BR112016017702B1 - Processo de inibição de incrustações produzidas durante a produção de ácido fosfórico de processo por via úmida - Google Patents

Abstract

processo de inibição de incrustações produzidas durante a produção de ácido fosfórico de processo por via úmida os processos para inibir incrustações produzidas durante a produção de ácido fosfórico de processo por via úmida pela adição de uma quantidade de inibição de incrustações de um reagente com um polímero contendo amina primária, ou de um sal seu, a uma ou mais fases de um fluxo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida são fornecidos aqui, onde o polímero contendo amina primária inclui um a mer de acordo com a fórmula (i): em que r é h, alquil c1-c6, alquenil c2-c6, haleto ou carboxil; r1 é h, alquil c1-c6 ou alquenil c2-c6; r2 é h ou um a mer de acordo com a fórmula (i), conforme aqui definido; r3 é selecionado dentre uma ligação direta ou um grupo alquil c1-c12, alquenil c2-c12 ou aril c6-c12; e n é um número inteiro escolhido proporcionar um peso molecular médio do polímero contendo amina primária de pelo menos 300 daltons e em que a percentagem de aminas primárias no polímero é de 30% em mol a 100% em mol com base na porcentagem total de unidades mer do polímero. (i).

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção

[001] A presente invenção se refere, de modo geral, à inibição de incrustações em fluxos de processos industriais. Mais particularmente, a presente invenção refere-se à inibição de incrustações (por exemplo, reduzindo ou impedindo a nucleação e/ou crescimento de sólidos de incrustações minerais) produzidos durante a operação dos fluxos de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida (WPA).

2. Descrição e estado atual da técnica relacionada

[002] Cerca de 90% do ácido fosfórico do mundo é produzido de acordo com o processo por via úmida, que é convencionalmente preparado pela acidulação da rocha de fosfato (a qual contém fosfato de cálcio) com ácido sulfúrico a fim de produzir um ácido fosfórico de processo por via úmida (WPA) bruto e sulfato de cálcio insolúvel (gesso).

[003] A fabricação de ácido fosfórico é bem conhecida e é objeto de inúmeros livros. Uma visão geral da fabricação de fosfatos e ácido fosfórico é abordada por de fosfatos e de ácido fosfórico é tratada por Becker em Phosphates and Phosphoric Acids, Marcel Dekker, Inc. 1989; e por Slack em Phosphoric Acid, Part 1 and Part 2, Marcel Dekker, Inc. 1968 No processo, rochas de fosfato de cálcio são limpas na unidade de lavagem e moídas no moinho de bolas antes de ser alimentado em uma série de reatores para a digestão com ácido sulfúrico, juntamente com ácido fosfórico reciclado a partir do processo. Após a digestão, a suspensão da reação é filtrada para separar o ácido fosfórico do gesso. O WPA bruto e filtrado é então enviado para clarificadores e evaporadores para uma purificação e concentração ulterior. O ácido fosfórico purificado ou é enviado como Ácido de Grau Comercial (MGA) ou continuou a produzir 69% de super ácido fosfórico P2O5 (SPA), onde ele pode ser convertido em diversos produtos finais que variam de um reagente químico, inibidor de ferrugem, aditivo alimentar, produto corrosivo dentário e ortopédico, eletrólito, fluxo, agente dispersante, agente condicionador industrial, matérias-primas de fertilizante e componente de limpeza doméstica. Por exemplo, o ácido fosfórico bruto é concentrado a 54% (P2O5) antes de serem enviadas para a produção de fosfato de monoamônio (MAP), fosfato de diamônio (DAP) ou fosfato-sulfato de amônio (APS).

[004] Como observado na Patente U.S. n° 5.080.801 para Molter et al. (1992), que ensina que vários polímeros mistos de prevenção de incrustações em águas de processamento de minerais a partir de uma variedade de processos, devido ao ambiente altamente ácido que é inerente à produção de ácido fosfórico, essas unidades passam por problemas de incrustações próprios dessa indústria. Por conseguinte, as soluções que podem ser úteis para a redução ou prevenção de incrustações em alguns processos industriais podem não ser apropriados para utilização no fluxo de produção de ácido fosfórico. A Patente U.S. n° 5.456.767, de Shah et al., (1995) descreve um sentimento semelhante no que diz respeito à utilização de inibidores de corrosão em despesas gerais de refinaria (observando que, por conta do ambiente de refinaria de sobrecarga ser extremamente ácido, os inibidores de corrosão geralmente usados em outros ambientes de campos de petróleo geralmente não são adequados para utilização com as despesas gerais de refinaria).

[005] O WPA bruto contém quantidades significativas de impurezas dissolvidas, incluindo matéria carbonosa, sílica e vários contaminantes metálicos. Devido à natureza do ácido supersaturada e às impurezas nos minérios fosfatados, as etapas de concentração com respeito a P2O5 geram várias reações secundárias, causando a formação e/ou deposição de incrustações e/ou no equipamento em contato com o WPA em diferentes fases do processo de produção de ácido fosfórico. Por exemplo, a escala das formas de processo de produção de ácido fosfórico em canos e tubos de filtro, permutadores de calor, evaporadores, concentradores, válvulas e canos durante o processo de intermitência/arrefecimento/concentração repetitivos do processo de produção do ácido fosfórico. Doze a quinze diferentes tipos de espécies de incrustações podem geralmente ser encontrados ao longo do processo de produção do ácido fosfórico e eles representam desafios significativos à indústria. Além disso, diferentes unidades de produção de ácido fosfórico passam por diferentes tipos de incrustações. Mesmo em uma unidade, o tipo de incrustação pode variar amplamente entre as etapas do processo ou mesmo entre a composição de minério de fosfato. As unidades geralmente precisam interromper a produção por algumas semanas para remover fisicamente as incrustações utilizando água de alta pressão e/ou meios mecânicos. Um tempo valioso de operação é perdido durante esse processo de remoção de incrustações, resultando em uma capacidade reduzida do processo e, em última análise, em lucros reduzidos.

[006] Enquanto algumas soluções propostas têm se concentrado em meios físicos para remover a formação de incrustações e/ou deposição nas superfícies de equipamentos no processo de produção de ácido fosfórico, a maioria tentou resolver o problema por meio do desenvolvimento de um reagente à base de produtos químicos. Essa abordagem é a preferida, pois requer uma quantidade limitada de investimento de capital e não altera o processo existente nas unidades de ácido fosfórico. Também não requer uma grande quantidade de reagente e, portanto, é considerada como tendo um impacto ambiental e à jusante mínimo. No entanto, devido à complexidade das questões na formação de incrustações (por exemplo, os processos de nucleação, crescimento de cristais e deposição), é um grande desafio desenvolver reagentes úteis para inibição da formação de incrustações e/ou deposição em superfícies em contato com a rocha de fosfato digerida.

[007] Por exemplo, a Patente U.S.n° 5.120.519 (1992) descreve métodos de prevenção de fluossilicato de sódio que contêm incrustações nas superfícies em contato com a rocha de fosfato digerida, como na produção de ácido fosfórico que utiliza determinados polímeros solúveis em água com adição de vinil anionicamente carregados contendo de 5% em mol a 100% em mol de um monômero vinílico aniônico e com um peso molecular de pelo menos 1.000.000.

[008] A Patente Chinesa n° 1762857 (2006) descreve um agente inibidor de incrustações para uso na produção de ácido fosfórico do processo de via úmida, o qual contém misturas de determinados ácidos fosfóricos ou fosfônicos como inibidores de incrustações com determinados polímeros ou copolímeros como dispersantes de incrustações e um composto esterilizador.

[009] A Patente Chinesa n° 1724965 (2006) descreve métodos para inibição de incrustações em permutadores de calor com concentração de ácido fosfórico por meio do uso de um líquido de lavagem que contém uma solução de ácido fluossilícico a 5-20%, um ácido fosfônico, como ácido fosfônico de trimetileno de amino, ácido difosfônico de hidroxil etilideno e ácido difosfônico de hidroxil-1,1-etilideno, e uma película que forma uma matéria que inclui sal nitroso de fenil-hidroxilamina amônio, urotropina e molibdato de sódio.

[0010] Várias patentes para Harper et al. (Patentes U.S.n° 3.972.981 (1976) e 4221769 (1980); e Patentes GBn° 1.406.884 (1975) e 1433123 (1976)) divulgam processos para reduzir a deposição de incrustações de gesso ou sulfato de cálcio durante a lavagem da torta de filtro de hemi-hidrato em um fluxo de produção colocando os cristais de hemi-hidrato e anidrita em contato com vários agentes ativos em superfície após os cristais terem sido formados, mas antes ou durante a lavagem destes, indicando que o ponto de incorporação do aditivo afeta a quantidade da inibição de incrustações obtida.

[0011] Vários pedidos de patentes atribuídos a Cytec Industries Inc. também abordaram a inibição de incrustações na produção de ácido fosfórico de processo de via úmida pelo uso de vários reagentes químicos. No Pedido Publicado U.S. n° 2011/0076218, divulgam-se métodos para a inibição de incrustações pela adição de um reagente com um composto alifático ou aromático com dois ou mais grupos hidroxil e pelo menos uma amina. Outros reagentes adequados divulgados incluem polietilenoimina, ou seus derivados, e outras poliaminas.

[0012] No Pedido Publicado n° 2011/0076219 e 2012/0244058 métodos para a prevenção ou redução de incrustações nos processos de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida utilizando vários reagentes orgânicos funcionais solúveis em água, incluindo determinados polímeros e/ou copolímeros, são divulgados. Esse trabalho resultou no inibidor de incrustação PHOSFLOW® (disponibilizado comercialmente pela Cytec Industries Inc., Woodland Park, NJ).

[0013] O impacto econômico para as questões relacionadas a incrustações é substancial e a indústria necessita de uma tecnologia mais eficiente para a prevenção de incrustações do que os meios físicos existentes de remoção da formação de pós-incrustações. No entanto, embora os diversos reagentes à base de produtos químicos discutidos acima possam ter diversos méritos e aplicabilidades na produção de ácido fosfórico de processo pro via úmida, atualmente eles não são amplamente utilizados. Por conseguinte, as composições e os métodos disponíveis atualmente para inibir a formação e/ou deposição de incrustações no processo de produção de ácido fosfórico precisam de aperfeiçoamento. As composições e formulações que impedem e/ou reduzem de maneira eficaz (isto é, inibem) a formação e/ou deposição de incrustações nas superfícies do equipamento em contato com íons de formação de incrustações liberados a partir da rocha de fosfato digerida, possibilitando que a unidade de produção de ácido fosfórico funcione por mais tempo sem interrupção para remover fisicamente as incrustações, seriam um avanço útil na técnica e poderiam ter uma aceitação rápida na indústria.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0014] Os objetos anteriores e adicionais são obtidos de acordo com os princípios da invenção, em que os inventores detalham a surpreendente descoberta de que determinados polímeros contendo amina primária são eficazes na inibição de incrustações resultantes da produção de ácido fosfórico de processo por via úmida.

