Состав для удаления накипи

Авторы патента:

Шаманский Сергей Сергеевич (RU)

C02F5/10 - с использованием органических веществ

Владельцы патента RU 2554583:

Шаманский Сергей Сергеевич (RU)

Изобретение относится к составам для удаления накипи и может использоваться в химической, нефтехимической промышленностях, теплоэнергетике, водоснабжении. Состав содержит 20,0-35,0 мас. % соляной кислоты, 4,0-6,0 мас. % пиросульфата натрия, или калия, или аммония или надсернокислый натрий, или калий, или аммоний, 1,0-1,5 мас. % неионогенного ПАВ, 3,5-5,0 мас. % тиомочевины, 10,0-15,0 мас. % диметилсульфоксида (ДМСО) и воду - остальное. Технический результат - повышение эффективности удаления накипи с металлических поверхностей труб и различных технологических агрегатов и аппаратов за счет повышения скорости растворения накипи. 2 ил., 3 табл.

Изобретение относится к нефтехимической, химической промышленности, теплоэнергетике, водоснабжению и другим отраслям народного хозяйства, а именно к составам для удаления накипи с внутренней поверхности труб, теплообменников и технологических аппаратов.

Известен состав для удаления накипи по патенту РФ №2085517, содержащий в мас. %: бисульфат или пиросульфат калия или натрия 5-12, соляную 4-8, уксусную кислоты 4-6, вода - остальное. Недостатком состава является низкая эффективность в удалении накипи с внутренних поверхностей труб.

Известен состав для удаления накипи по патенту РФ №2257354, взятый за прототип, содержащий в мас. %: пиросульфат натрия, или калия, или аммония или надсернистокислый натрий, или калий, или аммоний - 0,09-10,0, полифенольные соединения коры хвойных пород - 0,003-2,0, уротропин - 0,01-4,0, неионогенное ПАВ - 0,0015-0,009, полигексаметиленгуанидин хлорид - 0,1-1,5, соляную кислоту - 2,0-15,0, воду - остальное. Состав недостаточно эффективен для очистки внутренних поверхностей труб от накипи из-за низкого содержания основного рабочего вещества - соляной кислоты и отсутствия компонентов, способных растворять органические примеси, содержание которых варьируется в широких пределах и является основным препятствующим агентом в работе средства для удаления накипи. В процессе очистки состав для удаления накипи вступает в химическую реакцию с отложениями, и как результат уменьшается его концентрация, что приводит к снижению эффективности очистки.

Технический результат - повышение эффективности удаления накипи с металлических поверхностей труб и различных технологических агрегатов и аппаратов.

Технический результат обеспечивается за счет того, что состав для удаления накипи, содержащий соляную кислоту, пиросульфат натрия, или калия, или аммония или надсернокислый натрий, или калий, или аммоний и неионогенное поверхностно-активное вещество (ПАВ), дополнительно содержит тиомочевину и диметилсульфоксид (ДМСО) при следующем содержании компонентов, мас. %:

Соляная кислота	20,0-35,0
Пиросульфат натрия, или калия, или аммония или
надсернокислый натрий, или калий, или аммоний	4,0-6,0
Неионогенные ПАВ	1,0-1,5
Тиомочевина	3,5-5,0
Диметилсульфоксид	10,0-15,0
Вода	Остальное

Предложено использовать ДМСО, имеющий более высокую температуру кипения по сравнению с ацетоном, используемым в прототипе, и хорошо растворяющий органические отложения различного состава, что подтверждено опытным путем, с использованием количественной спектроскопией ядерного магнитного резонанса на ядрах водорода и углерода.

Подобранная оптимальная концентрация соляной кислоты позволяет более интенсивно растворять железно-кислые отложения путем переведения их в растворимые соли, которые удаляются механически, путем пропускания водного раствора под высоким давлением. Однако использование сильной кислоты с высокой концентрацией приводит к истончению металла и выходу из строя металлических труб, вследствие невозможности использования высокого давления в действующих аппаратах. Следовательно, возникла необходимость использования ингибиторов коррозии, которая ускоряется при введении кислоты. В качестве ингибитора предложено использовать тиомочевину. Неионогенные поверхностно активные вещества (ПАВ) и ДМСО - хорошие агенты в борьбе с масляными и жирными отложениям, которые препятствуют эффективной работе основного компонента - соляной кислоты.

Использование ДМСО и тиомочевины в сочетании со значительно большим содержанием соляной кислоты позволило увеличить скорость растворения накипи и повысить эффективность удаления накипи.

