выделяющийся хлористый водород собирают в скруббере. После завершения реакции фосфорилирования содержимое в реакторе охлаждают до 50°С и при этой температуре постепенно вводят 282,7 кг 43%-ногредкого натра, В результате получают 1000 кг 30%ного водного раствора ингибитора АФК, рН 5,0. Выход продукта 94,0%.

П р им е р 2. В эмалированный реактор, снабженный обратным холодильником и

мешалкой, загружают 155,7 кг 31,6%-ной соляной кислоты, 88,1 кг (0,78 кг -моль) капролактама и перемешивают при температуре 50°С в течение 3 ч, затем вводят 162 кг (1,17 кг моль) треххлористого фосфора и 94,0 кг

(1,17 кг моль) 37%-ного формалина (1,0:1,5:1,5), температуру смеси постепенно поднимают до .ТОО0С и выдерживают при 100-105° 8 ч. Выделяющийся хлористый водород собирают в скруббере. После завершения реакции фосфорилирования содержимое в реакторе охлаждают до 50°С и при этой температуре постепенно вводят 212 кг43%-ного едкого натра. В результате получают 20%-ный водный раствор ингибитора АФК, рН 4,0. Выход 65%.

П .р и м е р 3. Реакцию фосфорилирования проводят в вышеописанных условиях при молярном соотношении капролак- там:треххлористый фосфор:формалин

1,0:2,5:2,5. В результате получают 100 кг 30%-ного водного раствора АФК, рН 3,5. Выход продукта 92%

П р и м е р 4. Реакцию фосфорилирования проводят при вышеописанных условиях

при молярном соотношении капролак- там:фосфористая кислота:формалин 1:2:2, В результате получают 1000 кг 30%-ного водного раствора ингибитора, рН 3,5. Выход продукта 95%.

Свойства полученных ингибиторов отложений минеральных солей представлены втабл.1. Эффективность ингибирования отложений солей кальция определены в соответствии с ТУ 6-05-211-1159-80.

: -Таким образом, из приведенных данных видно, что при концентрации 1 мг/л ингибитор АФК, предлагаемый по примеру 1, 4, по эффективности ингибирования сульфата и карбоната кальция превосходит известный

ингибитор.

. Предлагаемый ингибитор АФК был использован для предотвращения отложений минеральных солей оборотных вод металлургическйх производств.

При-проведении испытания в условиях

, аглопрсмзводства Карагандинского металлургического комбината в оборотную воду ингибитора АФК вводили дозами 1,0-3,0

мг/л воды. Йнгибирующее действие реагента определяли весовым методом по весам, пластинок; опущенных в лотки отстойников. За период испытаний ингибитора АФК (через 12 суток) наблюдались отложения

0,0216 мм/год, в то время как без ввода реагента оно составляет 2,64 мм/год.

Оборотные воды аглопроизводства КэрМК имеют сложный солевой состав, и рН достигает 12,5. .

Предлагаемый ингибитор АФК, кроме стабилизации оборотной воды, снимает старые отложения, находящиеся в трубопроводах и узлах оборудования и насосной станции.

Влияние ингибитора АФК. на солевой состав оборотной воды приведено в табл.2.

Как видно из данных таблицы, в оборотной воде содержание кальция уменьшается на 100 мг/л, а сульфатов увеличивается на 120мг/л.

0

Таким образом, из приведенных примеров можно сделать вывод, что предлагаемый способ дает значительный эффект по предотвращению отложения минеральных солей металлургических производств. Использование предлагаемого способа по сравнению с существующими способами имеет следующие преимущества:

увеличение степени ингибирования отложений при малых концентрациях ингибитора; ..... .

удешевление получаемого продукта использованием менее дорогостоящих исходных компонентов;

снижение стоимости процесса за счет замены дорогостоящего ингибитора ДПФ, ИОМС и уменьшения количества используемого ингибитора.

Сущность изобретения: реагент 1: кап- ролактам, реагент 2: формальдегид, реагент 3: фосфористая кислота. Условия реакции: молярное соотношение реагентов 1, 2 и 3 равно 1:1,5-2,5:1,5-2,5, Последующая нейтрализация образующегося раствора до рН 3,5-5,0.

Формула изобре т е.н и я Способ получения ингибитора отложений минеральных солей взаимодействием аминосоединения с формальдегидом и фосфористой, кислотой или треххлористым фосфором в водной солянокислой среде с последующей нейтрализацией образующегося раствора до рН 3,5-5,0, о т л и ч а ю - щийся тем, что, с целые повышения эффективности ингибитора, в качестве аминосоединения используют капролактам ..и- процесс ведут при молярном соотношении капролактама, фосфорсодержащего соединения и формальдегида 1:1,5-2,5:1,5-2,5.

Таблица 1

Таблица 2