[0015] Por conseguinte, em um aspecto, a presente invenção prevê processos para inibir incrustações produziras durante a produção de ácido fosfórico de processo por via úmida pela adição de uma quantidade do reagente para inibição de incrustações que inclui um polímero contendo amina primária, ou um sal seu, para pelo menos uma fase do processo de produção de ácido fosfórico, onde o referido polímero contendo amina primária compreende um A mer de acordo com a Fórmula (I):

em que R é H, alquil C1-C6, alquenil C2-C6, haleto ou carboxil; R1 é H, alquil C1-C6 ou alquenil C2-C6; R2 é H ou um A mer de acordo com a Fórmula (I); R3 é selecionado dentre uma ligação direta ou um grupo alquil C1-C12, alquenil C2-C12 ou aril C6-C12; e

[0016] n é um número inteiro escolhido de modo a proporcionar um peso molecular médio do polímero contendo amina primária de pelo menos 300 Daltons e onde a porcentagem de aminas primárias no polímero é de 30% em mol a 100% em mol, com base na porcentagem total de unidades mer no polímero.

[0017] Como descrito em mais detalhes abaixo, em determinadas modalidades o polímero contendo amina primária pode ter uma ou mais porções orgânicas presentes em uma ou mais posições apropriadas do polímero. Nas mesmas ou em outras modalidades, a porção orgânica (isto é, substituinte) reduz de maneira eficaz a solubilidade do polímero contendo amina primária em um ambiente aquoso em comparação à sua forma nativa (isto é, sem a porção ou porções orgânicas, conforme o caso).

[0018] Em outro aspecto, a presente invenção prevê processos para inibir incrustações produzidas durante a produção de ácido fosfórico de processo por via úmida através da adição de uma quantidade de reagente de inibição de incrustações que seja um polímero contendo amina primária a pelo menos uma fase de um processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida, onde o referido polímero contendo amina primária (por exemplo, uma polietilenoimina ramificada) inclui uma ou mais porções orgânicas que reduzem a solubilidade do polímero em ambiente aquoso em comparação à sua forma nativa, reduzindo ou evitando incrustações no processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida.

[0019] Esses e outros objetos, características e vantagens desta invenção tornar-se-ão evidentes ao seguir-se a descrição detalhada das diversas modalidades da invenção, tomada em conjunto com as figuras e exemplos em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0020] De modo que a maneira pela qual as características supramencionadas da presente invenção possam ser compreendidas de maneira mais detalhada, uma descrição mais específica da invenção pode ser feita por referência às modalidades, algumas das quais se encontram ilustradas ou capturadas nas figuras em anexo. Deve ser notado, todavia, que as figuras anexas ilustram apenas modalidades típicas desta invenção e, portanto, não devem ser consideradas limitantes de seu escopo, visto que a invenção pode admitir outras modalidades igualmente eficazes.

[0021] A FIG. 1 ilustra graficamente uma comparação do tempo de indução da formação de incrustações entre o ácido fosfórico de controle (isto é, ácido fosfórico não-tratado com um polímero contendo amina primária de acordo com a invenção) (•) e ácido fosfórico tratado (isto é, ácido fosfórico tratado com 100 ppm de um polímero contendo amina primária, tal como aqui descrito (poli(vinilamina)) como uma medida de turvação (NTU) em função do tempo em horas. O teste de turvação utilizado é exemplificado abaixo. Como se mostra no gráfico, o tempo de indução da formação de incrustações é aumentando na amostra de ácido fosfórico que contém um polímero contendo amina primária de acordo com a invenção, o que se correlaciona com uma inibição de incrustações produzida em um fluxo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida.

[0022] A FIG. 2 ilustra a massa de incrustações gerada a partir de amostras de ácido fosfórico tratadas com ou sem reagente. O gráfico apresenta uma diminuição de 69% na massa de incrustações gerada entre o ácido fosfórico de controle (isto é, sem reagente) (•) e o ácido fosfórico tratado com 100 ppm de um polímero contendo amina primária, tal como aqui descrito .

DESCRIÇÃO DETALHADA DE DETERMINADAS MODALIDADES DA INVENÇÃO

[0023] Conforme resumido acima, a presente invenção baseia-se, pelo menos em partes, na descoberta de que determinados polímeros contendo aminas primárias são úteis para a inibição das incrustações produzidas durante a produção de ácido fosfórico de processo por via úmida. A formação de incrustações nesse processo industrial resulta da liberação de íons de formação de incrustações de rocha de fosfato esmagada e digerida. A deposição de incrustações nas superfícies do equipamento em contato com a rocha de fosfato digerida é problemática e em última instância precisa interromper o processo de produção para limpeza e/ou remoção das incrustações do equipamento. O controle de incrustações por meio de uma redução da formação de incrustações e/ou deposição nas superfícies em contato com os íons de formação de incrustações liberados a partir da rocha de fosfato digerida resulta em um maior tempo entre as interrupções, o que, por sua vez, proporciona uma maior eficiência e capacidade de produção.

[0024] Conforme utilizados ao longo da divulgação da invenção, os termos a seguir são fornecidos para ajudar o leitor. Salvo indicação em contrário, todos os termos da técnica, notações e outros termos científicos/industriais ou terminologia utilizados aqui são destinados a ter os significados comumente entendidos por aqueles versados nas técnicas químicas. Em alguns casos, termos com significados comumente compreendidos são definidos neste documento para fins de esclarecimento e/ou para pronta referência, e a inclusão de tais definições aqui necessariamente não deve ser interpretada como representativa de uma diferença substancial quanto à definição do termo conforme geralmente entendido na técnica, salvo se houver outra indicação. Como usado neste documento e nas reivindicações acrescentadas, as formas singulares incluem referentes plurais, a menos que o contexto dite claramente de outra forma.

[0025] Ao longo deste relatório descritivo, os termos e substituintes mantêm suas definições. Uma lista completa de abreviaturas químicas normalmente utilizadas no campo aparece na primeira edição de cada volume do Journal of Organic Chemistry. A lista, que é tipicamente apresentada em uma tabela intitulada "Lista Padrão de Abreviações", é incorporada aqui por referência.

[0026] Os termos "hidrocarboneto" ou "hidrocarbil" são termos amplos, usados aqui em seu sentido convencional, conforme entendido por aqueles versados na técnica, e incluem compostos orgânicos alifáticos, alicíclicos ou aromáticos ou compostos com uma estrutura toda de carbono e consistindo em carbono e átomos de hidrogênio. Tais grupos podem ser saturados ou ser mono- ou poli-insaturados. Exemplos dessas porções incluem alquil, cicloalquil, alquenil, alquinil e aril, variando de 1 a 36 átomos de carbono, onde as porções com de 1 a 22 átomos de carbono são preferíveis. Tais grupos podem ser substituídos em uma ou mais posições apropriadas por um substituinte definido aqui. Exemplos específicos de hidrocarbonetos incluem qualquer valor individual ou combinação de valores selecionados a partir de uma porção de hidrocarboneto de C1 a C36 ou de um grupo hidrocarbil.

[0027] Conforme usado aqui, o termo "alquil" denota um radical de hidrocarboneto de cadeia direta ou ramificada geralmente contendo de 1 a 36 átomos de carbono. Os grupos alquil tendo de 1 a 22 átomos de carbono são preferíveis, com os grupos alquil com de 1 a 18 átomos de carbono sendo os mais preferíveis. Embora exemplos particulares incluam qualquer valor ou combinação de valores selecionadas de C1 a C36, os exemplos representativos de alquil incluem, mas não estão limitados a, metil, etil, n-propil, iso-propil, n-butil, sec-butil, iso-butil, terc-butil, n-pentil, isopentil, neopentil, n-hexil, n- heptil, n-octil, terc-octil, n-nonil, n-decil, etc.

[0028] O termo "alquenil" denota um radical de hidrocarboneto de cadeia direta ou ramificada contendo de 2 a 36 carbonos, com 2-22 átomos de carbono sendo preferíveis, e contendo pelo menos uma ligação dupla carbono-carbono formada pela remoção de dois hidrogênios. Exemplos representativos de alquenil incluem, mas não estão limitados a, etenil, 2- propenil, 2-metil-2-propenil, 3-butenil, 4-pentenil, 5-hexenil, 2-heptenil, 2- metil-1-heptenil, 3-decenil, etc.

[0029] "Haletos" refere-se a compostos iônicos que contenham um átomo de halogênio (por exemplo, flúor, cloro, bromo ou iodo).

[0030] O termo "aril" (aril carbocíclico) refere-se a um anel carbocíclico de radical aromático de 6 membros ou a um radical aromático policíclico, como pode ocorrer, com de 6 a 24 átomos de carbono, com 6-18 carbonos sendo preferíveis. Os anéis carbocíclicos aromáticos incluem, por exemplo, grupos fenil substituídos ou não substituídos, grupos fenil, benzeno, naftaleno, indano, tetralina, etc. Como um especialista na técnica perceberia, o termo "substituído"refere-se à substituição de um ou mais átomos de H por um heteroátomo (N, S ou O) ou outra funcionalidade (por exemplo, uma cadeia de hidrocarbil) que não interfere na finalidade do grupo em que a substituição é incorporada.

[0031] O termo "substituído", precedido ou não pelo termo "opcionalmente", é usado aqui em seu sentido convencional, conforme entendido pelos versados na técnica e, portando, inclui a substituição de um ou mais hidrogênios ou outro átomo apropriado (isto é, em posição substituível) em um determinado polímero, composto ou estrutura com uma ou mais porções orgânicas ou funcionalidades, que podem ser idênticas ou diferentes. Tal porção que substitui o átomo de hidrogênio ou outro átomo adequado é referida aqui como "substituinte". Como notará aquele que for versado na técnica, tais termos também podem se referir, em determinados contextos, à substituição de um ou mais átomos de carbono em uma cadeia de hidrocarbonetos por um heteroátomo (N, S ou O). Em ambos os casos, o substituintes não interferem na finalidade do polímero, composto ou estrutura a que o substituinte é incorporado.