Для оценки качества работы предложенного состава были приготовлены образцы, моделирующие различные отложения. Их основной качественный состав, иммитирующий состав отложений на внутренних поверхностях труб:

1. гидрокарбонаты, сульфаты и хлориды кальция и магния;

2. гидроксид железа (III), а также продукты его разложения FeO(OH);

3. масляные и нефтяные фракции различного состава;

4. в качестве механических составляющих использованы труднорастворимые соли карбонатов, сульфидов и силикатов металлов.

Для испытания брали 1000 мл состава для удаления накипи, нагревали до температуры 60-70°С и с помощью насосов высокого давления циркулировали раствор по внутренним поверхностям труб с различными отложениями, созданными искусственно, но моделирующими реальный состав накипи различных предприятий. Определение состава загрязняющих агентов был изучен с помощью различных физико-химических методов: фотокалориметрия, атомная адсорбция, хроматомасспектрометрия, спектроскопия ядерного магнитного резонанса, ИК и УФ спектрометрия. Все образцы были исследованы по трем основным параметрам, характеризующим качество и эффективность работы смесей с различным соотношением компонентов:

1. скорость растворения накипи;

2. полнота переведения железно-кислых отложений в растворимые вещества;

3. полнота удаления органических составляющих накипи.

Скорость растворения накипи оценивали по изменению массы (взвешивались на аналитических весах с точностью до четвертого знака после запятой) во времени искусственно созданных образцов, состав которых представлен выше.

Полноту переведения железно-кислых отложений в растворимые вещества оценивали путем измерения содержания ионов Fe⁺³ в растворе фотометрическим методом, основанным на образовании сульфосалициловой кислотой или ее натриевой солью с солями железа окрашенных комплексных соединений, причем в слабокислой среде сульфосалициловая кислота реагирует только с солями железа⁽³⁺⁾ (красное окрашивание), а в слабощелочной среде - с солями железа⁽²⁺⁾ и ⁽³⁺⁾ (желтое окрашивание). Раствор фильтруют через фильтр «белая лента», приливают аммония хлористого, сульфосалициловую кислоту, аммиака, рН раствора должен составлять 7-8 (по лакмусовой индикаторной бумаге). Доводят до метки дистиллированной водой. Тщательно перемешивают и оставляют на 5 мин до развития окраски. Оптическую плотность полученного раствора измеряют при длине волны λ=425 нм в кювете с длиной поглощающего слоя 50 или 10 мм по отношению к холостому раствору, проведенному с дистиллированной водой через весь ход анализа. По градуировочному графику находят содержание железа.

Загрязнения, содержащие органические вещества, определяются и изучаются методом количественной ЯМР спектроскопии на различных ядрах. Спектры ЯМР ¹³С регистрировались для ядер углерода на спектрометре «Varian VXR 500 S» (США) с рабочей частотой 67,7 МГц при температуре 25°С в стандартных ампулах диаметром 5 и 10 мм. Содержание органических молекул и химические сдвиги (δ¹³С) измерены относительно сигнала внешнего эталона (точность измерения ±0,1 м.д.). Погрешность интегрирования оставляет не более ±3%.

Приготовлены и исследованы образцы смесей, различные по химическому составу. Соотношение компонентов представлено в таблице 1.

Результаты проведенных экспериментов по изучению эффективности работы растворов с различным соотношением компонентов представлены в таблице 2.

Как видно из сравнения данных (табл. 1 и 2), время растворения накипи и удаление механических примесей уменьшается при переходе от смеси 1 к смеси 15, что, возможно, обусловлено увеличением содержания соляной кислоты в растворе. При этом целесообразно использовать раствор, содержащий не менее 25 мас. % соляной кислоты. Использование других кислот не рекомендуется вследствие засорения внутренней поверхности труб продуктами химических реакций (труднорастворимых солей). Полнота переведения железнокислых отложений в растворимые вещества также увеличивается при изменении содержания HCl в растворе, что обусловлено химическими свойствами соляной кислоты. Оптимальной является концентрация кислоты в растворе, которая находится в пределах: 28-35 масс. % от общей массы раствора.

Полнота удаления органических составляющих отложений изменяется в широких пределах. Хорошие результаты показывают смеси 13-15, что обусловлено увеличением содержания ДМСО и хлороводородной кислоты в растворе.

Степень защиты от коррозии для представленных образцов изменяется в довольно узких пределах. Однако лучшие результаты наблюдаются для смесей под номерами 9-15.

