Способ получения ингибитора отложений минеральных солей

 

Союз Советски и

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ()966037 (51) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.03.81(21) 3264025/23-26 с присоединением заявки М (23)Приоритет

Опубликовано 15.10,82. Бюллетень М 38

Дата опубликования описания 15.10.82 (5 3 ) М. Кл.

С 02 F 5/10

Ркударетисииы1 комитет

CCCP ив делам иаебретеиий и втирмтий (53) УДК 663. . 632.7 (088.8) *

Б. Н. Ирикер и М. И. Якушкин, i,,:,сантос: (72) Авторы изобретения

И," „,:,::.;„., i3(ВИБЛЙОТЕНА (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРА

ОТЛОЖЕНИЙ МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ

Изобретение относится к получению веществ, добавляемых в системы оборот ного водоснабжения, нагрева и охлажд ния для предотвращения отложения минеральных солей в насосах, трубопроводах и арматуре.

Известен способ получения ингибитора отложений минеральных солей путем фосфориюсирования аммиака, этилендиамина, диэтаноламина и других моно- и ди аминов 1 5, для предотвращения осаждений солей кальция из водных растворов предложено добавлять сопи полиапкиленполиаминопсаиметиленфосфоновой кисло. ты (2).

Известен также способ получения ингибитора отложения карбонатных и сульфатных солей кальция взаимодействием в солянокислой среде формальдегида и ортофосфосвтсРой кислоты со смесью полиэтипенцолиамина, моноэтаноламина, карбамида, хлорида аммония и гексаметилентетрамина (3) .

Недостатком известных сттособов является низкая эффективность ингибирования продуктов при концентрациях менее

5 мг/л.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения ингибитора отложений минеральных солей взаимодействием фосфористой кислоты, формальдегида и смеси полиэтиленполиамина, этилендиамина и гексаметилендиамина или хлоргидратов этих аминов, являюшихся отходом в производстве анионитов АН-19, АН-22 и АН-21 (45 .

15 Недостатками этого способа являются низкая эффективность ингибирования при концентрациях менее 5 мг/л и необходимость строгого регулирования соотношения различных аминов, в то время как анионнты выпускаются разовыми партиями е

Iles изобретения — по..ышение эффективности ингибирования отложений мине55

3 96603 ральных солей при малых концентрациях ингибитора (1 мг/л).

Поставленная цель достигается применением фосфористой кислоты, формальдегида, а в качестве аминосоединения, под- 5 вергаемого алкилфосфорилированию ксилилендиамина, содержащего смесь метаи лара-изомеров ксилилендиамина при молярном соотношении ксилилендиамин: фосфорис тая кислота: форм альдегид-1: 10 (3,9-4, 1):(3,9-6,2) с последующей нейтрализацией дорн > 3,5.

Процесс фосфорилирования проводят в водной солянокислой среде взаимодействием формальдегида и фосфористой кис- 15 лоты с яйоргидратами ксилилендиамина,: образующимися в этой среде. После проведения реакции фосфорилирования полученный продукт нейтрализуют добавлением едкого патра, и образовавшийся водный 20 раствор, содержащий 30-38 ингибитора, 7-9% хлорида натрия и доли процента не вступивших в реакцию продуктов, охлажда. ют до нормальной температуры, При исйользованиИ технического ксилилендиамина, фосфористой кислоты и формальдегида лучшие результаты получают прн мольном соотнощении ксилилендиамин:соляная кислота:фосфористая кислота:формальдегид

1:2,5:4:4.

Поскольку промышленный выпуск фосфористой кислоты ограничен, разработан способ получения ингибитора с заменой фосфористой кислоты на треххлористый фосфор, дающий при гидролизе фосфористую кислоту. Для предотвращения сниже35 ния эффективности ингибирования из-за избытка соляной кислоты 65-80% образующегося хлористого водорода следует удалять из зоны реакции, что достигает40 ся строгим регулированием количества вводимой в реактор воды.

Разработана также технология получения ингибитора отложений с заменой фосфористой кислоты на отход производства у0иметилфосфита —. кубовый остаток после

$5 вакуумной отгонки, содержащий монометилфосфит, диметилфосфит, фосфористую кислоту, фосфорную кислоту. Средний состав кубового остатка, %: фосфорная кислота 1-2э фосфористая кислота 15-18е 50 монометилфосфит 5 8-62; диметилфосфит

20-25. При использовании кубового, остатка одновременно с ингибитором отложений получают технический метилаль— продукт, используемый в производстве ионообменных смол. Для получения метнлаля дополнительно расходуется формальдегид, поэтому при использовании

7 4 метиловых эфиров фосфористой кислоты соотношение формальдегида повыша ется до 6, 2 моль на 1 моль ксилилендиамина. Загрузку соляной кислоты при этом не производят, оставляя в реакционной смеси ее избыток от 25-100%.

