Способ получения ингибитора отложений минеральных солей Советский патент 1980 года по МПК C08G79/04 

Изобретение .относится к получению , v веществ, добавляемых в системы оборот ного водоснабжения для предотвращения отложений минеральных солей, выпадения осадков или образования накипи. Известны способы получения ингибито ров отложений, основанные на (|юсфорилй-ровании азотсодержащих соединений, таких как пиперазин и его производны0 Щ аммиак, эти ендиамин и другие моно- и диамины IX. Для этой же цели предложены полиал киленполиаминополифосфоновые кислота или их соЛи з, причем количество а №новых группировок ограничено - 5. Предложено также предотвращение отложений для использования, поликомплексона, со- держащего 5-16 аминометилфос({юновых групп Щ. Наиболее блтаким к, описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является спо соб получения полиэлектролита инрибито- ра отложений минеральных солей, заклк чающийся во взаимодействии полиэтиленполиаминрв с формальдегидом и о-фосфористой кислотой в водной солянокислой. србде 5. Недостатки способа, заключаются в невысокой эффективности по карбонатным и сульфатным солям кальция, высбкой стоимости и дефицитности полиэтиленполиами- нов, вызванной высоким расходом едкого натра на их получение в виде безводных оснований. Цель изобретения - увеличение ефг ктивнорти ингибитора, сокращение расхода соленной кислоты и едкого натра. Цель достигается использованием в качестве соединения азота для вЗаИмодейст вня с формальдегидом и о-фосфористой кислотой при 110-135°С дихлорэтана в водного аммиака в йioяяpнd сЬотнбше- НИИ 1:2, 4-10, имеющего состав, вес,%: хпоргидраты полйэтилёнполиаминов 38ТО аммиак 0,1-1{ хлорид аммония 1-6; вода 25-27. 372 Для обеспечения высокой эффективности ингибитора необходимо замещение всех водородов аминогрупп мeтилeнфocфoнojвыми группировками. Для этого требуется 1 вес.ч. о-фосфористой кислоты и 1 вес.ч. 37%-кого водного раствора формальдегида на каждые О,6 вес.ч. xлopгидpat6в полиэтиленполнаминов или 0,22 вес.ч. хлорида аммония или 0,07 вес.ч. аммиака. Причем для наиболее полного завершения реакции фосфорилирования взаимодействия формальдегида и о-фосфористой кислоты с соединениями азота осуществляют при 9О-1ОО С в течение 3 ч. Снижение температуры взаимодействия или уменьщение .длительности фосфорилирования уменьшает эффективность ингибитора. .Пример 1. В реактор, снабженный устройствами для . перемешивания, нагрева, охлаждения и замера температуры, с давлением в 25 ати загружают 163 вес. аммиачной воды, содержащей 4.О,8 вес.ч;. (2,4 молей) аммиака. Реактор герметизируют, нагревают до и включают постепенную подачу 99 вес.ч. (1 моль) дихлорэтана, охлаждением поддержи.вая температуру 120-13О С. После выдержки при этой температуре в течение 3 ч стравливают давление; газы стравливания содержат непрореагировавший аммиак. Реакционную массу охлаждают до +5 С и отдеЛ5ПОТ 52 вес.ч, осадка. Состав осадка, %: хлорид аммония 91; хлоргидраты аминов 3; вода 6, Фильтрат в количестве 200 вес.ч. содержит, %; хлоргидрат полиэтиленполиамина 38; хлорид аммония 5,5; аммиак 0,2;-и вода,56,3. Из расчета 1 вес.ч. о-фосфористой кислоты и 1 вес.ч. 37%-ного формалина на 0,6 вес.ч. хлоргидратов прлиэтйленполиамина или на О,22 вес.ч. хлорвда аммония или О,О7 вес.ч. аммиака составляют фосфорилируюшую смесь из 18.2 вес.ч. технической фосфористой кислоты, 182 вес.ч. 37%-ного формалина и ёЗ вес.ч. 28%-ной технической соляной кислотьи К смеси добавляют 20О вес.ч, фильтрата, нагревают до 98-1ОО С, выдерживают при этой температуре 3 ч, после чего охлаждают и при охлаждении пост пенно добавляют 192 вес.ч. 42%-ного едкого натра, рН 4. Получают 838 вес.ч. товарнот б продукта - водного раствора с содержанием 38% ингибитора осаждения Минеральных солей. Дозировка ингибитора для предотвращения отложений, минеральных солей на поверхности оборудования и Згрубопроводов составляет 3-5 мг/л, считая на 100% ингибитора. 3 Пример 2. Изменены условия взаимодействия дихлорэтана и аммиака. В реактор загружают 99 вес.ч. (1 моль) .дихлорэтана и 42 вес.ч. воды. Содержание реактора нагревают до 110-115 С и постепенно пЪдают 4О,8 вес.