Таким образом, наиболее оптимальными являются приведенные в примерах 13-15 концентрации компонентов состава в мас. %: соляная кислота 20-35, пиросульфат натрия, или калия, или аммония, или надсернокислый натрий, или калий, или аммоний 4-6; тиомочевина 3,5-5; неионогенное ПАВ 1,0-1,5; ДМСО 10,0-15,0 и вода - остальное.

В таблице 3 представлены результаты исследований эффективности удаления накипи в зависимости от температуры состава для удаления накипи. Наиболее приемлемые результаты показали опыты при температуре 50-60°С, дальнейшие увеличение температуры не приводит к изменениям результатов исследуемых параметров.

Снижение полноты удаления органических составляющих отложений при достижении температуры выше 60°С, возможно, обусловлено ускорением испарения диметилсульфоксида как основного компонента для удаления органических загрязнителей. Таким образом, оптимальной температурой для проведения процесса очистки является 60°С, при четырехчасовой циркуляции раствора.

В зависимости от уровня загрязненности различными отложениями индикатором для необходимости обновления раствора для удаления накипи является показатель рН раствора. Во время промывки рН раствора изменяется вследствие протекания реакции кислоты и отложений и как результат снижения концентрации хлороводородной кислоты в растворе. Эффективность работы смеси падает. На фиг. 1 представлена зависимость эффективности работы раствора от значения рН.

Таким образом, при промывке системы необходимо контролировать значение рН раствора, которое не должно подниматься выше значения рН 4, и при необходимости обновлять раствор для эффективной работы раствора для удаления накипи и загрязнений с внутренних поверхностей труб.

Далее нами были приготовлены растворы с различными представителями неионогенных поверхностно активных веществ (ПАВ). Одной из самых многочисленных групп неионогенных ПАВ являются полиоксиэтиленовые эфиры алкилфенолов. На фиг. 2 представлены результаты оценки возможности использования различных представителей неионогенных ПАВ. Наилучший результат очистки от накипи показал неионогенный ПАВ-TWEEN 60.

Состав для удаления накипи, содержащий соляную кислоту, пиросульфат натрия, или калия, или аммония или надсернокислый натрий, или калий, или аммоний, неионогенное поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что дополнительно содержит тиомочевину и диметилсульфоксид при следующем содержании компонентов, мас. %:

Соляная кислота	20,0-35,0
Пиросульфат натрия, или калия, или аммония или
надсернокислый натрий, или калий, или аммоний	4,0-6,0
Неионогенный ПАВ	1,0-1,5
Тиомочевина	3,5-5,0
Диметилсульфоксид (ДМСО)	10,0-15,0
Вода	Остальное

Изобретение относится к технологии защиты и консервации металла внутренних поверхностей оборудования закрытых систем теплоснабжения. Способ осуществляется введением в теплоноситель реагента, который представляет собой смесь твердого и жидкого парафинов.

Состав для удаления накипи // 2515829

Изобретение предназначено для удаления накипи с поверхности водогрейных аппаратов. Состав включает лимонную кислоту и функциональную добавку - полиэтиленгликоль марок ПЭГ-800, ПЭГ-1000, ПЭГ-1200, ПЭГ-1500, ПЭГ-1600.

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 ингибирования образования и отложений осадка диоксида кремния в водных системах // 2495833

Изобретение относится к способу ингибирования образования и отложений диоксида кремния и силикатных соединений в водных системах. Способ ингибирования включает добавление в водную систему эффективного ингибирующего количества одного или нескольких водорастворимых полимеров формулы I, где M представляет собой повторяющийся элемент, полученный после полимеризации одного или нескольких мономеров, включающих способную к полимеризации углерод-углеродную двойную связь; r соответствует от 0 примерно до 5 молярным процентам, s соответствует от 100 примерно до 95 молярным процентам; R1 представляет собой H или C1-C4 алкил; R2 представляет собой группу формулы -(CH2-CHR3-O)n-; R3 представляет собой H или CH3, или их смесь; и n соответствует числу от 2 примерно до 25; причем указанные один или более водорастворимые полимеры объединяют с ингибитором образования отложений, выбранный из группы, состоящей из неорганических или органических полифосфатов, фосфонатов и поликарбоксилатов.

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.

Способ удаления накипи и защиты от отложений солей и коррозии // 2339586

Изобретение относится к составам для удаления накипи с поверхности труб, теплообменников, технологических аппаратов и защиты оборудования от отложения солей и коррозии.