Пример 1. В эмалированный реактор, снабженный прямым и обратным холодильником, загружают при охлаждении и перемешивании 138 кг (1 кг/моль) технического ксилилендиамина, 325 кг (2,5 кг/моля) технической 28%-ной соляной кислоты, 328 кг (4,моля) фосфористой кислоты и 330 кг (4 моль) 37%ного водного раствора формальдегида, температуру смеси постепенно поднимают до 100оС и выдерживают при 100 2оС

3 ч. После этого дают полное охлаждение и при 60-70 С постепенно вводят600 л 42%-ного раствора гидроокиси натрия. При охлаждении получают 1990 кг водного раствора с содержанием ингибитора 30,4 и рН 3,85.

Пример 2. В коррозионностойкий реактор загружают 138 кг (1 моль) технического ксилилендиамина, 325 кг (2,5 моль) технической 28%-ной соляной кислоты, 507 кг (6, 15 моль) 37%ного водного раствора формальдегида и

400 кг кубового остатка производства диметилфосфита, содержащего 6,4 кг ортофосфорной кислоты, 65,6 кг (0,8моль) фосфористой кислоты, 240 кг (2,5 моль) монометилфосфита, 88 кг .(О, 8 моль) ди метилфосфита, причем вместе с метиловыми эфирами содержание фосфористой кислоты составляет 4,1 моль. При за грузке охлаждением поддерживают температуру ниже 35оС, затем температуру в реакторе поднимают и через прямой холодильник в температурных пределах

42-61 С отгоняют 160 кг метилалясырца. После прекращения отгона содержимое выдерживают 3 ч при 10012о©, пря охлаждении постепенно добавляют

500 л 42%-ного водного раствора гидроокиси натрия и получают 1935 кг водного раствора с содержанием ингибитора

32% и рН 3,65.

Пример 3. В эмалированный реактор, дополнительно снабженный трубой для подачи треххлористого фосфора, которая заканчивается барбатером у самого . дна реактора, и скуббером для поглощения хлористого водорода, присоединенным за обратным холодильником, загружают

138 кг (1 моль) технического ксилилендиамина, 322 кг (3,9 моль) 37%-ного водного раствора формальдегида и 197 кг

5 966037 6 воды. Температуру в реакторе снижают . избытка соляной кислоты. Через 5 мин охлаждением до 20-25 С и через трубу .после окончания дозировки содержимое с барботером начинают постепенную пода- реактора нагревают и выдерживают при чу 536 кг (3,9 моль) треххлористого 98-102оС 3 ч. При охлаждении посте фосфора, причем во избежание его потерь у пенно добавляют 725 кг 42%-ного растне дают температуре в реакторе поднимать- вора гидроокиси натрия и получают ся выше 30-35оС, При интенсивном ох- 1500 кг раствора с содержанием ингилаждении время подачи занимает 1-2 ч, . битера 38% и рН 3,9. при этом 75% образующегося хлористого Свойства полученных ингибиторов водорода уходит в поглотительный скруб- 30 отложений минеральных солей представлебер, оставшиеся 25% НСЙ составляют ны в таблице. Эффективность ингибирова143 кг (2,93 моль) и расходуются на - ния отложений солей кальция определена нейтрализацию и создание небольшого в соответствии с ТУ 605-211-1159-80.

Эффективность ингибировання средняя иэ 5 определений, % при концентрации ингибитора 5 мг/л

98 по Са5О, по СаСО

98

98

98 при концентрации ингибирования 1 мг/л

98 по CaSO@ по СаСО

86

-38

Температура замерэания,о С -36

-38

Содержание свободного формальдегида, %

0,04

0,4

0,03

Использование в качестве ингибитора отложений минеральных солей продукта взаимодействия ксилилендиамина с формалином и технической фосфористой кислотой в солянокислой среде позволяет повысить при малой концентрации ингибитора эф,$0 фективность ингибирования по солям каль- ция в4-8раз и понизитьостаточноесо " держание непрореагировавших веществ, например количество не вступившего в реакпию формальдегида снижается в 10 раз. Кроме того, значительно упрощается технология получения за счет уменьшения количества исходных компонентов с 7-8 до 4-5.

Формула изобретения

Способ получения ингибитора отложений минеральных солей взаимодействием в водной солянокислой среде аминосоединения, формальдегида и фосфористой кислоты или соединений фосфора, выделяющих при гидролиэе фосфористую кислоту, с последующей нейтрализацией раствора до рН выше 3 5, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью повышения эффективности ингибирования при малых кон центрациях ингибитора, в качестве аминосоединения используют ксилилендиамин, содержащий смесь мета- и пара-иэомеров ксилилендиамина, при следующем

7, 96603 молярном соотношении: ксилилендиамин:

: фосфористая кислота: формальдегид =

= М(3,9-4,1):(3,9-6, 2).

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 3393150, кл. 210-58, 1967 .

7 8

2. Патент США М 3619427, кл. 210-58, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

М 719970, кл, С 02 В 5/00, 1978.

4. Авторское свидетельство СССР

% 703545, кл. С 08 6 73/02, 1977.

Составитель А. Шерр

Редактор М. Келемеш Техред С.Мигунова Корректор В. Бутяга

Заказ 7767/34 Тираж 981 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 фцлцл Ilrm "Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4