1,4-Бис[3-Окси-2-гидроксиаминобис(фосфонометил)пропил]бензол в качестве ингибитора солеотложений и коррозии металла Советский патент 1993 года по МПК C07F9/38 C02F5/14 

Изобретение относится к химии фосфорсодержащих комплексонов, а именно к 1,4-бис 3-окси-2-гидроксиаминобис(фосф- онометил)проп и л -бензолу (БОПФ) формулы I

(H203PCH2)2N-CH2CHlOH}CH20- 6}- - OCH2CH(OH}CH2N (СНгР ОзНг ) 2

который может быть использован в качестве ингибитора солеотложения минеральных солей и коррозии металла в системах водоподготовки при создании замкнутых и бессточных схем водоснабжения, в том числе горячего.

Цель изобретения - расширение ассортимента ингибиторов, улучшение их потребительских свойств.

Цель достигается предлагаемым фосфорсодержащим комплексоном 1,4-бис 3-ок- си-2-гидроксиаминобис(фосфонометил)про пил бензолом формулы I.

Данное соединение в литературе не описано.

Можно предположить, что увеличение эффективности ингибирования солеотложений и коррозии обусловлено строением БОПФ. Наличие в составе молекулы ароматического радикала и гидроксигрупп полоVI

Ю

$

и

жительно сказывается как на степени ионизации молекулы реагента, так и возможности ее взаимодействия с активными центрами на поверхности зародыша и с поверхностью металла.

Синтез соединения осуществляют взаимодействием диглицидилового эфира гидрохинона с иминобис(метилфосфоновой) кислотой,

Пример 1. Раствор 20,4 г (0,1 моль) аминобис(метилфосфоновой) кислоты в 10 мл воды, нейтрализуют раствором 16 г (0,4 моль) NaOH в 40 мл воды и добавляют 12,2 г (0,05 моль) диглицидилового эфира гидрохинона. Полученную суспензию на- гревают до 100 - 105°С, выдерживают при этой температуре и перемешивании в течение 6 ч, охлаждают до 18 - 20°С и подкисляют концентрированной соляной кислотой до рН 1,8 - 2. Реакционный раствор после подкисления упаривают до сиропообразной массы на водяной бане, отфильтровывая выпадающий осадок хлористого натрия. Процесс упаривания повторяют дважды, прибавляя каждый раз к сиропообразной массе по 30 мл воды. Остаток после упаривания заливают 50 мл метилового спирта. Выпавший осадок целевого продукта отфильтровывают и сушат в вакуум-эксикаторе. Получают 16 г (50%).

Найдено, %: С29,8, 30,0; Н 5,2,5,3; N 4,2

C16H34N2016P2

Вычислено, %: С 30,29; Н 5,40; N 4,42.

Полученное соединение исследовали в качестве ингибитора солеотложений и кор- розии.

Пример 2. Воду с карбонатным индексом (произведение общей щелочности на кальциевую жесткость) 15 мг-экв/л (общая жесткость 5 мг-экв/л, щелочность 3 мг-экв/л) и 20 мг-экв/л ( общая жесткость 5 мг-экв/л; щелочность 4 мг-экв/л), приготовленную смешением эквивалентных количеств CaCh и NaHCCb, нагревают в автоклаве емкостью 200 мл, изготовленном из стали Х18Н9Т при температурах 150 и 170°С. В обрабатываемую воду вводят смесь ОЭДФ и ХДМЭИДА (прототип) при массовом соотношении 1 ; 1 в количестве 5 мг/л и БОПФв виде 0,1 % в количе- стве 1 - 5 мг/л.

В автоклав завешивают также пластинки, изготовленные из стали 3, время экспозиции 4 ч, Свойства реагентов ингибировать солеотложения определяют по количеству осадка, образовавшегося на внутренней поверхности автоклава, путем растворения его в 0,1 н. растворе соляной кислоты и определении кальция по стандартной методике.

Скорость коррозии определяют по количеству железа, перешедшего в раствор. Содержание железа в растворе определяют колориметрически.

Эффекивность предотвращения отложений и коррозии определяют по формуле

Э

AI -А2 Ai

100%,

где AI - интенсивность отложений (коррозии) в контрольном опыте;

А2 - интенсивность отложений (коррозии) в опыте с добавками.

Данные представлены в табл. 1.

Из данных, представленных в табл. 1, видно, что использование БОПФ позволяет снизить расход реагента по сравнению с прототипом в2-4 раза при 150- 170°С. При этом эффективность ингибирования солеотложений увеличивается с 64,5 до 77,4 - 91,6% при 150°Сис56,1 до76,4-93,6% при 170°С. Это позволит расширить диапазон применения комплексонов в водоподготов- ке, использовать воду с большим карбонатным индексом при повышенных температурах. Реагент БОПФ также значительно (по сравнению с прототипом) при данных условиях уменьшает величину коррозии. Эффективность ингибирования коррозии возрастает с 47,5 - 51,2 до 75,7 - 81,5%.

Довольно высокая термостабильность БОПФ иллюстрируется следующим примером.

Пример 3. Для определения устойчивости БОПФ раствор реагента с концентрацией 100 мг/л помещали в а втоклав емкостью 200 мл и выдерживали в интервале температур 150 - 200°С в течение 4 ч, Степень разложения реагента определяли по количеству образовавшегося ортофосфа- та. Смесь ОЭДФ и ХДМЭИДА испытывали в аналогичных условиях. Полученные данные представлены в табл. 2,

Из данных, представленных в табл. 2, видно, что БОПФ значительно более устойчив к термолизу. Возможно, что это обстоятельство обеспечивает его сравнительно более высокую эффективность, чем у прототипа.

Использование БОПФ позволяет снизить расход реагентов, повысить возможную температуру для использования фосфорсодержащих комплексонов, повысить эффективность ингибирования солеотложений и коррозии, расширить

диапазон применения до карбонатного индекса 20 мг-экв/л.

Применение БОПФ в системах отопления и горячего водоснабжения позволит сократить затраты на подготовку воды (ее смягчения с помощью Na-катионирова- ния). Соответственно, при этом сокращаются расходы на поваренную соль, используемую для регенерации, расходы, связанные с очисткой рассолов после регенерации.

Формула изобретения 1,4-Бис 3-Окси-2-гидроксиаминобис(ф- осфонометил)пропил бензол формулы

(H203PCH2)2N-CH2CH(OH)CH20- g}- -OCH2CH(OH)CH2N CCH1P 03H2 ) 2

10

в качестве ингибитора солеотложений и коррозии металла.

Использование: в качестве ингибитора солеотложений и коррозии металла. Сущность изобретения: продукт - 1,4-бис 3-ок- си-2-гидроксиаминобис(фосфонометил)про- пил бензол ф-лы (H203PCH2)2N-CH2CH(OH)CH2OXO)- -OCH2CH(OH)CH2N (СН2Р03Н2) 2 БФ С-|бНз4№01бР2 выход 50%. Реагент 1: сн2-сн-сн2о-ю -осн,-сн-сн, v .S ™ N. / О Реагент 2: НМ(СН2РОзН2)2. Условия реакции: в водной среде при 100- 105°С. 2 табл. Ё

Эффективность ингибированйя солеотложений коррозии

Таблица 1