Состав для очистки поверхности трубопроводов и теплообменного оборудования и предотвращения на ней отложений

 

Предложен состав для очистки поверхности трубопроводов и теплообменного оборудования от отложений солей неорганических кислот, содержащий цинковый комплекс оксиэтилендендифосфоновой кислоты (ОЭДФЦ), малеиновую кислоту, полиэтиленгликоль ПЭГ-30 и нитрит натрия при следующем мольном соотношении компонентов: ОЭДФЦ 15-65; малеиновая кислота 2-15; ПЭГ-300 1-9; NaNO₃ 0,5-1. Технический результат заключается в повышении эффективности обработки воды и предотвращении образования отложений. 1 табл.

Изобретение относится к проблеме снижения солеотложений и накипеобразования в трубопроводах и теплообменной аппаратуре промышленных процессов с использованием водооборотных систем и может быть использовано в нефтехимической, химической, металлургической промышленности, а также на предприятиях промышленной энергетики.

Известен способ предотвращения отложений в системах горячего водоснабжения использованием смеси ОЭДФ (оксиэтилендендифосфоновой кислоты) и гидрохлорида (диметилового эфира) иминодиуксусной кислоты при их мольном соотношении (10 - 1)/7 при 130 - 150^oC в количестве 1 - 5 мг/л. Эффективность предотвращения отложений повышается на 42 - 51 отн.% и коррозии на 14 - 30% (Изобретения стран мира. 1990, вып.38, N 5 - 6).

Недостатком данного способа являются низкая эффективность и использование дорогостоящих дефицитных компонентов.

Наиболее близким к заявленному является способ обработки оборотной воды составом, содержащим цинковый комплекс ОЭДФ-ОЭДФЦ. Концентрация ОЭДФЦ в воде -4,5:5 мг/л. (Защита металлов. Наука, 1990, т. 26 N 5, с. 809 - прототип).

Эффективность обработки данным составом обнаружилась через 8-10 мес., произошло разрыхление твердой накипи, ее частичное вымывание и предотвращение образования новой.

Недостатки прототипа: низкая эффективность, требующая 8 - 10 мес. обработки. За данный период трубопроводы будут иметь низкую пропускную способность, а теплообменная аппаратура - повышенный расход воды из-за низкой теплоотдачи.

Целью заявляемого способа является повышение эффективности обработки воды, быстрое снижение толщины отложений и предотвращение их образования.

Поставленная цель достигается использованием состава, содержащего ОЭДФЦ, малеиновую кислоту, ПЭГ-300 (полиэтиленгликоль) и нитрит натрия. Обработка воды данным составом проводится в 2 стадии. На первой стадии концентрацию композиции в воде задают 50-100 мг/л, в зависимости от количества отложений. Обработка данной водой производится в течение 40 дней. При этом достигается снижение количества отложений на 85-98 отн.%.

На втором этапе концентрация состава в воде устанавливается на уровне 5 - 7 мг/л и поддерживается на протяжении 1 года.

При этом увеличения количества отложений не происходит.

Для пояснения сущности заявляемого способа приводится ряд примеров.

Пример 1. Образец трубки с отложениями получают, помещая металлическую трубку из Ст.3 диаметром 15 мм, длиной 300 мм и толщиной стенки 2 мм в водооборотную систему завода "Бутадиен" на период 6 месяцев. Количество отложений на трубке составляют 1,2 г.

Опыт по очистке поверхности от отложений проводят на лабораторной установке, включающей в себя стеклянный сосуд объемом 5 л, мешалку и образец трубки с отложениями.

В сосуд наливают 4,095 л воды из водооборотной системы завода "Бутадиен", растворяют в ней 0,0540 г ОЭДФЦ; 0,0180 г малеиновой кислоты; 0,0090 г ПЭГ-300; 0,0009 г нитрита натрия. Весовое соотношение компонентов составляет 60: 20:10:1, а общая концентрация композиции в растворе 20 мг/л. Обработку отложений водой проводят в течение 40 дней. С целью поддержания количества воды в сосуде и концентрации компонентов в воде ежедневно сливают 10 мл воды из сосуда и добавляют 20 мл воды с концентрацией вышеуказанной композиции 10 мг/л.

После окончания первого этапа трубку с отложениями сушат при 105^oC до постоянного веса и взвешивают. Количество отложений на трубке соответствует 0,76 г.

На втором этапе, после 40 дней, из сосуда, также ежедневно, сливают по 10 мл воды и добавляют просто воду из водооборотной системы завода. После снижения концентрации композиции до 1 мг/л в сосуд начинают ежедневно добавлять 20 мл воды с концентрацией 0,5 мг/л. Это позволяет поддерживать концентрацию композиции на уровне 1 мг/л. После истечения 1 года с начала опыта трубку вынимают. Количество отложений на трубке составляет 1,34 г, что соответствует увеличению количества отложений на 2-ом этапе на 76%.

Примеры 2-10. Опыты по очистке поверхности трубок от отложений проводят также, как и в примере 1, но на первом и втором этапе в растворе поддерживают другие весовые отношения компонентов и концентрации композиции в воде. Полученные результаты приведены в таблице.

Пример 11. Опыт по очистке поверхности трубок от отложений проводят по прототипу в течение 300 дней, поддерживая концентрацию ОЭДФЦ в воде 5 мг/л. При этом происходит снижение количества отложений с 1,2 г до 1,1 г, что составляет 8,3%.

Как видно по приведенным примерам, оптимальное массовое соотношение компонентов в составе находится в следующих пределах: ОЭДФЦ - 15 - 65 М.К. - 2 - 15 ПЭГ-300 - 1 - 9 NaNO₂ - 0,5 - 1 Оптимальные концентрации состава на 1 этапе (50 - 100) мг/л, на II - (5-7) мг/л.

Изменения массовых соотношений вне указанного оптимального состава не позволяют достигнуть снижения количества отложений на первом этапе более 80% или предотвратить увеличение количества отложений на втором этапе.

То же самое наблюдается при концентрации композиции ниже 50 мг/л на первом этапе и ниже 5 мг/л на втором.

Концентрации композиции более 100 мг/л на первом этапе не приводят к увеличению степени отмывки отложений и поэтому экономически не оправданы. Оптимальная концентрация композиции на втором этапе составляет 5-7 мг/л, так как именно такая минимальная концентрация композиции позволяет предотвращать появление и рост отложений.

Формула изобретения

Состав для очистки поверхности трубопроводов и теплообменного оборудования и предотвращения на ней отложений, содержащий цинковый комплекс оксиэтилендендифосфоновой кислоты ОЭДФ, отличающийся тем, что он дополнительно содержит малеиновую кислоту, полиэтиленгликоль (ПЭГ-300) и нитрит натрия при следующем массовом соотношении компонентов: ОЭДФЦ - 15 - 65 Малеиновая кислота - 2 - 15 ПЭГ-300 - 1 - 9
NaNO₂ - 0,5 - 1

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 21-2003

(73) Патентообладатель:
ООО "Тобольск-Нефтехим" (RU)

Договор № 16843 зарегистрирован 02.06.2003

Извещение опубликовано: 27.07.2003        

---