[0032] Exemplos de substituintes que podem estar presentes em uma ou mais posições substituíveis por um polímero, composto ou estrutura incluem, mas não estão limitados a, um radical hidrocarbil que pode ser ainda facultativamente substituído por um ou mais substituintes independentemente escolhidos a partir de OH; alquil C1-C12; alquenil C1-C12; alil; halogênio; haloalquil C1-C12; alcoxi C1-C12; hidroxialquil C1-C12; carboxi; alcoxicarbonil C1-C12; carboxialcoxi C1-C12; carboxamido C1-C12; ciano; formil; acil C1-C12; éster alquílico C2-C12 ou éster alquil-hidroxílico; éster arílico C6-C12; nitro; amino; alquilamino C1-12; dialquilamino C1-12; anilino; mercapto; alquiltio C1-12; sulfóxido; sulfona; acilamino C1-12; amidino; ariloxi; arilamino; amido; epóxi; carbonil; alcoxicarbonil (éster); nitrila; ureído; silanol; fenil; benzil; heteroaril; heterociclo; fenoxi; benzoíla; benzoíla substituído por amino, hidroxi, metoxi, metil ou halo; benziloxi e heteroariloxi.

[0033] "Polímero"refere-se ao produto da polimerização de dois ou mais monômeros e inclui de homo-, co-, ter-, tetra-polímeros, etc., em qualquer configuração (por exemplo, alternada, periódica, aleatória, em bloco ou de enxerto) ou arranjo (por exemplo, linear ou ramificado). Em certos contextos, o termo "polímero modificado" pode referir-se ao polímero a ser substituído em uma ou mais posições substituíveis por um ou mais grupos orgânicos. O termo "polímero nativo" refere-se assim ao polímero com a porção orgânica (isto é, não substituída).

[0034] O termo "mer" ou "unidade mer" denota a porção de um polímero derivada de uma molécula de reagente simples (isto é, composto precursor do monômero) ou que é formada de uma reação pós-polimerização, como, por exemplo, por hidrólise. Assim, a referência a "A mer" significa apenas que a porção do polímero foi derivada diretamente de um reagente A ou formada durante uma reação pós-polimerização em uma unidade A mer, onde "B mer" diz respeito a outra porção do polímero derivada diretamente de um reagente B, ou formada durante outra pós-reação em uma unidade B mer.

[0035] Os termos utilizados para descrever os reagentes referidos aqui, tais como "anti-incrustante" ou "inibidor de incrustação", referem-se a compostos químicos, incluindo sais e/ou misturas dos mesmos, que são eficazes no retardo ou prevenção da nucleação ou supersaturação de espécies de incrustações minerais ou na redução, remoção e/ou eliminação de incrustações existentes no fluxo do processo de ácido fosfórico.

[0036] Em um primeiro aspecto, os reagentes de inibição de incrustações para uso de acordo com a invenção incluem um polímero contendo uma amina primária, ou um sal deste, que em um primeiro aspecto inclui um A mer de acordo com a Fórmula (I):

em que R é H, alquil C1-C6, alquenil C2-C6, haleto ou carboxil; R1é H, alquil C1-C6 ou alquenil C2-C6; R2é H ou um A mer de acordo com a Fórmula (I), conforme aqui definido; R3é selecionado dentre uma ligação direta ou um grupo alquil C1-C12, alquenil C2-C12 ou aril C6-C12; e n é um número inteiro escolhido proporcionar um peso molecular médio do polímero contendo amina primária de pelo menos 300 Daltons e em que a percentagem de aminas primárias no polímero é de 30% em mol a 100% em mol com base na porcentagem total de unidades mer do polímero.

[0037] Em certas modalidades, R e R1são H, e R3é uma ligação direta. Em certas modalidades onde R3é uma ligação direta, o A mer é um monômero de amina vinílica e o polímero contendo amina primária é um homopolímero de polivinilamina ou um sal seu.

[0038] Em outras modalidades, R3está presente e é escolhido a partir de um grupo alquil C1-C12. Em certas modalidades em que R3está presente, R e R1são H, e R3é CH2. Em certas modalidades onde R3é CH2, o A mer é um monômero de alilamina e o polímero contendo amina primária é um homopolímero de polivinilamina ou um sal seu.

[0039] Em algumas modalidades, os polímeros contendo amina primária descritos aqui podem ser administrados pela (co)polimerização dos monômeros (A mer), incluindo grupos de amina primária, como alilamina e vinilamina. Esses monômeros podem ser polimerizados com um ou mais B mer para formar copolímeros com grupos de amina primária. Os B mers podem ser incorporados nos polímeros contendo aminas primárias da presente invenção de acordo com quaisquer meios adequados, por exemplo, por copolimerização, hidrólise (parcial ou total) do polímero contendo amina primária ou por pós-reação.

[0040] Em certas modalidades, o polímero contendo amina primária inclui unidades B mer de acordo com a Fórmula (II)

onde R e R1são como definidos para o A mer de acordo com a Fórmula (I); R4é escolhido a partir de H ou alquil C1-C4; R5é selecionado dentre uma ligação direta ou um grupo alquil C1-C12, alquenil C2-C12 ou aril C6-C12; R6é escolhido a partir de um grupo alquil C1-C22, alquenil C2-C22 ou aril C6-C22, cujos grupos são opcionalmente substituídos em uma ou mais posições substituíveis; e m é escolhido de uma 1 unidade mer de 70% em mol com base no número total ou percentual de unidades mer no polímero.

[0041] Tal como aqui utilizado, o termo "opcionalmente substituído", com referência a uma determinada porção (isto é, alquil, alquenil, aril, etc.) significa que, em certas modalidades, a porção pode ser substituída ou não substituída, conforme o caso. Nessas modalidades onde a porção é substituída, até três posições substituíveis na porção são substituídas com um ou mais dentre: OH; alquil C1-C12; alquenil C1-C12; alil; halogênio; haloalquil C1-C12; alcoxi C1-C12; hidroxialquil C1-C12; carboxi; alcoxicarbonil C1-C12; carboxialcoxi C1-C12; carboxamido C1-C12; ciano; formil; acil C1-C12; éster alquílico C2-C12 ou éster alquil-hidroxi; éster arílico C6-C12; nitro; amino; alquilamino C1-12; dialquilamino C1-12; anilino; mercapto; alquiltio C1-12; sulfóxido; sulfona; C1-12 acilamino; amidino; ariloxi; arilamino; amido; epóxi; carbonil; alcoxicarbonil (éster); nitrila; ureído; silanol; fenil; benzil; heteroaril; heterociclo; fenoxi; benzoíla; benzoíla substituído por amino, hidroxi, metoxi, metil ou halo; benziloxi e heteroariloxi. Quando o grupo que é substituído contiver uma cadeia/segmento de alquil, dois átomos de hidrogênio no mesmo átomo de carbono podem ser substituídos por um substituinte simples duplamente ligado ao átomo de carbono, por exemplo: oxo (=O). Embora os substituintes que contêm átomos de carbono normalmente contenham de 1 a cerca de 10 átomos de carbono, aqueles versados na técnica identificarão que, em certas modalidades, por exemplo: onde o substituinte para epóxi (como alcoxialquilepoxi), o número de átomos de carbono pode ser de até 32.

[0042] Em outras modalidades, a unidade B mer é um monômero de amida com 3-36 átomos de carbono, com 3-22 carbonos sendo preferíveis. Os exemplos adequados incluem, mas não estão limitados a, poli (dipropil)(met)acrilamida; N-butil(met)acrilamida; N,N-di-butil (met)acrilamida; N-hexil (met)acrilamida; N-benzil (met)acrilamina; N-ciclo- hexil(met)acrilamida; N-terc-octil(met)acrilamida; N-dodecil(met) acrilamida; N-octadecil(met)acrilamida; etc. Tal como será entendido pelos versados na técnica, qualquer referência ao termo "(met)" inclui a porção com ou sem a porção de metil. Por exemplo, a referência a "N-butil (met)acrilamida" inclui N-butilacrilamida e N-butilmetacrilamida. Esses monômeros também podem ser incorporados ao polímero contendo amina primária por copolimerização.

[0043] Em certas modalidades, o B mer é incorporado por meio de copolimerização e é um monômero escolhido a partir de dialilamina, cloreto de dialildimetilamônio, acrilamida, N-metilol-acrilamida; N-(C1 a C22)aquil acrilamida, N,N-di-(C1 a C22)alquil acrilamida, hidroxi alquil (met)acrilamida, N-vinil-formamida; N-(C1 a C22)alquil-N-vinilformamida, N-vinil-acetamida, N-(C1 a C22)alquil-N-vinilacetamida, N-vinil-propionamida, N-(C1 a C22) alquil-N-vinil-propionamida, vinilformamida, (met)acrilato, ácido (met)acrílico, ésteres, nitrilas ou amidas ou de ácido (met)acrílico, acetato de vinil, propionato de vinil, álcool vinílico, (C1 a C22)alquil vinil éteres, vinilpirrolidona, poliéter de amina ou copolímeros de qualquer um dos anteriores. Em várias modalidades, as unidades B mer com grupos laterais de cadeia de alquil de C6-C22 são preferíveis. Tal como será entendido pelos versados na técnica, qualquer unidade mer que inclui o termo "(met)" inclui a unidade mer com ou sem a porção (met). Por exemplo, o termo "(met)acrilato" inclui acrilato ou metacrilato.

[0044] Em outras modalidades, as unidades B mer são incorporadas aos polímeros contendo amina primária, de acordo com a presente invenção, por meio de uma pós-reação. Reagentes adequados para a realização de incorporação pós-reação de mers B incluem, mas não estão limitados a, compostos reativos de amina, tais como haletos de alquil (por exemplo, cloretos, brometos e iodetos de alquil, como metil, etil, propil, butil, pentil, hexil, octil, decil, dodecil, undecil, etc), haletos de alquenil, como cloreto de alil, haletos de aralquil, como cloreto de benzil, sulfatos de alquil, como sulfato de dimetil, compostos que contêm pelo menos um grupo epóxido (por exemplo, álcoois glicidílicos, fenóis e aminas), ácidos, anidridos de ácidos (por exemplo, anidrido malônico, anidrido succínico), haletos de acil, aldeídos e cetonas, isocianatos (por exemplo, isocianatopropil ou isocianatometil que reagem para formar uma ligação de ureia) e tioisocianatos, locais de ligação dupla ativada, cianamidas, guanidinas e ureia. Exemplos específicos de grupos reativos a nitrogênio incluem, por exemplo, cloropropil, bromoetil, clorometil, bromoundecil, glicidoxipropiltrimetoxissilano, 1,2-epoxiamil, 1,2-epoxidecil, 3,4-epoxiciclo- hexiletil, anidridos malônicos de alquenil, anidridos succínicos de alquenil e combinações desses grupos, por exemplo, uma combinação de um grupo hidroxil e um haleto, como 3-cloro-2-hidroxipropil. Exemplos dos segundos compostos reativos a nitrogênio preferíveis incluem dimetilsulfato, cloro- octano, cloro-hexano, cloreto de benzil, epicloridrina, glicidil 4-nonilfeniléter , butil glicidil éter, 2-etil-hexil glicidil éter, fenil glicidil éter, C12-C14 alquil glicidil éter, cresil glicidil éter, anidrido octenilsuccínico e anidrido octadecenilsuccínico. Em algumas modalidades, o segundo composto reativo a nitrogênio inclui pelo menos duas funcionalidades reativas a nitrogênio, que podem ser idênticas ou diferentes entre si.