Состав для удаления отложений и накипи с внутренних поверхностей теплообменного оборудования // 2331591

Изобретение относится к химической промышленности, теплоэнергетике, водоснабжению и другим отраслям народного хозяйства, а именно к составам для удаления отложений и накипи с внутренних поверхностей труб, теплообменников и технологических аппаратов.

Меченые ингибирующие образование накипи полимеры, содержащие их композиции и способ предотвращения или регулирования образования накипи // 2315778

Изобретение относится к использованию ингибирующего образование накипи полимера для предотвращения или регулирования образования накипи в содержащих воду системах.

Способ получения гомополимеров и/или сополимеров в водном растворе, полученные названным способом полимеры и водная суспензия минеральных веществ с использованием указанных полимеров // 2217439

Способ ингибирования накипи в эксплуатируемых в жестких условиях системах и новые средства против накипи для этих систем // 2214973

Изобретение относится к способу ингибирования образования накипи в водных системах, которые обычно эксплуатируются в жестких условиях. .

Композиция, содержащая сополимер акриловой кислоты-2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты и полималеиновую кислоту, а также ее использование // 2564809

Группа изобретений относится к композиции и способам подавления образования накипи и отложений в мембранных системах. Композиция для подавления образования накипи в мембранных системах содержит 5-40 мас.% сополимера акриловой кислоты-2акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты и 5-40 мас.% полималеиновой кислоты. Описаны также способы подавления образования накипи и отложений из поступающего потока, проходящего через мембранную систему и подавления образования карбоната кальция и осаждения из поступающего потока, проходящего через мембранную систему, включающие добавление эффективного количества указанной композиции в поступающий поток после корректировки рН поступающего потока в диапазоне от 7,0 до 10,0, дополнительной корректировки температуры поступающего потока в диапазоне от 5°С до 40°С, если мембранная система представляет собой систему RO, NF, ED, EDI или их комбинацию, и дополнительной корректировки температуры поступающего потока в диапазоне от 40°С до 80°С, если мембранная система представляет собой систему MD. Указанная композиция может дополнительно содержать эффективное количество одного или нескольких флуорофоров. Технический результат - эффективное ингибирование образования отложений карбоната кальция при значении мутности для воды ниже 2 нефелометрических единиц мутности даже в присутствии 0,8 миллионных частей Fe3+. 3 н. и 24 з.п. ф-лы, 3 ил., 3 пр.

Ингибирующая коррозию композиция // 2597441

Настоящее изобретение относится к области защиты металлов от коррозии в корродирующих средах, в частности к ингибированию коррозии стали в водном растворе. Композиция содержит смесь по меньшей мере одной соли гидроксикарбоновой кислоты и по меньшей мере одной соли оксокислотного аниона, в которой по меньшей мере одна соль гидроксикарбоновой кислоты содержит от 40 до 60% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной глукаратной соли, от 5 до 15% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной глюконатной соли, от 3 до 9% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной 5-кетоглюконатной соли, от 5 до 10% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной соли винной кислоты, от 5 до 10% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной соли тартроновой кислоты и от 1 до 5% по массе от общей массы заявленных гидроксикарбоксилатов по меньшей мере одной гликолятной соли. Технический результат: повышение экологичности, стабильности и эффективности защиты от коррозии. 12 з.п. ф-лы, 4 табл., 9 пр.

Способ получения сополимеров малеиновой кислоты с изопренолом // 2598645

Настоящее изобретение относится к способу получения сополимеров малеиновой кислоты с изопренолом и их применению. Описан способ получения сополимеров малеиновой кислоты с изопренолом из: a) малеиновой кислоты в количестве от 30 до 80% масс., b) изопренола в количестве от 5 до 60% масс., c) одного или нескольких других этиленненасыщенных мономеров в количестве от 0 до 30% масс., в котором малеиновую кислоту, изопренол и при необходимости другой этиленненасыщенный мономер полимеризуют в присутствии редоксхимического радикального инициатора и регулятора при температуре в диапазоне от 10 до 80°C. Также описаны сополимеры малеиновой кислоты и изопренола, полученные указанным выше способом, а также описано их применение в качестве ингибитора образования отложений в водопроводящих системах. Технический результат - получение ингибиторов образования отложений, эффективно предотвращающих образование осадков и отложений карбоната кальция, сульфата кальция и щелочных солей магния в водопроводящих системах, полученных мягким способом полимеризации, при осуществлении которого отсутствует протекание побочных реакций. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 табл., 9 пр.

