Способ получения ингибитора отложений минеральных солей Советский патент 1980 года по МПК C02F5/12 C02F103/02 

Изобретение относится к способам получения веществ, препятствующих образоврпию отложений минеральных солей и добавляемых для предотвращения отложений солей в насосах,трубопроводах и запорной арматуре в системах оборотного водоснабжения и при добыче нефти. Для предотвращения образования отложений солей известно много разнообразных веществ, соединений , и составов. Лучшей эффективностью облала ют поликомплексоны с аминоалкилфосфоновымн группировками. Ингибиторы, полученные простым смешиванием азот- и фосфорсодержащих соединений,например смесь полиэтиленполиамина и гексамётафосфата натрия недостаточно эффективны Щ. Более хорошие результаты дают полиаминоалкиленфосфонаты различных формул, где аминометилфосфоновые кислоты или их соли получают фосАорилированием аминогрупп формаль дегидом и фосфористой кислотой в солянокислой среде 12. Фосфористую лоту получают отдельно гидролизом треххлористого фосфора. Наиболее близким по технической сущности и результатам эффективности ингиПирования отложений сульЛата и . .карбоната кальция является спрсрб по учения ингибитора, согласно которому в солянокислой среде подвергают фосфорилированию формальдегидом, и фосфористой кислотой синергетическую смесь амино-и амидо.соединений (полизтиленполиамин, монЬэтаноламин, карбамид, гексаметилентетрамин, хлорид аммония) с последующей нейтрализацией з .Получают ингибитор в виде водного раствора,не замерзающего при-35 С, Недостатком способа прототипа является использование дефицитной фосфористой кислоты,применение которой вызывает серьезные трудности при организации промышленного производства ингибитора. Несмотря на небольшую дозировку ингибитора отложений минеральных солеП (3-4 мг/л), потребность в эффективном ингибиторе велика, -однако крупного производства технической фосфористой кислоты нет, а в незначительно - количестве она выпускается как побочный продукт лауринового производства. Цель изобретения - удешевление способа получения высокоэффективного ингибитора отложений минеральных солей амимометилфосфонового типа, без применения фосфористой кислоты при сохранении эффективности ингибитора и с

получением побочного товарного продукта - метилаля.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве соединения фосфора используют диметилфрсфит, ripичём вводят удвоенное количество формальдегида по отношению к диметилфосфиту.

При взаимодействии дкметилфосфита формальдегида и соляной кислоты происходит количественное образование метилаля и с большой скоростью, удаление его из реакционной смеси не вызывает затруднений ввиду низкой температуры кипения метилаля (43 С). При получении ингибитора необходимо строго соблюдать соотношения компонентов, а именно: на каждый водород амино или амидогруппы необходима 1 молекула диметилфосфата и 2 молекулы формальдегида (одна из них на образование метилаля), на каждую аминотруппу в виде основания 1 молекула НС и 20 -100%-ный избыток.

Следовательно, уменьшение количества формальдегида, хотя бы на 1% приведет к снижению выхода метилаля и снижению эффективности ингибитора. Увеличение количества формальдегида приводит к некоторому содержанию свободного формальдегида в готовом продукте (водном растворе ингибитора), что, во-первых, отрицательно влияет на ингибирующую способность, во-вторых, увеличивает токсичность продукта, снижая его ПДК с 4 мг/л до 0,5 мг/л, что чрезвычайнонежелательно. Поэтому соблюдение точного молярного соотношения 1:2 является необходимым.

Указанная в прототипе синергетическая смесь аминов и амидов принята за основу, но возможно и некоторое изменение в составе аминов, не ухудшающих эффективность ингибитора. Эти изменения отражены в примерах осуществления способа.

Способ получения ингибитора заключается в следующем.