[0045] Em outras modalidades, ainda, os polímeros contendo amina primária podem ser administrados por hidrólise de polivinilamidas, como a hidrólise dos produtos de polivinilacetamida ou polivinilformamida. O grau de hidrólise pode ser de 30% a 100% ou qualquer valor específico entre estes. Quando o grau de hidrólise for de 100%, são formadas homopoliaminas (isto é, um polímero contendo amina primária, onde o percentual de unidades A mer é de 100%). Nessas modalidades em que o grau de hidrólise é inferior a 100%, as unidades B mer compreendem porções de polivinilamida não- hidrolisadas (por exemplo, polivinilacetamida ou polivinilformamida). Essas amidas de polivinil parcialmente hidrolisadas são bem conhecidas na técnica, bem como disponíveis comercialmente, e incluem aminas primárias e grupos pendentes de amida. Consequentemente, a utilização de polivinilacetamida parcialmente hidrolisada e/ou polivinilformamida totalmente/parcialmente hidrolisada como inibidores de incrustações é contemplada, em ambos os casos, como polímeros contendo amina primária de acordo com a presente invenção.

[0046] Em uma modalidade específica, quando o A mer é um monômero de vinilamina, o B mer é um monômero de vinilformamida e o polímero contendo amina primária é um copolímero de poli(vinilamina-co- vinilformamida). Em outra modalidade específica, o polímero contendo amina primária inclui um A mer e dois B mers diferentes para formar um terpolímero contendo amina primária. Um terpolímero assim, contemplado para uso na presente invenção, inclui, mas não está limitado a, poli(cloreto de co-vinilformamida-co-dialildimetilamônio) ou um sal seu.

[0047] Em outras modalidades, os polímeros contendo amina primária de acordo com a invenção podem incluir uma unidade B mer com um grupo lateral de cadeia de alquil. Em modalidades preferíveis, a unidade B mer é selecionada a partir de uma N-(C6 a C22)alquil acrilamida. Em uma modalidade específica, o polímero contendo amina primária pode ser uma poli(vinilamina-co-vinilformamida-co-N-t-octilacrilamida) ou um sal seu.

[0048] Os peritos na técnica apreciarão que qualquer uma das unidades mer ou polímeros contendo amina primária, de acordo com a invenção, pode ser protonada e que inúmeros contra-íons são contemplados pelo termo "ou um sal seu", conforme usado aqui. Os contra-íons que podem ser pareados com unidades mer ou os polímeros aqui definidos incluem, mas não estão limitados a, cloreto, fluoreto, brometo, iodeto, nitrato, sulfato, sulfonato, sulfinato, carbonato, carboxilato (por exemplo, citrato, succinato, maleato), fosfato, fosfonato ou fosfinato. Será entendido ainda que essas formas de sal podem ser preparadas pela adição do ácido apropriado à unidade mer ou ao polímero. Para evitar qualquer dúvida, deve-se entender que as referências às unidades mer ou polímeros ao longo do relatório descritivo e das reivindicações incluem o composto na forma de sais, bem como na forma livre.

[0049] Conforme indicado pelas referências precedentes ao polímero, os inventores fizeram a surpreendente descoberta de que os polímeros apropriados para uso na inibição da formação de incrustações e/ou deposição nas superfícies em contato com os íons que causam incrustações gerados durante a produção de ácido fosfórico de processo por via úmida deve conter aminas primárias. Os polímeros contendo aminas secundárias ou terciárias não são eficazes para a prevenção ou redução de incrustações em um processo assim. Embora a porcentagem de aminas primárias necessárias para a inibição efetiva de incrustações possa diferir conforme o processo, em uma modalidade a porcentagem das aminas primárias no polímero (isto é, a porcentagem de aminas primárias contendo unidades mer com base na soma de todas as unidades mer no polímero) varia de 30 moles percentuais a 100 moles percentuais. Em outra modalidade, a porcentagem de aminas primárias contidas no polímero é de preferencialmente de 60 moles percentuais a 100 moles percentuais. Conforme apreciarão aqueles versados na técnica, o intervalo contemplado inclui o valor mais baixo e o mais alto e qualquer valor específico entre eles (por exemplo, 30, 31, 32, 33, et seq.até e incluindo 100 moles percentuais). Assim, quando a unidade B mer estiver presente, ela pode variar de 1 unidade mer a 70 moles percentuais e preferencialmente varia de 40 moles percentuais a 55 moles percentuais, quando presente. Novamente, os versados na técnica reconhecerão que o percentual contemplado de unidades B mer inclui o valor mais baixo e o mais alto, bem como qualquer valor específico entre eles (por exemplo, 1 unidade mer, 2 unidades mer, 3 unidades mer, et seq.até e incluindo 70 moles percentuais).

[0050] Os polímeros contendo aminas primárias aqui descritos pode ser lineares ou ramificados. Por exemplo, em certas modalidades, R2é um A mer, tal como definido aqui acima, e o polímero é ramificado.

[0051] Os polímeros contendo aminas primárias aqui descritos para a prática da presente invenção devem ser de pelo menos 300 Daltons, independentemente do fato de o polímero ser um homopolímero linear ou ramificado (isto é, contém apenas unidades A mer), copolímero (isto é, contém apenas unidades A mer e unidades B mer), polímero aleatório ou polímero em bloco. A eficácia do polímero não é diminuída por um peso molecular mais elevado, embora os versados na técnica possam notas que os polímeros com pesos moleculares em excesso de 15 milhões de Daltons, embora não estejam fora do escopo da invenção, são difíceis de ser produzidos comercialmente ou terão um custo proibitivo. Por conseguinte, os valores para a variável N em unidades A mer de Fórmula (I) e m em unidades B mer de Fórmula (II) podem ser selecionados dentre qualquer número inteiro ou de unidades mer até que o peso molecular médio desejado e/ou percentual molar de amina primária seja obtido. Aqueles versados na técnica serão capazes de determinar facilmente o valor adequado para n e/ou m, conforme o caso, com base nas características desejadas do polímero utilizando nada além do que os métodos de rotina.

[0052] Não obstante aqueles versados na técnica estarem familiarizados com as técnicas gerais de polimerização, os polímeros aqui descritos podem ser produzidos utilizando-se as técnicas e ensinamentos gerais escritos em Principles of Polymerization, 4a Ed., por George Odian (2004). Além disso, as vias de síntese para vários polímeros contendo aminas primárias específicos contemplados para utilização com a presente invenção são exemplificados abaixo. Essas vias também podem ser generalizadas para obter os outros polímeros contendo amina primária contemplados para uso como inibidores de incrustações de acordo com a invenção.

[0053] Em outra aspecto, os reagentes de inibição de incrustações para uso de acordo com os processos da invenção descritos aqui incluem um polímero contendo amina primária, ou um sal seu, com uma ou mais porões orgânicas ligadas a elas, onde a porção, ou porções, conforme o caso, reduz de maneira eficaz a solubilidade do polímero em um ambiente aquoso em comparação à sua forma nativa. Tais polímeros modificados são considerados eficazes para inibir incrustações ao ser adicionado a pelo menos uma fase do processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida.

[0054] Embora qualquer polímero contendo amina primária seja adequado como reagente, o polímero tem de ser modificado (isto é, substituído) de modo tal que uma ou mais porções (isoladamente ou em conjunto) confira uma redução na solubilidade do polímero em um ambiente aquoso em comparação ao polímero não-modificado. Em algumas modalidades, o polímero contendo amina primária pode ser polietilenoimina. Embora a polietilenoimina possa ter uma série de pesos moleculares médios de 300 Da ou mais, em certas modalidades é preferível que o peso molecular médio da polietilenoimina seja de 1.800 Da a 100.000 Da. Visto que é necessário que o polímero contenha uma amina primária, aqueles versados na técnica apreciarão que os polímeros de polietilenoimina adequados para uso com os processos aqui descritos têm de ser ramificados.

[0055] Embora a porção orgânica, ou porções, conforme o caso, possam geralmente assumir a forma de qualquer estrutura, em determinadas modalidades uma ou mais das porções podem ser selecionadas a partir de R6, tal como definido acima. Assim, em certas modalidades, uma ou mais porções orgânicas podem ser uma porção de hidrocarbil com 1 a 22 átomos de carbono, cujas porções podem ser substituídas opcionalmente por um ou mais substituintes selecionados a partir de OH; alquil C1-C12; alquenil C1-C12; alil; halogênio; haloalquil C1-C12; alcoxi C1-C12; hidroxi alquil C1-C12; carboxi; alcoxicarbonil C1-C12; carboxialcoxi C1-C12; carboxamido C1-C12; ciano; formil; acil C1-C12; éster alquílico C2-C12; éster arílico C6-C12; nitro; amino; alquilamino C1-12; dialquilamino C1-12; anilino; mercapto; alquiltio C1-12; sulfóxido; sulfona; acilamino C1-12; amidino; ariloxi; arilamino; amido; epóxi; carbonil; alcoxicarbonil (éster); nitrila; ureído; silanol; fenil; benzil; heteroaril; heterociclo; fenoxi; benzoíla; benzoíla substituído por amino, hidroxi, metoxi, metil ou halo; benziloxi; ou heteroariloxi.

[0056] Conforme apreciarão aqueles versados na técnica, quando a porção orgânica é escolhida a partir de um alquil inferior, por exemplo, este pode não ser oleoso o bastante para proporcionar a solubilidade reduzida necessária do polímero em um ambiente aquoso, a não ser que haja um número suficiente de porções orgânicas no polímero. Em tais casos, o grupo orgânico, ou um ou mais dos radicais, conforme o caso, pode ser substituído ainda por um ou mais substituintes opcionais.

[0057] Em certas modalidades, a porção orgânica pode estar presente em mais de uma ocorrência. Na mesma ou em outras modalidades, as porções orgânicas podem ser selecionadas independentemente a partir de um hidrocarboneto C8-C22. Em algumas modalidades, uma ou mais das porções orgânicas podem ser um octil que pode ser derivado de uma porção de haleto de alquil, como octilcloreto. Na mesma ou em outra modalidade, uma ou mais porções orgânicas podem ser um dodecil que também pode ser derivado de um haleto de alquil, como dodecilbrometo.

[0058] Em outra modalidade, uma ou mais porções orgânicas podem ser derivadas de um éter glicídico ramificado ou linear, como octil-, decil- glicidil éter ou 2-etil-hexil-glicidil éter e pode ter C8-C12-oxibutan-2-ol, conforme representado por:

onde é

ponto de ligação à aminade molécula pequena.

