Способ получения ингибитора отложений минеральных солей

Союз Советски иСоциалистическимРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)М, Кд. С 02 Р 5/10 3 ЬеударетасииыЯ комитет Фь.СР вв делам изебретеииЯ и втирмтиЯ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИНГИБИТОРА ОТЛОЖЕНИЙ МИНЕРАЛЬНЫХ СОЛЕЙ Изобретение относится к получениювеществ, добавляемых в системы оборот.ного водоснабжения, нагрева и охлажд ния дпя предотвращения отложения минеральных солей в насосах, трубопроводах и арматуре.Известен способ получения ингибитора отложений минеральных солей путем фосфорюсирования аммиака, этилендиамина, диэтаноламина и других моно- и ди аминов (,11, дпя предотвращения осаждений солей кальция из водных растворов предложено добавлять сопи полиапкиленполиаминопопиметиленфосфоновой кисло. ты 2.Известен также способ получения ингибитора отложения карбонатных и сульфатных солей кальция взаимодействием в солянокислой среде формапьдегида и ортофосфо 1 птсрой кислоты со смесью полиэтипенцолиамина, моноэтанопамина, карбамида, хлорида аммония и гексаметилентетрамина 3 3Недостатком известных сттособов является низкая эффективность ингибирования продуктов при концентрациях менее5 мг/л.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ полученияингибитора отложений минеральных солейвзаимодействием фосфористой кислоты, 1 о формальдегида и смеси полиэтиленполиамина, этилендиамина и гексаметилендиамина или хлоргидратов этих аминов, являюшихся отходом в производстве анионитов АН, АНи АН41 .15 Недостатками этого способа являютсянизкая эффективность ингибирования приконцентрациях менее 5 мг/л и необходимость строгого регулирования соотношения различных аминов, в то время каканионнты выпускаются разовыми партиямиЦель изобретения - по 1.ышение эффективности ингибирования отложений мине55 3 96603ральных солей при малых концентрацияхингибитора (1 мг/л),Поставленная цель достигается применением фосфористой кислоты, формальдегида, а в качестве аминосоединения, подвергаемого алкилфосфорвтированию ксилилендиамина, содержашего смесь метаи пара-изомеров ксилилендиамина примолярном соотношении ксилилендиамин:фосфористая кислота:формальдегид: 10(3,9-4,1):(3,9-6,2) с последующейнейтрализацией дорн3,5.Процесс фосфорилирования проводят вводной солянокислой среде взаимодействием формальдегида и фосфористой кислоты с яйоргидратами ксилилендиамина,:образующимися в этой среде. После проведения реакции фосфорвтированяя полученный продукт нейтрализуют добавлениемедкого патра, и образовавшийся водный 20раствор, содержащий 30-38% ингибитора,7-9% хлорида натрия и доли процента невступивших в реакцию продуктов, охлажда, ют до нормальной температуры, При ис 1 тользованаИ технического ксилилендиамина,фосфористой кислоты и формальдегидалучшие результаты получают прн мольномсоотношении ксилилендиамин:соляная кислота:фосфористая кислота:формальдегид1:2,5;4:4,30Поскольку промышленный выпуск фосфористой кислоты ограничен, разработанспособ патучения ингибитора с заменойфосфористой кислоты на треххлористыйфосфор, дающий при гидролизе фосфорис тую кислоту. Для предотвращения сниже 35ния эффективности ингибирования из-заизбытка соляной кислоты 65-80% образующегося хлористого водорода следуетудалять из зоны реакции, что достигает 40ся строгим регулированием количествавводимой в реактор воды,Разработана также технология патучения ингибитора отложений с заменой фосфористой кислоты на отход производстваЖиметвтфосфита - . кубовый остаток после45вакуумной отгонки, содержащий монометилфосфит, диметилфосфит, фосфористуюкислоту, фосфорную кислоту. Средний состав кубового остатка, %: фосфорная кислота 1-2 ф фосфористая кислота 15-18; 50монометвтфосфит 58-62; диметилфосфит20-25. При использовании кубового, остатка одновременно с ингибитором отложений патучают технический метвталь -продукт, используемый в производствеионообменных смол, Для получения метнлаля дополнительно расходуется формальдегид, поэтому при использовании 7 4метиловых эфиров фосфористой кислоты соотношение формальдегида повышается до 6, 2 моль на 1 моль ксилилендиамина Загрузку соляной кислоты при этом не производят, оставляя в реакционной смеси ее избыток от 25-100%.П р и м е р 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 формвльдегида, температуру смеси постепенно поднимают до 100 оС и выдерживают при 100+2 оС 3 ч, После этого дают полное охлаждение и при 60-70 оС постепенно вводят л 42%-ного раствора гидроокиси натрия. При охлаждении получают 1990 кг водного раствора с содержанием ингибитора 30,4% и рН 3,85.П р и м е р 2. В коррозионностойкий реактор загружают 138 кг (1 мать) 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 (0,8 моль) фосфористой кислоты, 240 кг (2,5 моль) монометилфосфита, 88 кг .(О, 8 моль) диы метилфосфита, причем вместе с метиловыми эфирами содержание фосфористой кислоты составляет 4,1 моль. При загрузке охлаждением поддерживают температуру ниже 35 оС, затем температуру в реакторе поднимают и через прямой холодильник в температурных пределах 42-61 оС отгоняют 160 кг метилалясырца. После прекращения отгона содержимое выдерживают 3 ч при 10012 о, при 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.П р и м е р 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 кг5 966037 4воды. Температуру в реакторе снижают избытка соляной кислоты. Через 5 мин охлаждением до 20-25 оС и через трубу, после окончания дозировки содержимое с барботером начинают постепенную пода- реактора нагревают и выдерживают при чу 536 кг (3,9 моль) треххлористого 98-102 С 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 30-35 оС, При интенсивном ох кг раствора е 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 отложений минеральных солей представлебер, оставшиеся 25% НСВ составляют ны в таблице. Эффективность ингибирова кг (2,93 моль) и расходуются на . ния отложений солей кальция определена нейтрализацию и создание небольшого в соответствии с ТУ бт 05-211-1159-80. Эффективность ингибирования средняя иэ 5 определений, %при концентрации ингибитора 5 мг/л 98 по СаБОф по СаСО 97 98 92 98 98 при концентрации ингибирования 1 мг/л 98 по Са 5 О, по СаСО 22 86-38 Содержание свободногоформальдегида, % 0,04 0,4 0,03 0 Использование в качестве ингибитораотложений минеральных солей продукта взаимодействия ксилилендиамнна с формалином и технической фосфористой кислотой в солянокислой среде позволяет повысить при малой концентрации ингибитора эф,Ю фективность ингибирования по солям кальция в 4-8 раз я понизитьостаточноесо " держание непрореагировавших веществ, например катичество не вступившего в реакдию формальдегида снижается в 10 раз, Кроме того, значительно упрашает- фф ся технология получения за счет уменьшения количества исходных компонентов с 7-8 до 4-5. формула изобретенияСпособ попучения 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 концентрациях ингибитора, в качестве аминосоединения используют ксилилендиамин, содержащий смесь мета- и пара-иэомеров ксилилендиамина, при следующемСоставитель А ШеррРедактор 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, Раушская наб д, 4/5: фосфористая кислота: формальдегид =1 (Зг 9-4 э 1):(Зе 9-6 в 2)Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США М 3393150,кл. 210-581 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