Состав для удаления накипи

Авторы патента:

Токмакова Светлана Станиславовна (RU)

C02F5/12 - содержащих азот (C02F 5/14 имеет преимущество)

Владельцы патента RU 2328452:

Общество с ограниченной ответственностью "Нижегородский научно-исследовательский конструкторско-технологический институт местной промышленности"(ООО "НИЖНИИМЕСТПРОМ") (RU)

Изобретение относится к составам, предназначенным для эффективного удаления или предотвращения образования накипи и коррозии на поверхности водогрейных аппаратов. Заявленный состав содержит катионный полиэлектролит "ЭПАМ", представляющий собой водорастворимый аминоэпихлоргидриновый сополимер, содержащий катионные функциональные группы, полученный взаимодействием эпихлоргидрина с аминами - смесью первичного R-NH₂ или вторичного RR'-NH с аммиаком и введением ингибитора гелеобразования - третичного алифатического амина RR'R''N, где R представляет группу СН₃ при R₃N, RR''N; R'-C₂H₅ при R'₃N, R'R''N; R''-(СН₃)(СН₂Н₅), и лимонную кислоту при следующем соотношении компонентов, вес.%: водорастворимый катионный полиэлектролит "ЭПАМ" 1-2, лимонная кислота 0,5-1,5, вода остальное. Изобретение обеспечивает расширение ассортимента используемых составов для удаления накипи, повышение эффективности действия состава, уменьшение коррозии стали и количества компонентов состава. 2 табл.

Изобретение относится к составу, предназначенному для эффективного удаления или предотвращения образования накипи и коррозии на поверхности водогрейных аппаратов.

Известны многочисленные составы, применяемые для очистки теплообменных поверхностей от накипи, предотвращения образования накипи и защиты их от коррозии. В основном используются водные растворы кислот, кислых солей или щелочей.

Недостаток их использования - достаточно большая скорость растворения металлов, экологическая вредность, кроме того, необходимость применения ингибиторов, антикоррозионной защиты оборудования.

Одним из путей уменьшения агрессивного воздействия моющих растворов на металл при удалении накипи и других отложений является использование в них комплексонов (комплексообразователей, связывающих катионы металлов, входящих в состав накипи и других отложений).

Так, известен состав для химической очистки поверхностей изделий от накипно-коррозионных отложений (патент RU №2114215, Кл. C23F 14/02, C23G 1/06, опубл. 1998.06.27), содержащий, г/л: комплексон 24,0-26,0 и аскорбиновую кислоту 1,0-3,0. В качестве комплексонов в составе по изобретению используют этилендиаминтетрауксусную кислоту, диэтилентетраминпентауксусную, гексаметилдиаминтетрауксусную, 2 - оксиэтилиминодиуксусную, оксиэтилидендифосфорную кислоту и т.п. Состав позволяет эффективно удалять накипно-коррозионные отложения любой плотности при скорости удаления 0,5-0,6 г/см²·ч и при малом расходе состава.

Недостатками данного изобретения является токсичность состава, его высокий расход и недостаточная эффективность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату с заявленным изобретением является состав для удаления накипи (патент RU 2209187, Кл. C23F 14/02, C02F 5/10). Состав содержит высокоосновный оксихлорид алюминия, водорастворимый катионный полиэлектролит ВПК - 402 и трилон "Б" при следующем соотношении компонентов, вес.%: высокоосновный оксихлорид алюминия 1-3, водорастворимый катионный полиэлектролит ВПК - 402 0,25-0,75, трилон "Б" 0,01-0,05, вода - остальное. Использование в составе высокоосновного оксихлорида алюминия в указанном соотношении обеспечивает эффективность состава для удаления накипи за счет того, что в водных растворах высокоосновный оксихлорид алюминия находится в равновесном состоянии с кислотами и основаниями с различной активностью: HCl, HAlO₂, Н₃AlO₃, Al(OH)Cl₂, Al(OH)₂Cl, Al(ОН)₃. Комплексное и избирательное действие вышеперечисленных кислот и оснований обеспечивают растворение накипи и коагуляцию отложений в растворе солей.

Недостатками известного изобретения являются:

- невысокая эффективность;

- коррозионное действие на сталь;

- большое количество компонентов состава.

Задача заявленного изобретения - повышение эффективности действия состава, уменьшение коррозии стали и количества компонентов состава, а также расширение ассортимента используемых составов для удаления накипи.