[0059] Aqueles versados na técnica apreciarão que a porção orgânica pode ainda ser derivada de ácidos graxos ou álcoois graxos saturados ou mono- ou poli-insaturados. Esses ácidos graxos incluem, por exemplo, ácido palmitoleico, ácido sapiênico, ácido oleico, ácido linoleico, ácido alfa- linolênico, ácido araquidônico, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico ou ácido esteárico, incluindo suas misturas. As porções orgânicas derivadas de ácidos graxos de óleo de sebo ou de resina líquida também são incluídas como aquelas que geralmente contêm um ou mais dos ácidos graxos supracitados. Os álcoois graxos apropriados incluem, por exemplo, álcoois C4 a C22 e preferencialmente álcoois C8 a C18 .

[0060] Em certas modalidades dos processos descritos aqui, um ou mais aditivos industriais ulteriores podem ser adicionados. Tais aditivos incluem, por exemplo, outros anti-incrustantes, biocidas, inibidores de corrosão ou dispersantes. A técnica anterior é repleta desses aditivos para tratamento industrial e geralmente são conhecidos por aqueles versados na técnica, juntamente com os parâmetros e condições para sua utilização. Além disso, esses aditivos também podem ser adicionados em uma fase inicial ou em várias fases do processo de produção do ácido fosfórico juntamente com os reagentes aqui descritos. Será apreciado que os aditivos podem ser adicionados na mesma fase ou em uma fase diferente como reagente, ou de modo sequencial, em ordem inversa ou simultaneamente.

[0061] De acordo com os métodos da invenção, o reagente que inclui os polímeros contendo amina primária descritos aqui, ou sais seus, são adicionados a qualquer fase (inclusive a várias fases) de um fluxo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida (por exemplo, uma fase ou mais de trituração, fase de digestão, fase de filtragem, fase de clareamento ou fase de evaporação). Por conseguinte, embora possa ser adicionadas na fase de digestão, em certas modalidades é adicionado, de preferência, ao fluxo de ácido fosfórico que vai para os filtros ou evaporadores, visto que é onde os problemas de incrustações mais prevalentes acontecem. Na mesma ou em outras modalidades, o reagente de inibição de incrustações pode ser adicionado a qualquer um dos tubos que se conecta às várias fases do processo de produção do ácido fosfórico. Eles por vezes são referidos no campo como "tubos intersticiais" ou "tubulação de fluxo do processo".

[0062] Os reagentes de inibição de incrustações que estão na forma líquida (como com água, óleo e/ou álcool) podem ser formulados de várias maneiras, por exemplo, o reagente sólido pode ser suspenso (por exemplo, suspensão coloidal), dispersos e/ou dissolvido no líquido.

[0063] Os reagentes de inibição de incrustações descritos aqui podem ser misturados entre si na lixívia de ácido fosfórico ou no processo de produção de várias maneiras, por exemplo, em uma única fase, em várias fases ou se várias misturas de reagentes forem adicionadas, então sequencialmente, em ordem inversa, simultaneamente ou em várias combinações destas. Por exemplo, em uma modalidade, o reagente de inibição de incrustações é adicionado ao diluente para formar uma pré-mistura e então misturado com a lixívia de ácido fosfórico. Em outra modalidade, o reagente pode ser adicionado diretamente ao fluxo do processo. Em outra modalidade, o reagente de inibição de incrustações é formado in situ misturando-se separadamente os componentes do reagente com ácido fosfórico. Por conseguinte, os reagentes de inibição de incrustações aqui descritos podem ser adicionados ao processo de produção de ácido fosfórico na forma de um componente único ou como componentes individuais ao em qualquer ponto do processo. Vários modos de adição mostrar-se-ão eficazes e podem ser ajustados pelo uso tão somente de técnicas experimentais de rotina.

[0064] Como será apreciado por aqueles versados na técnica, a quantidade ou dosagem de reagente necessária para inibir as incrustações de maneira eficaz (isto é,uma quantidade de inibição de incrustações) irá variar conforme o reagente específico utilizado e/ou a gravidade do problema de incrustação encontrado, a espécie dos íons de formação de incrustações presentes, bem como com a concentração ou saturação dos íons de formação de incrustações.

[0065] Como regra geral, a dosagem baseia-se no reagente de polímero ativo com base no peso da solução de ácido fosfórico e pode variar entre 0,5 g/ton a 5000 g/ton de ácido fosfórico. Em certas modalidades, a dosagem de polímero ativo pode ser de 0,5 g/ton a 1000 g / ton de uma solução de ácido fosfórico e de preferência de 0,5 g/ton a 500 g/ton de uma solução de ácido fosfórico. Em algumas modalidades, a dosagem do reagente ativo pode ser de pelo menos 100 g/ton de solução de ácido fosfórico, enquanto que em outras modalidades ela pode ser de pelo menos 500 g/ton de solução de ácido fosfórico. Aqueles versados na técnica reconhecerão que a gama de dosagem contemplada inclui o valor de dose mais baixo e o valor de dose mais alto, bem como qualquer valor de dose específico entre eles (por exemplo, 0,5 g/ton, 0,6 g/ton, 0,7 g/ton et seqaté e incluindo 5000 g/ton de ácido fosfórico). Cada ponto de dosagem de 0,5 g/ton a 5000 g/ton é especificamente contemplados pela invenção como se fosse especificamente mencionado aqui.

[0066] Os reagentes aqui descritos são eficazes contra várias espécies de íons de formação de incrustações encontrados com mais frequência no fluxo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida. Com efeito, em certas modalidades, o reagente é útil no tratamento ou inibição de incrustações que inclui, mas não se limitam a, pelo menos uma espécie de íon de formação de incrustações selecionados a partir de Na2SiF6; K2SiF6; CaSO4+ 2 H2O; CaSO4 + 72H2O; CaSO4; MgSiF6 + 6 H2O; Ca3(PO4)2; CaHPO4; Si2F6; CaSiF6 + 2 H2O; CaF2; MgF2; Mg0,8Al1,5F6 + X H2O, em que X é um número inteiro variando de 2 a 10; MgH2P6O7; Al(PO3)3; NaK2AlF6; Ca3(AlF6)2 + 4 H2O; MgNaAlF6+ 2 H2O; ou Ca4SO4AlSiF13+ 10 H2O. Como será apreciado por aqueles versados na técnica, o fluxo de processo de ácido fosfórico típico contém inúmeras espécies de íons de formação de incrustações, o que, antes de tudo, apresenta a dificuldade na inibição da formação e/ou deposição de incrustações.

[0067] De acordo com o que foi exposto acima, a invenção inclui pelo menos uma dentre as seguintes modalidades:

[0068] Modalidade 1. Processo de inibição de incrustações produzidas durante a produção de ácido fosfórico de processo por via úmida, o processo compreendendo: a adição de uma quantidade de inibição de incrustações de um reagente que compreende um polímero contendo amina primária, ou um sal seu, a pelo menos uma fase de um processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida, em que o referido polímero contendo amina primária compreende um A mer de acordo com a Fórmula (I):

em que R é H, alquil C1-C6, alquenil C2-C6, haleto ou carboxil; R1é H, alquil C1-C6 ou alquenil C2-C6; R2é H ou um A mer de acordo com a Fórmula (I); R3é selecionado dentre uma ligação direta ou um grupo alquil C1-C12, alquenil C2-C12 ou aril C6-C12; e n é um número inteiro escolhido proporcionar um peso molecular médio do polímero contendo amina primária de pelo menos 300 Daltons e em que a percentagem de aminas primárias no polímero é de 30% em mol a 100% em mol com base na porcentagem total de unidades mer do polímero.

[0069] Modalidade 2. Um processo, de acordo com a modalidade 1, onde R e R1são H e R3é uma ligação direta.

[0070] Modalidade 3. Um processo, de acordo com a modalidade 1 ou 2, onde o polímero contendo amina primária ser um homopolímero de polivinilamina ou um sal seu.

[0071] Modalidade 4. Um processo de acordo com a modalidade 1, onde R e R1são H e R3é CH2.

[0072] Modalidade 5. Um processo, de acordo com a modalidade 1 ou 4, onde o polímero contendo amina primária é um homopolímero de polialilamina ou um sal seu.

[0073] Modalidade 6. Um processo, de acordo com a modalidade 5, em que o sal de homopolímero de polialilamina ser um cloridrato de polialilamina.

[0074] Modalidade 7. Um processo de acordo com qualquer uma das modalidades 1, 2 ou 4, em que o polímero contendo amina primária compreende ainda um mer B.

[0075] Modalidade 8. Um processo, de acordo com a modalidade 7, onde o R3 do referido A mer ser uma ligação direta, a referida unidade B mer compreender um composto de acordo com a Fórmula (II):

onde R e R1são como definidos para o A mer de acordo com a Fórmula (I); R4é escolhido a partir de H ou alquil C1-C4; R5é selecionado dentre uma ligação direta ou um grupo alquil C1-C12, alquenil C2-C12 ou aril C6-C12; R6é escolhido a partir de um grupo alquil C1-C22, alquenil C2-C22 ou aril C6-C22, cujo grupo é opcionalmente substituído em uma ou mais posições substituíveis n é escolhido dentre 30% em mol a 99% em mol, com base no percentual total de unidades mer no polímero; e m é escolhido de uma unidade 1% em mol a 70% em mol com base no número total ou percentual de unidades mer no polímero.

[0076] Modalidade 9. Processo, de acordo com a modalidade 8, em que a unidade B mer de acordo com a Fórmula (II) ser

[0077] Modalidade 10. Um processo, de acordo com a modalidade 7, onde a unidade B mer ser derivada de um monômero selecionado dentre o grupo que consiste em dialilamina, cloreto de dialildimetilamônio, acrilamida, N-metilol-acrilamida; N-(C1 a C22)aquil acrilamida, N,N-di-(C1 a C22)alquil acrilamida, hidroxi alquil(met)acrilamida, N-vinil-formamida; N- (C1 a C22) alquil-N-vinilformamida, N-vinil-acetamida, N-(C1 a C22)alquil-N- vinilacetamida, N-vinil-propionamida, N-(C1 a C22)alquil-N-vinil- propionamida, vinilformamida, ácido (met)acrílico; os ésteres, nitrilas ou amidas ou de ácido (met)acrílico, acetato de vinil, propionato de vinil, álcool vinílico, (C1 a C22)alquil vinil éteres, vinilpirrolidona, polieteramina; e copolímeros de qualquer um dos anteriores.

[0078] Modalidade 11. Um processo, de acordo com a modalidade 7 ou 10, onde a unidade B mer é N-vinilformamida e o polímero contendo amina primária é um copolímero de poli(vinilamina-co-vinilformamida) ou um sal seu.

[0079] Modalidade 12. Um processo, de acordo com a modalidade 7 ou 10, em que a unidade B mer é N-vinilacetamida e o polímero contendo amina primária é uma poli(vinilamina-co-vinilacetamida) ou um sal seu.

