, -Диамино- -карбоксибутил-идЕН- , -дифОСфОНОВАя КиСлОТА,B КАчЕСТВЕ иНгибиТОРА НАКипЕОб-РАзОВАНия Советский патент 1981 года по МПК C07F9/38 C02F5/00 C02F103/00 C02F103/08 

Изобретение относится к фосфорорган ческой химии, к новому химическому соединению, а именно СУ,сЯ.-диамино-сГ-карбоксибутилиден-ci,0t -дифосфоновой кислоте формулы Т PLO)(pH)i , H N-CCH -CR -CH-COOUlH p РСО)СОН, КНг кипи ( в виде CoiCOj; Mg (ОН )(j ) широкое применение находит полифосфат натрия Cl . Однако он обла хает малой термической стойкостью i менее ). В последнее время для предотвращения щелочньп отложений применяют ингибирующие добавки на основе аминодифосфоно- вых кислот. Так предложен ряд веществ на основе аминодифосфоновой кислоты, общей формулы 37 хнпй иэ водных растворов только при температуре цо . Известно соеаинение РСоКоН)г Нг«-С , - PHOKV которое применяется для преаотвращения отложений щелочной накипи при температуре до . Указано, что аминодифосфововая кислота,как одна, так и совместно с какой-либо минеральной кислотой, на пример соляной или серной, предотвращает накипеобразование до 98% LS}. Однако вышеперечисленные вещества применяемые для предотвращения накипеобразования, (ингибиторы), на основе аминодифосфоновых кислот не предотвращают отложения сульфатной накипи и имеют ограниченную температуру применения Цель изобретения - увеличение температуры, при которой применяются ингибиторы накипеобразования и предотвращение образования сульфитной накипи. Указанная цель достигается соединением формулы (1), используемым в качестве ингибитора накаоеобразования. Вещество формулы (1) предотвращает отложение сульфатной накипи и может.йспользбваться при нагревераствора до 12О°С. Веществоформулы 1 синтезировано из диэтилового эфира N -ацетиламиномалоновой кислоты. После цианэтилирования акрилонитрилом в присутствии алкоголята натрия получают диэтиловый эфир ( -цианэтил-М-ацетиламш{О1 4апс 1овой киспоты, из которого действием РСС.(в присутствии HiiPO ) с последующим омылением разбавленной солянсА кислотой (1:1) и декарб«жсвлнрованием получают о . -аяамияо-сГ-карбоксибутилиден-а;/ -дифосфоиовую кислоту iTHCoCHj NHCOCHj .i, CH-CCOOC KJ) TTHCOCHj, C-CCOOC HS),, H«.,..-/PtO)CoH)a 6 окои) Hooc-eHtH5 ciH,-c-pco)(pH)i. 1га„ 7№„ Примеры синтеза вещества формулы (1) и использования его в качестве ингибитора осаждения солей накипи. Пример 1. В колбу с мешалкой и холодильником помещают 12,6 г (0,05 моля ) диэтилового эфира а.-цианэтил-М--ацетиламиномалоновой кислоты, 12,35 г (0,09 моля) РСВт, и 11,4 г (0,15 моля) HjPO . Смесь выдерживают 3 ч при комнатной температуре и 16 ч при 60. Затем реакционную массу при охлаждении обрабатывают водой с температурой . Отфильтровывают желтый смолистый осадок и фильтрат обрабатыва -г - --, ют активированным углем. После Аильтj . ииь-1в и.ы рации к фильтрату добавляют равный объем адетсжа и оставляют на 12 ч в холодильнике. Выпавший осадок отфильтровывают и растворяют в 5О мл разбавленной соляной кислоты (1 : 1). После кипячения в течение 4 ч раствор упаривают досуха, остаток растворяют в воде и обрабатывают ацетоном. Осадок отфиль- тровьюают и сушат над (lO . Выход 11,3 г (19,6%). Полученное соединение представляет собой белое кристаллическое вещество, растворимое в воде и нерастворимое в органических растворителях. Чистоту к индивидуальность продукта контролируют с помощью ИК-спектроскопии и элементного анализа. ИК-спектр показьшает полосу поглощения в области 1250 см, соответствующую валентным колебаниям связи и 1ОЗО см - валентные колебания связи р О. Элементный анализ; он Вычислено,%: С 18, Н 5,53; N 8,53; Р 18,80. СдЬЦ N OgPei . 