Поставленная задача достигается тем, что состав для удаления накипи на основе кислоты и воды содержит катионный полиэлектролит "ЭПАМ", представляющий собой водорастворимый аминоэпихлоргидриновый сополимер, содержащий катионные функциональные группы, полученный взаимодействием эпихлоргидрина с аминами (со смесью первичного R-NH₂ или вторичного RR'-NH с аммиаком и введением ингибитора гелеобразования третичного алифатического амина RR'R''N, где R представляет группу СН₃ при R₃N, RR''N; R'-C₂H₅ при R'₃N, R'R''N; R''-(СН₃)(C₂H₅)), и лимонную кислоту при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Водорастворимый катионный полиэлектролит "ЭПАМ" 1-2

Лимонная кислота 0,5-1,5

Вода - остальное.

Характеристика компонентов состава:

1) лимонная кислота - трехосновная органическая кислота; с ионами металлов образует растворимые, устойчивые комплексные соединения, не разрушающиеся при нагревании. При химической отмывке хорошо растворимы в воде соли щелочных металлов; соли других металлов труднорастворимы.

2) ЭПАМ (ТУ 2494-008-55868659 - 2003, патент RU №2266301, Кл. C08G 65/26)

- водорастворимый аминоэпихлоргидриновый сополимер, содержащий катионные функциональные группы, полученный взаимодействием эпихлоргидрина с аминами (со смесью первичного R-NH₂ или вторичного RR'-NH с аммиаком и введением ингибитора гелеобразования третичного алифатического амина RR'R''N, где R - CH₃ при R₃N, RR''N; R'-С₂Н₅ при R'₃N, R'R''N; R''-(CH₃)(С₂Н₅)).

Полярные аминогруппы удерживаются на поверхности электростатическими силами, а полимерные цепи ориентируются перпендикулярно поверхности. Таким образом, на поверхности металла формируется защитная пленка, причем коррозионно-агрессивные вещества, присутствующие в воде, сталкиваются с двумя препятствиями:

1) полимерные цепи;

2) адсорбированные аминогруппы, расстояние между которыми меньше, чем размеры молекул воды, кислорода и углекислого газа.

При образовании защитной пленки проявляются флотирующие свойства полимера ЭПАМ. Молекулы аминных групп проникают в микротрещины отложений, окружают частицы отложений, ослабляют их связь с поверхностью и, в конце концов, отрывают. Таким образом, происходит постепенное разрыхление отложений и удаление с поверхности металла под действием потока жидкости.

Состав готовят простым смешением компонентов, при нормальных условиях.

Способ применения состава зависит от типа очищаемого объекта (оборудования), от типа материала, от толщины и состава отложений: состав заливают или прокачивают через систему (оборудование), подвергаемую очистке. Процесс очистки осуществляют при 60°С и выше. Верхний предел температуры определяется термостабильностыо материала оборудования.

Для оценки состояния поверхностей нагрева были вырезаны образцы труб из следующих зон КВГМ-100:

1) фронтовой экран - труба №39;

2) верхний конвективный пакет - труба №33.

На вырезках присутствуют отложения бурого цвета толщиной от 3 до 5 мм с включением отдельных очагов накипи толщиной от 8 до 12 мм, прочно сцепленные с металлом, практически не удаляемые с металла механическим путем.

Удельная загрязненность поверхности на проверенных вырезках - от 1999.4 г/м до 10000 г/м².

Состав отложений:

Fe₂O₃ - 56.7%	SO₃ - 0.66%
MgO - 11.42%	ZnO - 0.56%
CaO - 7.52%	SiO₂ - 0.39%
Al₂О₃ - 5.22%	Р₂O₅ - 0.27%
CuO - 1.35%	остальное (карбонаты, бикарбонаты, гидрооксиды, др.) - 16.44%

Вырезки труб заливают предлагаемым составом, содержащим, вес.%: 1,0-2,0 г катионного полиэлектролита "ЭПАМ", 0,5-1,5 г лимонной кислоты и воду до 100 мл, обрабатывают при перемешивании в течение 40 мин - время полного растворения накипи. Отмывка слоя накипи с поверхности вырезок труб, имеющих удельную загрязненность 2932 г/м² и 4691 г/м², происходит полностью, на 100% удаления отложений. При этом отмытый металл имеет чистую ровную поверхность серебристого цвета.

В таблице 1 представлены конкретные примеры, иллюстрирующие эффективность состава в зависимости от соотношения компонентов. Из таблицы видно, что понижение лимонной кислоты до 0,3 вес.% приводит к увеличению времени полного растворения - 60 мин, а также к понижению эффективности состава до 98%. Повышение лимонной кислоты до 2,0 вес.% не приводит к уменьшению времени полного растворения - 40 мин и повышению эффективности - те же 100%.

Также были проведены испытания на коррозийную стойкость (по стандартным методикам) по показателю скорости коррозии металлов. Результаты испытаний приведены в табл.2. Установлено, что при обработке стали предлагаемым составом коррозия практически отсутствует.