[0080] Modalidade 13. Um processo, de acordo com a modalidade 7 ou 10, em que o polímero contendo amina incluir pelo menos duas unidades B mer.

[0081] Modalidade 14. Um processo, de acordo com a modalidade 13, em que o polímero contando amina primária ser um terpolímero de poli(cloreto de vinilamina-covinilformamida-codialildimetilamônio) ou um sal seu.

[0082] Modalidade 15. Um processo, de acordo com a modalidade 13, em que as referidas unidades B mer serem uma N-(C6 a C22) alquil acrilamida ou vinilformamida.

[0083] Modalidade 16. Um processo, de acordo com a modalidade 15, onde o polímero contendo amina ser um terpolímero de poli(vinilamina- covinilformamida-co-N-t-octilacrilamida) ou um seu sal.

[0084] Modalidade 17. Processo, de acordo com qualquer modalidade entre 1 e 16, em que o polímero contendo amina primária é ramificado.

[0085] Modalidade 18. Um processo, de acordo com a modalidade 117, em que o peso molecular médio do polímero contendo amina primária é de 300 Daltons a 300.000 Daltons.

[0086] Modalidade 19. Processo, de acordo com qualquer modalidade dentre 1, 2 ou 4, em que a porcentagem de aminas primárias no polímero é de 45% em mol a 100% em mol com base na porcentagem total de unidades mer do polímero.

[0087] Modalidade 20. Um processo, de acordo com a modalidade 19, onde a porcentagem de aminas primárias no polímero é de 55% em mol a 100% em mol com base na porcentagem total de unidades mer do polímero.

[0088] Modalidade 21. Processo, de acordo com qualquer modalidade dentre 7 e 18, onde a porcentagem de aminas primárias no polímero é de 45% em mol a 99% em mol com base na porcentagem total de unidades mer do polímero.

[0089] Modalidade 22. Um processo, de acordo com a modalidade 21, em que o índice de amina primária no polímero é de 60% em mol a 99% em mol.

[0090] Modalidade 23. Processo de inibição de incrustações produzidas durante a produção de ácido fosfórico de processo por via úmida, compreendendo a adição de uma quantidade de reagente de inibição de incrustações que seja um polímero contendo amina primária a pelo menos uma fase de um processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida, onde o referido polímero contendo amina primária inclui uma ou mais porções orgânicas que reduzem a solubilidade do polímero em ambiente aquoso em comparação à sua forma nativa, reduzindo ou evitando incrustações no processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida.

[0091] Modalidade 24. Um processo, de acordo com a modalidade 23, em que o polímero contendo amina primária é uma polietilenoimina ramificada.

[0092] Modalidade 25. Um processo, de acordo com a modalidade 24, em que a polietilenoimina tem um número de peso molecular médio de 300 Da a 300.000 Da.

[0093] Modalidade 26. Um processo, de acordo com a modalidade 25, em que o peso molecular médio vai de 300 Da a 100.000 Da.

[0094] Modalidade 27. Um processo de acordo com qualquer uma das modalidades entre 23 e 26, onde o radical orgânico está presente em uma ou mais posições substituíveis da amina de molécula pequena e é escolhido a partir de um hidrocarbil C1-C22 opcionalmente substituído por um ou mais substituintes selecionados a partir do grupo que consiste em OH; alquil C1-C12; alquenil C1-C12; alil; halogênio; haloalquil C1-C12; alcoxi C1-C12; hidroxialquil C1-C12; carboxi; alcoxicarbonil C1-C12; carboxialcoxi C1-C12; carboxamido C1-C12; ciano; formil; acil C1-C12; éster alquílico C2-C12; éster arílico C6-C12; nitro; amino; alquilamino C1-12; dialquilamino C1-12; anilino; mercapto; alquiltio C1-12; sulfóxido; sulfona; acilamino C1-12; amidino; ariloxi; arilamino; amido; epóxi; carbonil; alcoxicarbonil (éster); nitrila; ureído; silanol; fenil; benzil; heteroaril; heterociclo; fenoxi; benzoíla; benzoíla substituída por amino, hidroxi, metoxi, metil ou halo; benziloxi e heteroariloxi.

[0095] Modalidade 28. Um processo, de acordo com a modalidade 27, onde a referida porção ser selecionada independentemente em cada caso a partir de um hidrocarbil C8-C22.

[0096] Modalidade 29. Um processo, de acordo com a modalidade 28, em que a referida porção é octil.

[0097] Modalidade 30. Um processo de acordo com a modalidade 28, em que a referida porçãoé dodecil.

[0098] Modalidade 31. Um processo, de acordo com qualquer modalidade de 23 a 27,onde a referida porção ser um C8-C12-oxibutan-2-ol linear ou ramificado.

[0099] Modalidade 32. Um processo, de acordo com qualquer uma das modalidades entre 23 e 27, em que a referida porção ser um C12-C18 alquil de sebo.

[00100] Modalidade 33. Um processo, de acordo com qualquer uma das modalidades entre 23 e 27, onde a referida porção ser um ácido graxo de resina líquida.

[00101] Modalidade 34. Um processo, de acordo com qualquer uma das modalidades de 1 a 33, em que as inscrustações produzidas contêm pelo menos um íon de formação de incrustações selecionado a partir do grupo que consiste em Na2SiF6; K2SÍF6; CaSO4+ 2 H2O; CaSO4 + /2H2O; CaSO4; MgSiF6+ 6 H2O; Ca3(PO4)2; CaHPO4; Si2F6; CaSiF6+ 2 H2O; CaF2; MgF2; Mg0.8Al1.5F6+ X H2O, onde X é um número inteiro que varia de 2 a 10; MgH2P6O7; Al(PO3)3; NaK2AlF6; Ca3(AlF6)2+ 4 H2O; MgNaAlF6+ 2 H2O; e Ca4SO4AlSiF13+ 10 H2O.

[00102] Modalidade 35. Um processo, de acordo com qualquer modalidade de 1 a 33, onde o reagente ser adicionado a qualquer tubulação intersticial da unidade de produção de ácido fosfórico e/ou a uma ou mais fases do processo de produção de ácido fosfórico selecionadas dentre o grupo que consiste em: fase de trituração; fase de digestão; fase de filtragem; fase de evaporação; e fase de clareamento.

[00103] Modalidade 36. Processo, de acordo com qualquer modalidade entre 1 e 35, onde a quantidade de inibição de incrustações do reagente adicionado ao processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida ser de 0,5 g por ton a 5000 g por ton de ácido fosfórico.

[00104] Modalidade 37. Um processo, de acordo com a modalidade 36, em que a quantidade de inibição de incrustações do reagente adicionado ao processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida ser de 0,5 g por ton a 1000 g por ton de ácido fosfórico.

[00105] Modalidade 38. Um processo, de acordo com a modalidade 37, onde a quantidade de inibição de incrustações do reagente adicionado ao processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida ser de 0,5 g por ton a 500 g por ton de ácido fosfórico.

[00106] Modalidade 39. Um processo, de acordo com a modalidade 35, onde a quantidade de reagente adicionado ser de pelo menos 100 g por ton de ácido fosfórico.

[00107] Modalidade 40. Um processo, de acordo com a modalidade 35, onde a quantidade de reagente adicionado ser de pelo menos 500 g por ton de ácido fosfórico.

[00108] Os exemplos a seguir são fornecidos para auxiliar aqueles versados na técnica a entender melhor certas modalidades da presente invenção. Estes exemplos são destinados para fins ilustrativos e não devem ser interpretados como se limitassem o âmbito da presente invenção.

[00109] Exemplo 1 - Síntese de poli(cloridrato de alilamina) (Poli(AAm-HCl)) e poli(alilamina) (Poli(AAM)).

[00110] A via geral para a síntese de poli(AAm-HCl) e poli (AAm) é fornecida abaixo:

[00111] A 58,3 g de monômero de alilamina (98% em peso), são misturados 40 g de água. A solução aquosa de alilamina é pré-arrefecida com banho de gelo durante meia hora. A mesma quantidade molar de ácido clorídrico (98,6 g, 37% em peso) é adicionada à solução de monômero de alilamina (mantido em banho de gelo) sob agitação com a temperatura controlada para ser inferior a 25 °C. A solução de cloridrato de alilamina é então transferida para um reator de 500 mL revestido. 2,7 g do iniciador de dicloridrato de 2,2'-azobis (2-metilpropionamidina) (V50) são inicialmente dissolvidos em 16 g de água e a solução aquosa V50 é então adicionada ao reator e misturada bem. A mistura é purgada com nitrogênio durante 30 minutos, sob agitação, e, em seguida, colocada em um banho de água a 60 °C. A mistura é deixada a polimerizar por 15 horas a 60 °C sob atmosfera de nitrogênio (ou mais, por exemplo, durante uma noite). Uma quantidade adicional de solução de iniciador (1,4 g de V50 dissolvido em 8,6 g de água) é adicionada para converter qualquer monômero que não reagiu. A mistura é deixada polimerizar durante mais 15 horas a 60 °C sob atmosfera de nitrogênio (ou mais, isto é, durante uma noite) e, em seguida, a solução do produto é arrefecida à temperatura ambiente. Uma porção do produto de polímero é precipitada em acetona e seca sob o vácuo a 40 °C durante 16 horas para se obter poli(AAm-HCl) seca. A composição é confirmada por NMR e o peso molecular médio em peso (Mw) é determinado como sendo de 4.300 Daltons com uma polidispersidade (PDI) de 1,6 (caracterizado por Cromatografia de Permeação em Gel (GPC)). A parte restante do produto de polímero é neutralizada por adição de NaOH (50% em peso) a pH 8. Esse produto de polímero é então precipitado em acetona como descrito acima e seco sob o vácuo a 40 ° C por 16 horas para se obter Poli(AAm) seca. A composição é confirmada por NMR e o peso molecular médio é determinado por GPC para ser de 7.300 Daltons com um PDI de 3,9. Os pesos moleculares médios desses polímeros, tal como determinados por GPC, encontram-se listados na Tabela 1.

[00112] Devido à natureza de autoinibição do monômero de alilamina, o processo de polimerização de alilamina-cloridrato sofre um problema grave de transferência de cadeia degradativa e há uma grande quantidade de monómeros que não reagiram (19%) e oligômeros no produto de polimerização. A técnica de extração de Soxhlet de acordo com Principles of Polymerization 4a Ed. por George Odian (2004) (utilizando acetona e metanol) é usada para separar o monômero que não reagiu e os oligômeros da Poli(AAm-HCl) alvo. Os pesos moleculares médios desses compostos separados, tal como determinados por GPC, encontram-se listados na Tabela 2.

[00113] Exemplo 2 - Síntese de copolímeros de Poli(vinilamina-co- vinilformamida) (Poli(VAm-co-VFA)) de vários comprimentos de cadeia.