ч. (2,4 моля) жидкого или газообразного аммиака. Скорость подачи аммиака соответствует скорости вступления его в реакцию. Конг ролируют давление, которое поддерживают на уровне 10-11 ати при 120-125°С, поддерживаемой охлаждением. После окончания подачи аммиака и снижения давления до 6 ати давление стравливают, содержание реактора охлаждают до , выпавший, осадок в количестве 6О вес.ч. отфильтровывают, а 120 вес.ч. фильтрата, содержащего, %: хлоргидраты полиэтилен- полиамшгов 64,5; хлорид аммония 1;аммиак 0,1 и вода 34,4, подвергают фосорилированию, добавляя по примеру 1, 135 вес.ч. технической фосфористой кислоты. Условия фосфорилирования и нейтрализации такие же, как в примере 1. Получают 646 вес.ч. 36%-ного водного раствора ингибитора.. Пример З.В реактор загружают 245 вес.ч. аммиачной воды, содержащей 61,2 вес.ч. (3,6 моля) аммиака, нагре-г вают до и включают постепенную подачу 99 вес.ч. (1 моль) дихлорэтана. Процесс проводят при температуре, давле НИИ и времени по примеру 1. После окончания реакции стравливают давление и отгоняют при , отгон содержит вес.ч. аммиак 19 и вода 10О. После окончания отгона массу охлаждают до 15 С и разделяют 64 вес.ч. осадка и 160 вес.ч, фильтрата. Фильтрат содержит %: хлоргидраты полиэтиленполиаминов 47,8; хлорид аммония 3,2;аммиак 0,3 и вода 48,7. По примеру 1 к фильтрату добавляют, вес.ч.; техническая фосфористая кислота 157; 37%-ный формалин 28%-ная соляная кислота 12О. Условия фосфорилирования и нейтрализации такие же, как в примере 1. Получают 83О вес.ч. 34%-ного водного раствора ингибитора. Пример 4. Продукт взаимодействия дихлорэтана и аммиака получают в нескольких последовательно соединенных реакторах в виде вертикальных цилиндрических колонн с рабочим давлением 30 ати. Загружают 99 вес.ч. дихлорэтана (1 моль) и 221 вес.ч. 77%-ного-аммиака, содержащего 170 вес.ч. (10 молей) аммиака и 51 вес.ч. воды при 13О°С и 90 ати, процесс проходит зя 30 мин. Затем давление стравливают, в отгоне 130 вес.ч. аммиака и4 вес.ч. воды. В кубе 183 вес.ч. смеси, содержащей, %: хлоргидрат этилендиамина, пиперезина и полиэтнленполиаминов 69;хлорид аммония 4,4; аммиак 0,9 и вода 25,7. Смесь фосфорилируют, добавляя по примеру, вес. %:техническая фосфористая кислота 1,271 37%-ный формалин 271 и 28%нная соляная кислота 109. Условия фосфорилкрования и нейтрализации такие же, как в примере 1. Получают 1190 вес.ч. 38%-ного водного раствора ингибитора. Преимущества полученных ингибиторов по сравнению с известным выявлены при определении степени стабилизации раствора сульфата кальция концентрацией 15,38 г/л и раствора карбоната кальция концентрацией 10 мг-экв/л в течение 4 ч при 80°С. Данные по степени стабилизации представлены в таблице Кроме увеличения эффективности инги- бирования применение вместо аминов-осно вания продуктов взаимодействия дихлорэтана с аммиаком дает экономию едкого натра (в зависимости от способа получе ния от 1,28 до 2,8 т на 1 т аминов и экономию соляной кислоты 48О кг- 28%ной на 1 ингибитора. При этом снижаютс Трудовые и энергетические затраты и улучшаются условия труда. Форм у.л а. и 3 о б ре тения 1.Способ получения ингибитора отложений минеральных солей путем взаимодействия в водной солянокислой среде формальдегида и о-фосфористой кислоты с соединениями азота, отличаюшийс я тем, что, с целью увеличения эффективности ингибитора, сокращения расхода соляной К1«:лоты и едкого натра, в качест ве соединения азота используют продукт взаимодействия при НО-135 С дихлорэтана и водного аммиака в молярном соотношении 1:2,4-1О, имеющий состав, вес.%: хлоргидраты полиэтиленполиаминов 38-7Oj аммиак 0,1-1; хлорид аммония вода 25-57. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что на О,б вес.ч, хлоргидратов полиэтиленполиаминов или О;2 2 вес.ч. хлорида аммония или О,07 вес.ч. аммиака используют 1 вес.ч. о-фосфористой кислоты и 1 вес.ч. водного раствора формальдегида. 3.Способ по пп. 1 и 2, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что взаимодействие формальдегида и о-фосфористой кислоты с соединениями азота осуществляют при. 98-1ОО°С в течение 3ч. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3954761, кл. 26О-268, опублик. 1971. 2.Патент США № 339315О, кл. 210-58, опублкк, 1967. 3.Патент США № 3619427, кл.. 210-58, опублик 1970. 4.Авторское свидетельство СССР № 4745О9, кл, С О1 В 35/О4, 1972, 5.Авторское свидетельство СССР N9 401692, кл, С 08 (А 79/04, 1972 (прототип).