Таким образом, применение предлагаемого состава позволяет повысить эффективность действия состава, уменьшить коррозию стали и количество компонентов состава, а также расширить ассортимент используемых составов для удаления накипи.

Следует отметить, что при визуальном контроле, после проведения очистки, на поверхности труб появляется пленка, что свидетельствует о выраженных свойствах заявленного состава предохранять металлические поверхности от образования накипи и коррозии. Следовательно, заявленный состав может применяться для обработки теплоагрегатов до начала их использования с целью предотвращения образования накипи в процессе эксплуатации.

Отработанный раствор не представляет опасности для окружающей среды и не требует особых мер по утилизации.

Таблица 1
№ п/п	Состав для удаления накипи, вес.%	Время полного растворения, мин	Эффективность состава, %
"Эпам"	Лимонная кислота
1	1	0.3	60	98
2	1	0,5	40	100
3	1	1,5	40	100
4	1	2.0	40	100
5	2	0.3	60	98
6	2	0,5	40	100
7	2	1,5	40	100
8	2	2.0	40	100

Таблица 2
Наименование материала пластины	Показатель коррозии
Весовой, г/м²час	Глубинный, мм/год
Сталь 3	0,20	0,22
Сталь 20	0,018	0,02

Состав для удаления накипи из водогрейных аппаратов на основе кислоты и воды, отличающийся тем, что состав содержит катионный полиэлектролит "ЭПАМ", представляющий собой водорастворимый аминоэпихлоргидриновый сополимер, содержащий катионные функциональные группы, полученный взаимодействием эпихлоргидрина с аминами - смесью первичного R-NH₂ или вторичного RR'- NH с аммиаком и введением ингибитора гелеобразования - третичного алифатического амина RR'R''N, где R представляет группу СН₃ при R₃N, RR''N; R'-C₂H₅ при R'₃N, R'R''N; R''-(СН₃)(CH₂Н₅), и лимонную кислоту при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Водорастворимый катионный полиэлектролит "ЭПАМ"	1-2
Лимонная кислота	0,5-1,5
Вода	остальное

Изобретение относится к области очистки промышленных сточных вод или вод водооборотных систем, содержащих аммонийный азот, кислотоустойчивые формы бактерий (микроорганизмов), вызывающих кислую микробиологическую коррозию.

Способ обработки с использованием гидроксамовых полимеров в процессе байера (варианты) // 2189943

Способ обработки щелока процесса байера // 2189357

Способ оборотного водоснабжения коксохимического производства // 2027682

Гидрофобно модифицированные полиаминовые ингибиторы образования накипи // 2455318

Изобретение относится к полиаминам и способам их применения для противонакипной обработки в различных промышленных технологических потоках

Силанзамещенные полиэтиленоксидные реагенты и способ их применения для предотвращения или снижения накипи алюмосиликата в промышленных способах // 2463258

Изобретение относится к материалам для предотвращения или ингибирования образования накипи на оборудовании, используемом в промышленных способах, имеющих щелочные технологические потоки, и к способам предотвращения или ингибирования образования накипи с использованием таких материалов

Композиция для ингибирования образования отложений кальциевых солей // 2508426

Изобретение относится к способу ингибирования образования, осаждения и налипания отложений кальциевых солей на металлические и другие поверхности в оборудовании, резервуарах и/или трубопроводе установки для способа варки целлюлозы. Способ включает добавление эффективного количества ингибирующей отложения композиции к щелочной водной смеси в котле для способа варки целлюлозы. При этом композиция состоит из по меньшей мере одного фосфонатного компонента (I) и по меньшей мере одного компонента (II), состоящего из по меньшей мере одного карбоксилированного фруктанового соединения. Также изобретение относится к вариантам способа ингибирования образования отложений кальциевых солей в водной системе в выбранном щелочном способе варки целлюлозы, также способу производства бумажной массы и непосредственно композиции для ингибирования образования отложений кальциевых солей в водной системе в щелочном способе варки целлюлозы. Использование настоящего изобретения позволяет более эффективно ингибировать образование отложений кальциевых солей. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 пр., 3 ил.

Способ удаления и уменьшения образования твердых отложений // 2556665

Изобретение относится к способам предотвращения образования солевых отложений в технологических системах. Способ характеризуется добавлением в систему триметилглицин гидрохлорида в количестве от 0,8 до 10 млн-1. Изобретение позволяет предотвратить накопление твёрдых отложений без регулирования рН системы. 10 з.п. ф-лы, 3 табл.