2 HjO. Найдено,%: С 18,2О; Н 5,60; N 8,85; Р 18,96. Таким образом доказано, что полученное вещество представляет собой (Х,сЯ-диамино-{Г -карбоксибутилиден -oipi-дифосф жовую кислоту. Ингибирующую способность предлагаемого вещества определяют при нагревании и выпаривЕшви растворов, содержащих на- кнпеобразующие компоненты в виде О,05%-ного раствора бикарбоната кальция (от 3,6 до 5,0 мг-экв/л бикарбоната кальция) и насыщенного раствора сульфата кальция в 0,5%-ном хлористом натрии (15 лг-экв/л сульфата кальция). Ингибирующее действие асбавки определяют при на лабораторном выпа ном аппарате и при 70 и в автоклаве. Лабораторный выпарной аппарат представляет собой односекционный теплообменник типа труба в трубе , fae пар подается во внутреннюю трубу, а накипеобразующий раствор - в межтрубное пространство. При нагревании и испарени части раствора концентрация накипеобразующих соединений превышает ях предельную растворимость и они выделяются в виде накипи на теплообменную трубу. Накипь после окончания опыта взвешивают. Пример 2. В лабораторный выпарной аппарат заливают накипеобразующий раствор, который нагревают до 10CFC в выпаривают. При выпаривании раствора, содержащего бикарбонат кальция, максимальная степень концентрирования (п ) составляет 1,2 раза. Степень концентрирования это отношение обьема упаренного раствора к объему исходного раствора. Постоян ную степень концентрирования обычно под держивают отбором определенного объема кубового раствора при непрерывном добавлении исходного раствора. При выпаривании растворов, содержащих сульфат кальция, степень концентрирования составляет 2, 7 64 По мере нагрева и испарения части раствора; концентрация накипеобразующих соединений превышает их предельную растворимость и они выделяются в виде накипи на теплообменную трубу. В течение опыта выпаривают 100 л раствора. Продолжительность составляет ЮОч. Накипь после окончания опыта взвешивают. Пример 3. В автсжпав даливают 2 л раствора, содержащего накипвобразующие соединения, предварительно поместив туда взвешенные металлические пластинки. Автоклав герметически закрывают, и раствор нагревают до 7О или 12О с, выдерживая при дайной температуре свыше 4О ч. После сжсичания опыта пластинку взвешивают и определяют количество накипи, выделившейся на При обработке экспериментальньЕХ. данньсс ингибирующую способность предлагаемого вещества определяют по формуле % ингибирования :.1ОО%, осаждения солей накипи где Р; - скорость накипеобразования при холостом опыте (без добавки ингибитора); Яп скорость накипеобразования при введении ингибитора в раствор. В таблице приведены данные об ингнбирующей активности при различных концентрациях добавок, условиях опытов и составах накипи.

120 70

100 120

7О 100 120

70

О

44 38

99,2

ОО

96,4 89,8 42 40

О

ОабОд

О 40

О

О

40 100,0

л

-,ч %9aio6 «.

4 -1,. if

V

Примечание. Известные аанные по

Известные данные по 2.

Как вицно из таблицы, применение в качестве ингибитора осаждения солей накинй предлагаемого вещества в количестве Ю-5О мг/л позволяет значительно уменьшить отложения как карбонатяЬй, так и сульфатной накипи. Ингибитор весьма эффективен при температуре чипенин раствора до 12ООс.

Предлагаемый ингибитор осаждекия солей накипи в отличие от известных предотвращает отложения сульфатной накипи и предотвращает осаждение солей накипи при нагреве раствора до 120Рс.

Вещество может быть использовано при термическом опреснении морской воды.

8

гПродолженве таблицы

П

Формула изобретения

О /сР-Диамино-сУ-карбоксибутилиден-oifd -дифосфоновая кислота формулы

Pto)CoH)a,

HjN-C - CE,-CH,.Cll-COOH 2«„0

2 г 7.

ВД(он)1

NH2 в качестве ингибитора накипеобразования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Патент Великобритании № 1454657 кл, С О2 В 5/00, опублик. 1976.