способ получения ингибитора отложений минеральных солей

Формула изобретения

1. Способ получения ингибитора отложений минеральных солей взаимодействием производных аммиака, в том числе аммония хлористого или отхода производства полиэтиленполиаминов, с формальдегидом и фосфористой кислотой как таковой или продуктом гидролиза треххлористого фосфора в среде разбавленной соляной кислоты при повышенной температуре с последующей нейтрализацией полученного раствора гидрооксидом натрия до pH 6,5 1,0, отличающийся тем, что процесс ведут при мольном соотношении исходных реагентов аммиак : формальдегид : фосфористая кислота 1:2,66 - 2,7:2,5 - 2,6.

2. Способ получения ингибитора отложений минеральных солей по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию полученного продукта осуществляют сухим гидроксидом натрия.

3. Способ получения ингибитора отложений минеральных солей по п.1, отличающийся тем, что нейтрализацию полученного продукта осуществляют водным раствором гидроксида натрия, приготовленным на сточных регенерационных водах с анионитовых фильтров OH-1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химии фосфорсодержащих соединений, в частности к получению аминофосфонатов, используемых в качестве ингибиторов отложений минеральных солей для стабилизационной обработки воды в системах водооборотного снабжения предприятий металлургической, химической, нефтехимической и других отраслей промышленности, а также в системах отопления и горячего водоснабжения.

Известен способ получения ингибитора отложений минеральных солей взаимодействием производных аммиака, в том числе аммония хлористого или отхода производства полиэтиленполиаминов, с формальдегидом и фосфористой кислотой как таковой или продуктом гидролиза треххлористого фосфора в среде разбавленной соляной кислоты при повышенной температуре с последующей нейтрализацией полученного раствора гидроксидом натрия до pH 6,5 1,0, при этом процесс ведут при мольном соотношении исходных реагентов аммиак:формальдегид:фосфористая кислота 1,0:2,35- 2,65:2,2-2,4 (патент РФ 2133751, C 07 F 9/38, 1999).

Описанный выше способ не обеспечивает стабильных показателей качества продукта, пригодного к использованию в системах горячего водоснабжения с открытым водоразбором.

Изобретением решается задача создания способа получения ингибитора отложений минеральных солей взаимодействием производных аммиака, обеспечивающего стабильные показатели качества продукта, пригодного к использованию в системах горячего водоснабжения с открытым водоразбором, при увеличении процента основного вещества и снижении объема полученного продукта, а также высокой экономичности благодаря применению регенерационных вод.

Для решения поставленной задачи в способе получения ингибитора отложений минеральных солей взаимодействием производных аммиака, в том числе аммония хлористого или отхода производства полиэтиленполиаминов, с формальдегидом и фосфористой кислотой как таковой или продуктом гидролиза треххлористого фосфора в среде разбавленной соляной кислоты при повышенной температуре с последующей нейтрализацией полученного раствора гидроксидом натрия до pH 6,5 1,0 предложено, согласно настоящему изобретению, процесс вести при мольном соотношении исходных реагентов аммиак:формальдегид:фосфористая кислота 1,0: 2,66-2,7: 2,5-2,6; при этом нейтрализацию полученного продукта могут осуществлять сухим (в виде порошка) гидроксидом натрия; кроме того, нейтрализацию полученного продукта могут осуществлять раствором на основе сточных вод с анионитовых фильтров ОН-1.

Изобретение поясняется примерами выполнения, которые представлены в таблице. В ней, в частности, приведены характеристики ингибиторов отложений минеральных солей, полученных в соответствии с заявляемым способом, а также в соответствии со способом, принятым за прототип. Так, в строке 1 этой таблицы представлены характеристики ингибитора отложения минеральных солей, полученного по способу, принятому за прототип. В строке 2 - ингибитор отложения минеральных солей, полученный в соответствии с заявляемым мольным соотношением исходных реагентов, при этом нейтрализацию полученного продукта осуществляли так же, как и в способе-прототипе, 42%-ным водным раствором гидроксида натрия до pH 6,5 1,0. В строке 3 - ингибитор отложений минеральных солей, полученный в соответствии с заявляемым соотношением исходных реагентов при нейтрализации полученного продукта сухим (в виде порошка) гидроксидом натрия. В строке 4 - ингибитор отложений минеральных солей, полученный в соответствии с заявляемым соотношением исходных реагентов при нейтрализации полученного продукта раствором на основе сточных регенерационных вод с анионитовых фильтров ОН-1.

