Состав для удаления высокотемпературных минеральных солеотложений с теплоэнергетического оборудования

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для химической очистки от высокотемпературных минеральных отложений паровых и водогрейных котлов. Состав содержит нитрилтри(метиленфосфоновую) кислоту (НТФ), метилиминодиметиленфосфоновую кислоту (МИДФ), соляную кислоту и ингибитор кислотной коррозии при следующем соотношении компонентов, мас.%: нитрилтри(метиленфосфоновая) кислота 14-16; метилиминодиметиленфосфоновая кислота 4-7; соляная кислота 10-14; ингибитор кислотной коррозии 0,5-1,0; вода - остальное. Технический эффект - удаление высокотемпературных минеральных отложений, повышение эффективности очистки, снижение объема сточных вод после промывки. 3 табл.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано для химической очистки от высокотемпературных минеральных отложений паровых и водогрейных котлов.

Известен состав для удаления железооксидных отложений включающий нитрилтриуксусную кислоту (НТА)- 40-70 г/л, карбоксилированное производное полиоксипропилен (КПППА) (2-окси-1,3-диаминопропан NNN'N'-тетрауксусную кислоту)- 10-40 г/л, серную или фосфорную кислоту- 4-10 г/л, вода - остальное [Авторское Свидетельство СССР N 1534287 МПК F 28 G 9/00, 1990 г.].

Однако, этот состав не эффективен для удаления высокотемпературных минеральных отложений. Кроме того, сточные воды, образующиеся в процессе отмывки, не могут быть утилизированы и сливаются в общую систему канализации.

Наиболее близким к предлагаемому, является состав для удаления отложений на основе маточного раствора производства нитрилтриметиленфосфоновой кислоты (НТФ)-дифалон. [Н.М.Дятлова, В.Я.Темкина, К.И.Попов. Комплексоны и комплексонаты металлов, М. : Химия, 1988, 544 с.]. Дифалон выпускается согласно ТУ 6-02-12-134-87 следующего состава: содержание нитрилтриметиленфосфоновой кислоты (НТФ)≥15%, оксиэтилидендифосфоновой кислоты (ОЭДФ)- 5-7%, соляная кислота- 10-15%, ингибитор коррозии- 0,5-1%. Для удаления отложений используют разбавленный раствор дифалона с кислотностью 0,25- 0,5 моль/л. Раствор может быть использован до концентрации по кислотности 0,1-0,15 моль/л. Известный состав, из-за недостаточной эффективности может быть использован только для удаления карбонатных отложений.

Задача изобретения - создание состава, позволяющего удалить высокотемпературные минеральные отложения, повысить эффективность очистки при одновременном снижении объема сточных вод после промывки.

Поставленная задача достигается тем, что для удаления солеотложений используют состав, содержащий в качестве активной основы нитрилтри(метиленфосфоновую) кислоту (НТФ) и метилиминодиметиленфосфоновую кислоту (МИДФ), соляную кислоту, ингибитор кислотной коррозии и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нитрилтри(метиленфосфоновая) кислота (НТФ) - 14-16 Метилиминодиметиленфосфоновая кислота (МИДФ) - 4-7 Соляная кислота - 10-14 Ингибитор кислотной коррозии - 0,5-1,0 Вода - Остальное Введение в заявляемую композицию смеси НТФ и МИДФ в заявляемых количествах обеспечивает получение нового технического результата - расширение сферы действия, а именно эффективное действие на высокотемпературные минеральные отложения, значительное увеличение "емкости" по ионам Fe³⁺, Cu²⁺, при сокращении объемов сточных вод.

Заявляемый состав отличается от известных для этих целей композиций новым активным ингредиентом - метилиминодиметиленфосфоновой кислотой (МИДФ), вводимой в композицию в заявляемом соотношении.

Все вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой композиции критерию "изобретательский уровень".

Для изготовления заявленного состава используют: нитритриметиленфосфоновую кислоту (НТФ), выпускаемую по ТУ 6-02-1171-79; метилиминодиметиленфосфоновую кислоту (МИДФ) формулы, Метилиминодиметиленфосфоновую кислоту получают по реакции Лейкарта-Валлаха взаимодействием иминодиметиленфосфоновой кислоты с формальдегидом в среде муравьиной кислоты:
МИДФ представляет собой известное вещество, описанное в научно-технической литературе (см. , например, В.Я.Темкина, Н.В.Цирульникова, Р.П.Ластовский. Синтез комплексонов. Ж. ВХО им. Д.И.Менделеева, 1989, т. 29, вып. 3, с. 53- 60). В качестве соляной кислоты может быть использована любая соляная кислота, в т.ч. ингибированная соляная кислота, включающая ингибитор коррозии черных металлов ПБ-5, выпускаемая по ТУ 6-01-730-72. В качестве ингибитора коррозии цветных металлов может быть использован любой ингибитор кислотной коррозии, например бензотриазол, выпускаемый по ТУ 6-09-1291-87.