[00114] A via de síntese geral dos copolímeros de P(VAm-co-VFA) é fornecida abaixo:

[00115] 72,5 g do monômero de vinilformamida (VFA, 98% em peso), 1,4 g do iniciador de dicloridrato de 2,2'-azobis (2-metilpropionamidina) (V50) e 280 g de água são adicionados a um reator de 500 mL revestido e misturados bem. A solução é purgado com nitrogênio durante 30 minutos, sob agitação, e, em seguida, o reator é colocado em um banho de água a 60 °C e deixado para polimerizar durante 16 horas. A solução do produto é arrefecida até à temperatura ambiente e precipitada em acetona e seca sob vácuo durante 16 horas a 40 °C para se obter poli(vinilformamida) (Poli(VFA)). A composição de Poli(VFA) preparada é confirmada por NMR e o peso molecular médio é determinado como sendo de 175 kDa com um PDI de 1,3, tal como caracterizado por GPC.

[00116] 3 g de Poli(VFA) conforme preparados anteriormente são dissolvidos em 29 g de água. 3,4 g de NaOH a 50% são adicionados à solução de Poli(VFA) dissolvida e uma reação de hidrólise é conduzida à temperatura ambiente por 120 horas. O produto de polímero hidrolisado é precipitado em acetona e depois seco sob vácuo a 40 °C durante 16 horas para se obter Poli(VAm-co-VFA). Os produtos de (co)polímeros hidrolisados são caracterizados com NMR e GPC. Os resultados da NMR indicam que o produto hidrolisado contém 92 moles l% de vinilamina e 8% em mol de vinilformamida. Os resultados da GPC indicam que o peso molecular médio em peso do produto hidrolisado é de 134 kDa com um PDI de 2,1. Reações de hidrólise similares são realizados com menos NaOH adicionado para reduzir o índice molar de vinilamina nos produtos finais hidrolisados. Os resultados da NMR e da GPC (variando de 70 kDa a 152 kDa) para esses produtos finais encontram-se listados na Tabela 3.

[00117] Os pesos moleculares (isto é, os comprimentos de cadeia) dos copolímeros de poli(VAm-co-VFA) hidrolisados são determinados pelo da Poli(VFA) parental. Portanto, ajustando-se o peso molecular da Poli(VFA) parental, copolímeros de Poli(VAm-co-VFA) com pesos moleculares controlados podem ser preparados. Ajustando-se a temperatura de reação, a concentração do iniciador, a concentração do monômero e os reagentes de transferência de cadeia, o peso molecular médio em peso (Mw) da Poli(VFA) sintetizada pode ser controlado de modo a ser de cerca de 36 kDa. Por exemplo, 50,8 g de monômero de vinilformamida (VFA, 98% em peso), 3,8 g do iniciador de dicloridrato de 2,2'-azobis(2-metilpropionamidina) (V50), 0,5 g de hidrato de hipofosfito de sódio e 445 g de água são adicionados em um reator de 1000 ml revestido. A solução misturada é purgada com nitrogênio durante 30 minutos sob agitação. Em seguida, o reator é colocado em um banho de água a 80 °C e mantido a essa temperatura durante a polimerização por 16 horas. Após a polimerização, a solução de produto é arrefecida à temperatura ambiente. O produto do polímero é precipitado em acetona e seco sob vácuo durante 16 horas a 40 °C para se obter poli(vinilformamida) (Poli(VFA)). A composição de Poli(VFA) preparada é confirmada por NMR e o peso molecular médio em peso (Mw) é de 36 kDa com um PDI de 2,4 (tal como caracterizado por GPC). A hidrólise controlada de Poli(VFA) preparada segue o mesmo procedimento discutido acima. Os produtos do (co)polímero hidrolisado são caracterizados com NMR e os resultados encontram-se listados na Tabela 4.

[00118] Uma Poli(VFA) de peso molecular médio em peso inferior também pode ser preparada. Por exemplo, 100,5 g de monômero de vinilformamida (VFA, 98% em peso) são adicionados a um reator de 500 mL revestido. O monômero é arrefecido a 1°C sob nitrogênio utilizando banho de arrefecimento em água com gelo por meia-hora. 0,99 g de eterato dietílico de trifluoreto de boro é adicionado ao monômero gota a gota. O reator é mantido no banho de arrefecimento com água com gelo para polimerização durante 16 horas. Em seguida, a temperatura do banho é aumentada para 25 °C e mantida a 25°C para polimerização por 0,5 hora. Em seguida, a temperatura do banho é aumentada para 50 °C e mantida a 25°C para polimerização por 1 hora. Em seguida, 100 g de água são adicionados ao reator para dissolver o produto de polímero sólido. O produto do polímero é precipitado em acetona e seco sob vácuo durante 16 horas a 40 C para se obter poli(vinilformamida) (Poli(VFA)). A composição de Poli(VFA) é confirmada por NMR e o peso molecular médio em peso (Mw) é baixo demais para ser determinado por GPC (isto é, <1 kDa). A hidrólise controlada de Poli(VFA) preparada segue o mesmo procedimento apresentado acima. Os produtos do (co)polímero hidrolisado são caracterizados com NMR e os resultados encontram-se listados na Tabela 5.

[00119] Exemplo 3 - Síntese de Poli(cloreto de vinilamina-co- vinilformamida-co-dialildimetilamônio) (Poli(VAm-co-VFA-co-DADMAC)).

[00120] A via de síntese geral dos copolímeros de Poli(VAm-co-VFA- co-DADMAC) é fornecida abaixo:

[00121] A síntese de poli(cloreto de vmnamma-co-vinilformamida -co- dialildimetilamônio) é realizada de acordo com o protocolo do Exemplo 2, exceto pelo fato de que o monômero de cloreto de dialildimetilamônio (DADMAC) também é adicionado ao reator com o monômero de vinilformamida. Por exemplo, 36,3 g de monômero de vinilformamida (VFA, 98% em peso), 1,4 g do iniciador de dicloridrato de 2,2'-azobis (2- metilpropionamidina) (V50), 124,4 g de DADMAC (65% em peso), e 420 g de água são adicionados em 1000 ml do reator revestido. Em outro exemplo, 58,0 g de monômero de vinilformamida (VFA, 98% em peso), 1,4 g do iniciador de dicloridrato de 2,2'-azobis (2-metilpropionamidina) (V50), 49,7 g de DADMAC (65% em peso), e 340 g de água são adicionados em 1000 ml do reator revestido. Os procedimentos de polimerização e de hidrólise para ambas as reações são realizados de acordo com o protocolo do Exemplo 2. Os produtos do (co)polímero sintetizado são caracterizados com NMR GPC, e os resultados encontram-se listados na Tabela 6.

[00122] Exemplo 4 - Síntese de Poli(vinilamina-CO-vinilformamida- CO-N-t-octilacrilamida) (Poli(VAM-co-VFA-co-OAA)).

[00123] A via de síntese geral dos copolímeros de Poli(VAm-co-VFA- co-OAA) é fornecida abaixo:

[00124] Os copolímeros são preparados por adição de unidades de monômero B com grupos secundários de cadeia de alquil para o monômero do precursor A (por exemplo, vinilformamida) durante a polimerização. A síntese de copolímeros de Poli(VAm-co-VFA-co-OAA) é realizada de acordo com o protocolo do Exemplo 2, exceto pelo fato de que o monômero de N-t- octilacrilamida (OAA) também é adicionado ao reator com o monômero de vinilformamida. O co-solvente de álcool isopropílico (IPA)-H2O foi escolhido para dissolver os dois monômeros diferentes para preparar uma solução homogênea. Por exemplo, 34,5 g de monômero de vinilformamida (VFA, 98% em peso), 2,7 g do iniciador de dicloridrato de 2,2'-azobis (2- metilpropionamidina) (V50), 4,7 g de OAA (99% em peso), 170 g de IPA e 170 g de água são adicionados em 500 ml do reator revestido. Os procedimentos de polimerização e de hidrólise são realizados de acordo com o protocolo do Exemplo 2. Os produtos do (co)polímero sintetizado são caracterizados com NMR GPC, e os resultados encontram-se listados na Tabela 7.

[00125] Exemplo 5 - Síntese do copolímero de poli(alilamina) modificada por dodecil.

[00126] A via geral de síntese do copolímero poli(alilamina) modificada por dodecil é fornecida a seguir:

[00127] A Poli (alilamina-HCl) (0,493 g) (Mw = 6050, tal como preparado no Exemplo 1, depois da extração de Soxhlet com acetona e metanol) é misturada com NaOH (0,232 g) em metanol à temperatura ambiente. A mistura é agitada à temperatura ambiente durante 18 h, seguida pela adição de 1-bromodecano (0,0657 g). A mistura é agitada a 50 °C durante 48 h antes da evaporação de todos os solventes. Os produtos do (co)polímero são confirmados por meio de análise de NMR.

[00128] Exemplo 6 - Avaliação do desempenho relativo dos reagentes anti-incrustações.

[00129] O desempenho dos polímeros contendo aminas primárias úteis como reagentes para a inibição de incrustações na produção de ácido fosfórico de processo por via úmida é medido por um teste de turbidez (com base em um processo de supersaturação-precipitação). Esse método é útil para avaliar se o polímero contendo amina primária pode controlar a precipitação do sulfato de cálcio e das incrustações do tipo fluorossilicato das soluções de ácido fosfórico do processo que foram supersaturadas por meio de evaporação e arrefecimento. O procedimento geral para o teste é descrito a seguir, o qual é baseado na geração de 16 amostras individuais. Aqueles versados na técnica notarão que diferentes volumes iniciais e finais podem ser usados para gerar amostras maiores ou menores. O ácido também pode ser concentrado a um grau maior ou menor.

[00130] Em uma capela ventilada, 600 g de 28% em peso de ácido fosfórico do processo (P2O5) são adicionados a uma proveta de Teflon de 1 L. O peso total do ácido e da proveta é registrado. O ácido é reduzido em peso a aprox. 400 g (isto é, concentrada a aprox. 42% em peso de P2O5) aquecendo- se em um prato quente (Thermo Scientific Cimarec), fixado em 120 °C, com agitação moderada (ajustada a 6). A concentração do ácido fosfórico para esse nível tipicamente ocorre depois de 20-24 horas e pode ser realizada durante a noite.

[00131] Para dosagem de 100 ppm de reagente, 0,2 g de 1% em peso (com base no componente ativo seco) de soluções dos reagentes de interesse são adicionados a 4 frascos de vidro de oz. utilizando uma balança analítica. 0,2 g de água é adicionado aos frascos de controle. 19,8 g de ácido fosfórico concentrado a quente é adicionado a cada frasco utilizando uma seringa de plástico com um filtro de seringa de 0,2 mícron. Os frascos são agitados para formar uma mistura homogênea e deixados em repouso à temperatura ambiente, sem agitação, durante 6-24 horas.