Уменьшение алюмосиликатных отложений в процессе байера // 2565173

Изобретение относится к химической промышленности. Способ включает введение в поток процесса Байера ингибирующего алюмосиликатное отложение количества малой молекулы, содержащей по меньшей мере одну группу Si(OR)n, где R представляет собой Н, C1-C12 алкил, арил, Na, К, Li или NH4, а n=1, 2 или 3; или по меньшей мере одну группу SiMJR, где группы М, J и R каждая независимо выбрана из списка, состоящего из C1-С6 алкилокси, водорода, гидроксида или C1-C6 алкильной групп. Изобретение позволяет уменьшить образование отложений продукта обескремнивания в оборудовании процесса Байера, что приводит к повышению объемной скорости жидкости и увеличению срока, в течение которого оборудование для процесса Байера может находиться в эксплуатации, а также к уменьшению потребности в дорогостоящих и опасных операциях промывки кислотой оборудования процесса Байера. Изобретение обеспечивает значительное снижение общих эксплуатационных затрат в процессе Байера. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.

Гидрофобно модифицированные полиаминовые ингибиторы образования накипи // 2576616

Изобретение относится к полиаминам и способам их применения для противонакипной обработки в промышленных технологических потоках. Предложена композиция для уменьшения или устранения накипи в промышленном процессе, включающая полимерный продукт, полученный путем реакции полиамина, первого химически активного в отношении азота соединения и второго химически активного в отношении азота соединения. Предложены также способ уменьшения или устранения накипи в промышленном процессе путем добавления в указанный процесс данной композиции и способ противонакипной обработки в технологическом потоке. Технический результат - предложенная композиция повышает эффективность производства, так как позволяет проводить удаление накипи с труднодоступных поверхностей технологического оборудования без остановки производственного процесса. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 13 табл., 156 пр.

Композиции меченого ингибитора отложений и способы ингибирования отложений // 2579388

Изобретение по существу относится к композициям меченого ингибитора отложений и способам ингибирования отложений. В частности, настоящее изобретение относится к имидазолсодержащим меченым полимерным ингибиторам отложений, предназначенным для использования при обработке воды и/или нефтяных месторождений. Описан способ определения концентрации сополимера, ингибирующего отложения, для ингибирования образования отложений, включающий введение эффективного количества сополимера, ингибирующего отложения, в среду, измерение сигнала флуоресценции, соответствующего имидазольному фрагменту, и определение концентрации сополимера, ингибирующего отложения, на основании сигнала флуоресценции. Имидазолсодержащие сополимеры обеспечивают свойства ингибировать отложения и наряду с прочим позволяют осуществлять мониторинг уровней ингибитора отложений во время добычи нефти или применять в горном деле. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Способ растворения и/или ингибирования отложения накипи на поверхности системы // 2604366

Изобретения могут быть использованы для растворения и/или ингибирования отложения накипи на поверхности систем посредством приведения поверхности систем в контакт с композицией. Композиция содержит: А) от около 3 до около 15 массовых частей хелатообразующего компонента, выбранного из группы, состоящей изметилглицин-N-N-диуксусной кислоты, нитрилотриуксусной кислоты, гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусной кислоты, N,N-бис(карбоксиметил)-L-глютамата, этилендиаминтетрауксусной кислоты, диэтилентриамин-пентауксусной кислоты и/или их солей щелочного металла и их смесей; B) от около 3 до около 15 массовых частей кислотного компонента, отличающегося от хелатообразующего компонента, и C) по меньшей мере около 60 массовых частей воды; где массовые части основаны на 100 массовых частях композиции. Накипь включает фосфат железа, фторсиликат калия, фтористый калий и гексафторсиликат калия. Композиция может дополнительно содержать поверхностно-активное вещество и/или ингибитор коррозии. Композиции обеспечивают улучшенный способ удаления или предотвращения образования накипи и являются экологически безопасными. 3 н. и 21 з.п. ф-лы, 13 табл.

Гидрофобно модифицированные полиаминовые ингибиторы образования накипи // 2621705

Изобретение относится к способам применения полиаминов для противонакипной обработки в различных промышленных технологических потоках. Предложен способ уменьшения или устранения накипи в промышленном процессе, включающий добавление в процесс композиции, включающей полимерный продукт реакции полиамина и двух химически активных в отношении азота соединений, одно из которых содержит группу –Si(OR’’)3, где R’’ означает водород, С1-С20 алкил или фенил, причем полимерный продукт реакции имеет средневесовую молекулярную массу по меньшей мере 500. Технический результат - использование в предложенном способе гидрофобно модифицированных полиаминов увеличивает эффективность удаления алюмосиликатной накипи в трудноочищаемых промышленных технологических потоках. 18 з.п. ф-лы, 14 табл., 156 пр.