В реактор, снабженный прямым холодильником, устройствами для перемешивания, нагрева I и охлаждения загружают диметилЛосфит, 37%-ный формалин,. 28%-ную соляную кислоту, полиэтиленполиамин, моноэтаноламин, хлорид аммония и карбамид. Полиэтиленполиамин можно заменить на этилендиамин. Хлорид аммония можно исключить из загрузки, но в каждом случае замены строго соблюдать вышеуказанное соотношение компонентов, так как избыток (как и недостаток) аминов, диметилфосфита, формальдегида отрицательно сказывается на эффективности ингибитора. Температуру в реакторе при загрузке компонентов поддерживают в пределах 30-40 С. Затем повышают до 60-70С и отгоняют образовавшийся метилальсырец. В составе метилаля - сырца 94 - 95% метилаля, осальное вода, метанол и следы формальдегида. По мере

отгона метилаля температуру в реакторе поднимают, переключив прямой холодильник на обратный, реакционнуюмассу выдерживают при 98-101 0 3 ч или при 98-96 с , после чего ох лаждают до и при этой же температуре, постепенным добавлением 40-45%ного едкого натра,доводят рН раствора ро 3,6-3,9. Стадию нейтрализации мож«о проводить в широком температурном ин тервале растворами щелочи различной конденсации , включая твердую, чешуйчатую, однако приведенные выше параметры технол.оги нески удобнее.

Пример.В эмалированный

реактор, снабженный прямым холодиль НИКОМ при включенном охлаждении и перемешивании загружают 110 кг диметилфосфита, 165 кг 37%-ного формали.на, 60 кг 28%-ной соляной кислоты 10 кг полиэтиленполиамина, 6 кг моно0 этаноламина 6 кг хлорида аммония и 3,2 кг карбамида, поддерживая температуру в реакторе в пределах 32-40 С. После окончания загрузки содержимое реактора нагревают, постепенно отгоняя 73-7S кг метилаля - сырца. После прекращения отгона и достижении температуры в реакторе переключают прямой холодильник на обратный и выдерживают реакционную смесь при

« 98-101с в течение 3 ч. Затем охлаждают до и при интенсивном охлаждении постепенно добавляют 116 кг 42%-ного едкого натра, доводят рН |эаствора до 3 ,6-3,9 .После охлаждения

получают 420 кг водного раствора с содержанием ингибитора 33%.

Пример 2. Процесс получения, порядок, количество загружаемых компонентов и все режимы температуры и времени такие же, как в примере 1.

0 Изменена загрузка: вместо 10 кг полиэтиленполиамина загружают 5 кг 90%ного этилендиг1мина, вместо 60 кг 28%ной соляной кислоты загружают 55 кг 28%-ной , для нейтрализации расходуют 111,2 кг 42%-ного едкого натра. Получают 405 кг водного раствора с содержанием ингибитора 32%.

Пример 3. Процесс получения порядок загрузки и все режимы температуры и времени такие же, как в примере 1. Исключена загрузка хлорида акмония и изменена загрузка монозтаноламина вместо 6 кг загружа1от И,Ь кг, карбамида 4,2 кг, 28%-ной соляной кислоты 67 кг, других отличий нет. Получают 423 кг водного раствора с .содержанием ингивитора 32%.

Полученные ингибиторы обладают эффективностью, приведенной в таблице. Таким образом ингибиторы, полученные по изложенному способу,в эффективности по солям кальция не уступают прототипу.

Растворы ингибиторов после пррверки на замерзание дают следующие ре5 зультаты: по примеру 1 и 3 температуpa замерзания минус 42с, по примеру 2 минус 40.

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа получения ингибитора заключаются в следующем: ингибитор получают без применениям, дефицитной дорогостоящей ортофосфорной кислоты, на более доступном сырье

в тс же время в эффективности по солям кальция он не уступает прототипу и другим ингибиторам на фосфористой Кислоте;

вместе с ингибитором отложений получают важный для народного хозяйства товарный продукт. - метилаль в количестве 680 кг на 1 т израсходованного диметилфосфита.

Формула изобретения 1. Способ получения ингибитора отложений минеральных солей путем взаимодействия смеси полиэтиленполиамина моноэтаноламина, хлорида аммония и/ 1нли карбамида в солянокислой водной среде с формальдегидом и соединением фосфора,с последующей нейтрализацией продукта, отличающийся тем, что, с целью удешевления способа при сохранении эффективности ингибитора и с одновременным получением товарного продукта - метилаля в качестве соединения фосфора используют диметилфосфит. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что формальдегид берут в двукратном избытке по отношению к диметилфосфиту. источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 548571, кл. С 02 В 5/06, 18.12.74, 2.Патент США 3885671,кл.252.180, 12.10.76. 3,Авторское свидетельство рССР по заявке 2573093/29-26, кл. С 02 В 5/00, 1978.