Пример 1 (строка 2 таблицы).

В эмалированный реактор, снабженный обратным холодильником, рубашкой для нагрева и охлаждения, перемешивающим устройством и термопарой, загружают 152,9 кг 64%-ного водного раствора фосфористой кислоты (2,54 моль H₃PO₃) и 34,1 кг 27%-ной соляной кислоты. Полученную смесь кислот перемешивают и загружают последовательно по 30 кг хлористого аммония (1,0 моль в пересчете на 100%-ный продукт) и 102,3 кг 37%-ного раствора формальдегида (2,68 моль).

Мольное соотношение NH₄Cl:CH₂O:H₃PO₃ - 1,0:2,68:2,54.

Затем реакционный раствор нагревают при перемешивании до 102-105^oC, перемешивают при этой температуре 2,5-3 ч, охлаждают до 35-40^oC и при этой температуре нейтрализуют 42%-ным водным раствором гидроксида натрия до pH 6,5 1,0. Расход раствора щелочи составляет 250 9 кг.

После охлаждения получают 564 5 кг ингибитора отложений минеральных солей.

Пример 2 (строка 3 таблицы).

Все компоненты, их мольное соотношение, оборудование, порядок загрузки, температурные режимы аналогичны таковым в примере 1. Нейтрализацию раствора ингибитора ведут сухим гидроксидом натрия до pH 6,5 1,0. После охлаждения получают 420 5 кг ингибитора отложений минеральных солей

Пример 3 (строка 4 в таблице).

Все компоненты, их мольное соотношение, оборудование, порядок загрузки, температурные режимы аналогичны таковым в примере 1. Нейтрализацию раствора ведут 44%-ным водным раствором гидроксида натрия, приготовленным на регенерационной воде с анионитовых фильтров ОН-1 ступени до pH 6,5 1,0. Расход раствора щелочи составляет 259,2 кг.

После охлаждения получают 364 1,0 кг ингибитора отложений минеральных солей.

Из приведенных в таблице результатов исследования следует, что ингибитор, полученный при мольных соотношениях исходных реагентов, принятых в способе-прототипе, содержит свободного формальдегида около 0,05%, тогда как ингибитор, полученный в соответствии с заявляемыми мольными соотношениями исходных реагентов аммиак: формальдегид: фосфористая кислота 1,0:2,66-2,7: 2,5-2,6, содержит свободного формальдегида значительно меньше, что особенно важно для схем с открытым водоразбором.

Кроме того, из таблицы следует, что ингибитор, полученный при нейтрализации сухим гидроксидом натрия, содержит больше основного вещества и имеет лучшую эффективность ингибирования.

Таким образом, предлагаемый способ получения ингибитора отложений минеральных солей, характеризующийся тем, что реакционный процесс проводят при мольных соотношениях исходных реагентов аммиак:формальдегид:фосфористая кислота 1,0:2,66-2,7:2,5-2,6 позволяет получить и новый состав продукта, в котором уменьшено по сравнению с продуктом, получаемым по способу, принятому за прототип, содержание свободного формальдегида.

Нейтрализация сухим гидроксидом натрия приводит к получению ингибитора с лучшими физико-химическими характеристиками (более высокое содержание основного вещества и более высокая эффективность ингибирования как по карбонату кальция, так и по сульфату кальция) и позволяет получить ингибитор с лучшими характеристиками в меньшем объеме. При нейтрализации раствор ингибитора разбавляется почти в 2 раза. Это в свою очередь обеспечит получение ингибитора более экономичным способом вследствие значительной экономии средств на транспортные перевозки.

И, наконец, нейтрализация ингибитора раствором гидроксида натрия на основе регенерационных вод с анионитовых фильтров ОН-1 ступени предоставляет возможность использовать сточные воды электрических станций и получить ингибитор, соответствующий требованиям, предъявляемым к нему с точки зрения его безопасности, в частности действующих в настоящее время технических условий.

Заявляемый способ отложения ингибиторов отложений минеральных солей прошел промышленные испытания на одной из электростанций ОАО "Свердловэнерго". Положительные результаты его испытаний подтверждают его работоспособность и широкие возможности применения в будущем.