Применение разветвленных сложных полиэфиров на основе лимонной кислоты в качестве добавки в средствах для мытья посуды, очищающих средствах, моющих средствах или в композиции для обработки воды // 2629951

Изобретение касается применения разветвленных сложных полиэфиров, которые получают в результате поликонденсации лимонной кислоты по меньшей мере с одним полиспиртом, а также необязательно с компонентом поликарбоновой кислоты, в качестве добавки в средствах для мытья посуды, очищающих средствах, моющих средствах или в композиции для обработки воды и смесей, содержащих такие разветвленные сложные полиэфиры. Описано применение разветвленных сложных полиэфиров, которые получают в результате поликонденсации: (a) лимонной кислоты (компонента А) с (b) по меньшей мере одним полиспиртом, имеющим по меньшей мере 2 и вплоть до 6 гидроксильных групп (компонентом В), и (c) необязательно компонентом поликарбоновой кислоты (компонентом С) и необязательно взаимодействия с (d) по меньшей мере одним компонентом D, выбираемым из группы, состоящей из: алкил- или алкенилкарбоновых кислот с 6-30 атомами углерода в алкиле или алкениле, алкиловых или алкениловых спиртов с 6-30 атомами углерода, алкил- или алкениламинов с 6-30 атомами углерода, алифатических изоцианатов с 6-30 атомами углерода, в процессе этой поликонденсации или после нее, в качестве добавки в средства для мытья посуды, очищающие средства, моющие средства или в композицию для обработки воды, причем разветвленные сложные полиэфиры имеют молекулярную массу Мn от 400 до 5000 г/моль, молекулярную массу Mw от 500 до 50000 г/моль, кислотное число от 60 до 600 мг КОН/г полимера и температуру перехода в стекловидное состояние в диапазоне от -50 до +50°С, причем мольное соотношение лимонной кислоты и полиспирта составляет от 3,5:1 до 1,0:1,5, и причем при необходимости доля поликарбоновых кислот составляет максимально 30 мол.% относительно использованного количества лимонной кислоты. Технический результат – применение веществ для целей очистки, в частности, в качестве добавки к содержащим фосфаты и не содержащим фосфаты очищающим композициям для машинного мытья посуды и для целей препятствования отложениям в водопроводных системах. 5 н. и 8 з.п. ф-лы, 2 табл.

Сополимеры на основе изопренола, моноэтиленненасыщенных монокарбоновых кислот и сульфокислот, способ их получения и их применение в качестве ингибиторов образования отложений в водопроводящих системах // 2632991

Изобретение относится к сополимерам на основе изопренола. Сополимеры на основе изопренола включают: (a) от 5 до 40 мас.% изопренола, (b) от 5 до 93 мас.% по меньшей мере одной моноэтиленненасыщенной монокарбоновой кислоты с 3-8 атомами углерода, выбранной из акриловой кислоты и метакриловой кислоты, ее ангидрида или ее соли, и (c) от 2 до 90 мас.% одного или нескольких содержащих сульфокислотные группы мономеров, выбранных из 2-акриламидо-2-метил-пропансульфокислоты и аллилсульфокислоты, сополимеры получены путем полимеризации мономеров (а), (b) и (с) в присутствии редоксхимического инициатора и регулятора при температуре от 10 до 80°С, причем редоксхимический инициатор содержит пероксид водорода, соль железа и в качестве восстановителя гидроксиметансульфинат натрия или натрий-2-гидрокси-2-сульфинатоуксусную кислоту. Заявлен также способ получения и разные применения сополимеров. Технический результат – достижение высокого процента ингибирования образования отложений в водопроводящих системах. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл., 11 пр.

Композиция для умягчения воды // 2635250

Изобретение относится к композиции для умягчения воды и может быть использовано в стиральных и посудомоечных машинах. Состав для умягчения воды, свободный от активных веществ для смягчения ткани, поверхностно-активных веществ и/или отбеливателя, содержит комбинацию полимерных средств для умягчения воды, где первое средство содержит полимер на основе ненасыщенной карбоновой кислоты, второе средство содержит сополимер на основе ненасыщенной поликарбоновой кислоты, и где во втором средстве ненасыщенная поликарбоновая кислота включает малеиновую кислоту и сополимер дополнительно содержит олефин. Технический результат – высокая эффективность умягчения воды и удаления мыльного осадка. 5 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.