Заявляемый состав получил товарное название "Растон" и иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1
Отложения с энергетического котла ТГМ-151Б N 1 ТЭЦ АО Уралметпром состава, %: SiO₂ 1,3; Fe₂O₃ 35,4; CuO 29,8; CaO+MgO 7,34; P₂O₅ 7,74, предварительно растирают в ступке до однородной массы. Навеску отложений 1 г помещают в стакан и заливают 100 мл раствора композиции "Растон" предварительно разбавленной водой в соотношении 1:5. Растворение проводят при температуре 60^oC при перемешивании (Re_ц=6000). Количество растворившихся отложений определяют гравиметрически. Время экспозиции 1-4 часа. По окончании экспозиции оценивался объем воды, необходимой для отмывки не растворившейся части осадка до отсутствия С1-ионов в фильтрате.

Одновременно проводят испытания в соответствии с известными составами.

Соотношения компонентов в составе ""Растон"" для химической очистки и их свойства представлены в табл. 1.

Из данных, представленных в табл. 1, видно, что эффективность растворения отложений с использованием заявленного состава выше, чем у известного, а объем воды для отмывки нерастворившегося осадка значительно меньше.

По нашему мнению, более высокая эффективность состава обусловлена, вероятно, большей селективностью МИДФ по образованию комплексов с ионами Fe, Сu (основные компоненты отложений).

Увеличение емкости предлагаемого состава по ионам железа и ионам меди иллюстрируются следующими примерами.

Пример 2
Навески отложений приведенного в табл.2 состава помещают в термостатированный стакан, заливают по 100 мл состава "Дифалон" и ""Растон"" при оптимальном соотношении компонентов. Растворение проводят при перемешивании и 60^oC до момента достижения равновесия, т.е. до момента, после которого концентрация железа и меди в растворе перестает меняться. Рассчитывают количество железа и меди, переходящих в раствор (мг на 1 г состава).

Данные представлены в табл. 2.

Из данных, представленных в табл. 2 видно, что предлагаемые составы имеют емкость по железу и меди больше чем аналогичная характеристика прототипа на 30-50%. Очевидно, что это обстоятельство и объясняет более высокую его эффективность.

Отработанный после растворения отложений состав "Растон" может быть использован для предотвращения отложений и коррозии. Это позволяет проводить, практически, полную утилизацию раствора.

Пример 3
Отработанный маточный раствор (кислотность 0,1-0,12 М) отфильтровывали от твердой фазы и определяли содержание органофосфонатов по стандартной методике. Общее содержание органофосфоната составляла около 3%. Испытания эффективности отработанного раствора проводили в соответствии с ТУ 6-05-2021-86 для реагента ИОМС, определяли эффективность ингибирования кристаллизации сульфата и карбоната кальция.

Для оценки коррозионной стойкости брали образцы стали 20 и латуни Л-68 и помещали на 24 часа в отработанные растворы. Величину коррозии определяли гравиметрическим методом.

Данные представлены в табл. 3.

Из данных, представленных в табл. 3, видно, что отработанный маточный раствор "Растон" при оптимальных соотношениях компонентов может быть использован для предотвращения отложений, как сульфата, так и карбоната кальция. При этом по своей эффективности по вышеназванным отложениям он не уступает используемому в водоподготовке для тех же целей ингибитору ИОМС. Таким образом, при использовании заявляемого состава не только расширяется сфера использования, но и решается проблема утилизации отходов при отмывке (маточные растворы после отмывки, как правило, сливаются в канализацию), удешевляется реагентная обработка за счет использования отходов от промывки.

Формула изобретения

Состав для удаления высокотемпературных минеральных отложений с теплоэнергетического оборудования, содержащий нитрилтри(метиленфосфоновую) кислоту, соляную кислоту, ингибитор кислотной коррозии и воду, отличающийся тем, что он дополнительно содержит метилиминодиметиленфосфоновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Нитрилтри(метиленфосфоновая) кислота - 14-16
Метилиминодиметиленфосфоновая кислота - 4-7
Соляная кислота - 10-14
Ингибитор кислотной коррозии - 0,5-1
Вода - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5