[00132] A turbidez é medida com um turbidímetro HACH® 2100Q portátil (nefelômetro), ou outro equivalente, que é calibrado e usado de acordo com as orientações do manual de instruções. Cada frasco de vidro é agitado suavemente para soltar as incrustações presas das laterais e do fundo dos frascos. Os conteúdos do frasco são esvaziados na célula de teste de medição de turbidez e a medição é feita após 10-30 segundos. A célula de teste é virado para frente e para trás 5 vezes e a medição é feita novamente após 10-30 segundos. A célula de teste é esvaziada e lavada com água deionizada e seca com uma corrente de ar ou nitrogênio e as amostras restantes são medidas da mesma forma. As unidades de medida são fornecidas como Unidades de Turbidez Nefelométrica (NTUs), com NTUs representando menos partículas suspensas na solução da amostra. O turbidímetro portátil HACH® 2100Q tem um limite superior de leitura de 1000 NTUs. Para os fins da invenção, um NTU inferior é desejável e indica menos partículas de incrustações e é preditivo quanto ao reagente ser mais eficaz como inibidor de incrustações para os fluxos de produções de ácido fosfórico do processo.

[00133] Exemplo 7 - Avaliação do poli(cloridrato de alilamina) (Poli (AAm-HCl)) e poli(alilamina) (Poli (AA)).

[00134] A Poli (AAm-HCl) é sintetizada utilizando a polimerização de radicais livres de alilamina-cloridrato, tal como indicado no Exemplo 1. Em seguida, a Poli(AAM) é preparada por neutralização do grupo de cloridrato com NaOH, outra vez de acordo com o Exemplo 1. O desempenho da Poli(AAm-HCl) e da Poli(AAm) como anti-incrustações de ácido fosfórico é medido no teste de turbidez, conforme indicado pelo Exemplo 6. Os resultados são mostrados na Tabela 1. Tabela 1.

[00135] Em comparação com a amostra de controle, ambos os polímeros contendo amina primária inibem com eficácia (isto é, reduzem ou previnem) a quantidade de incrustações geradas durante o processo de testagem de turbidez. A P(AAm) apresenta um desempenho ligeiramente melhor do que a P (AAm-HCl).

[00136] Exemplo 8 - Avaliação de diferentes fracções de poli (cloridrato de alilamina) (Poli (AAM-HCl)) a partir da extração de Soxhlet.

[00137] A Poli (AAm-HCl) é sintetizada utilizando a polimerização de radicais livres de alilamina-cloridrato, tal como indicado no Exemplo 1. A grande quantidade de monômeros e oligômeros no produto da polimerização é separada da Poli(AAm-HCl) alvo utilizando a técnica de extração de Soxhlet (como no Exemplo 1) e as frações são avaliadas quanto à utilização como inibidores de incrustações de ácido fosfórico utilizando o teste de turbidez do Exemplo 6. Os resultados são mostrados na Tabela 2. Tabela 2.

[00138] Os resultados indicam que há uma correlação entre o tamanho do produto de polímero e a capacidade de controle das incrustações para o ácido fosfórico. Consequentemente, os polímeros contendo amina primária devem ter mais do que um determinado peso molecular (comprimento da cadeia) para serem eficazes.

[00139] Exemplo 9 - Avaliação dos (co)polímeros de poli (vinilamina- CO-vinilformamida) (poli(VAm-co-VFA)) sintetizados a partir da poli (VFA) de 175 kD.

[00140] Os copolímeros de Poli (VAm-co-VFA) que variam entre 70 kD e 152 kD são gerados de acordo com o Exemplo 2. O desempenho da Poli(VAm-co-VFA) como anti-incrustações de ácido fosfórico é medido no teste de turbidez, conforme indicado pelo Exemplo 6. Os resultados são mostrados na Tabela 3, onde a porcentagem listada na coluna da amostra refere-se ao % molar da amina primária (vinilamina). Tabela 3.

[00141] Os resultados indicam que os polímeros que contêm uma determinada porcentagem de aminas primárias são mais eficazes na inibição das incrustações geradas durante o processo de testagem do que as amostras de controle (nenhum polímero contendo amina) ou amostras que contêm uma baixa porcentagem de polímeros contendo amina primária. Assim, pode-se afirmar que existe essa correlação entre o desempenho do polímero reagente na inibição de incrustações e a porcentagem das aminas primárias nos polímeros sintetizados.

[00142] Exemplo 10 - Avaliação dos (co)polímeros de poli (vinilamina-CO-vinilformamida) (poli(VAm-co-VFA)) sintetizados a partir da poli (VFA) de 36 kD.

[00143] Os copolímeros da poli(VAm-co-VFA) sintetizados a partir da Poli(VFA) de 36 kD são feitos de acordo com o Exemplo 2. O desempenho da Poli(VAm-co-VFA) como anti-incrustações de ácido fosfórico é medido no teste de turbidez, conforme indicado pelo Exemplo 6. Os resultados são mostrados na Tabela 4. Outra vez, a porcentagem listada na coluna Amostra refere-se ao % em mol da amina primária (vinilamina). Tabela 4.

[00144] Os resultados novamente indicam que os polímeros que contêm uma determinada porcentagem de aminas primárias são mais eficazes na inibição das incrustações geradas durante o processo de testagem do que as amostras de controle (nenhum polímero contendo amina) ou amostras que contêm uma baixa porcentagem de polímeros contendo amina primária, mesmo a um peso molecular médio. Assim, a correlação entre o desempenho do polímero reagente na inibição de incrustações e a porcentagem das aminas primárias nos polímeros sintetizados se mantém, independentemente do peso molecular.

[00145] Exemplo 11 - Avaliação dos (co)polímeros de poli (vinilamina-CO-vinilformamida) (poli(VAm-co-VFA)) sintetizados a partir da poli (VFA) de < 1 kD.

[00146] Os copolímeros da poli(VAm-co-VFA) sintetizados a partir da Poli(VFA) de < 1 kD são feitos de acordo com o Exemplo 2. O desempenho da Poli(VAm-co-VFA) como anti-incrustações de ácido fosfórico é medido no teste de turbidez, conforme indicado pelo Exemplo 6. Os resultados são mostrados na Tabela 5. Outra vez, a porcentagem listada na coluna Amostra refere-se ao % molar da amina primária (vinilamina). Tabela 5

[00147] Exemplo 12 - Avaliação da Poli(cloreto de vinilamina-co- vinilformamida-co-dialildimetilamônio) (Poli(VAm-co-VFA-co-DADMAC)).

[00148] Os copolímeros de poli (VAm-co-VFA-co-DADMAC) são feitas de acordo com o Exemplo 3. O desempenho da Poli(VAm-co-VFA-co- DADMAC) como anti-incrustações de ácido fosfórico é medido no teste de turbidez, conforme indicado pelo Exemplo 6. Os resultados são mostrados na Tabela 6. Os números apresentados na coluna de exemplo referem-se ao % em mol de cada um dos respectivos monômeros. Tabela 6.

[00149] Os resultados confirmam novamente que os polímeros que contêm uma determinada porcentagem de aminas primárias são mais eficazes na inibição das incrustações geradas durante o processo de testagem do que as amostras de controle (nenhum polímero contendo amina) ou amostras que contêm uma baixa porcentagem de polímeros contendo amina primária.

[00150] Exemplo 13 - Avaliação dos copolímeros de poli (vinilamina- CO-vinilformamida-CO-N-t-octilacrilamida) (poli (VAm-co-VFA-co-OAA)).

[00151] Os copolímeros de poli (VAm-co-VFA-co-OAA) são feitas de acordo com o Exemplo 4. As contrapartes do copolímero de poli (vinilamina- CO-vinilformamida) (Poli (VAm-co-VFA)) (isto é, copolímeros sem grupos alquilacrilamidas) também foram geradas (de acordo com o Exemplo 2). O desempenho da Poli(VAm-co-VFA-co-OAA) e os copolímeros de Poli(VAm- co-VFA) anti-incrustações de ácido fosfórico é medido no teste de turbidez, conforme indicado pelo Exemplo 6. Os resultados são mostrados na Tabela 7. Os números apresentados na coluna de exemplo referem-se ao % molar de cada um dos respectivos monômeros com base na porcentagem total de unidades mer no polímero. Tabela 7.

[00152] Os resultados mostram que os copolímeros de poli(vinilamina) com unidades B mer adicionais com grupos secundários de alquilacrilamida não são apenas eficazes como inibidores de incrustações em ácido fosfórico, mas também apresentam um melhor desempenho nas suas contrapartes de poli)vinilamina) em um teste de turbidez, especialmente para aqueles com uma baixa porcentagem molar de amina primária.

[00153] Exemplo 14 - Avaliação da Polietilenoimina Modificada.

[00154] Os produtos de reação de polietilenoimina e éter de octil-, decil-glicidil são criados da seguinte maneira: A um frasco de fundo arredondado com capacidade de 1oo mL carregado com 13 mL de acetonitrila, um equivalente de polietilenimina ("PEI") (MW 1800) (comercialmente disponível como EPOMIN SP-018, da Nippon Shokubai) é adicionado e dissolvido com agitação contínua, seguida da adição de 1, 2 ou 3 equivalentes de éter de octil-, decil-glicidil (MW ~172) (disponível como ERISYSTM GE-7, da Emerald Performance Materials) por um conta-gotas. A mistura combinada é agitada e aquecida a refluxo (80 °C) durante 2 horas. O solvente é evaporado sob pressão reduzida e o produto bruto é seco no vácuo (300 mTorr) para gerar um líquido viscoso límpido.

[00155] O desempenho do produto da reação de PEI-GE-7 como reagente para o ácido fosfórico anti-incrustante é medido no teste de turbidez, conforme descreve o Exemplo 6, onde as várias doses (de 25 ppm a 100 ppm) de cada reagente são aplicadas à lixívia de ácido fosfórico de 42% de ácido fosfórico. Os resultados encontram-se resumidos na Tabela 8 abaixo. Tabela 8.

[00156] Os resultados mostram que os polímeros de polietilenoimina modificados não são apenas eficazes como inibidores de incrustações em ácido fosfórico, mas que tal modificação também proporciona um desempenho melhorado sobre o polímero nativo no teste de turbidez. Assim, polímeros de polietilenoimina, quando modificado conforme descrito aqui, melhoraram o desempenho sobre suas contrapartes nativas.

[00157] Assim, considerados em conjunto, esses resultados indicam que vários polímeros contendo amina primária, bem como várias versões copoliméricas suas, contendo um ou mais grupos substituintes, podem ser reagentes altamente eficazes, úteis na redução e/ou prevenção contra a formação de incrustações durante a produção de ácido fosfórico de processo por via úmida e esses polímeros contendo amina primária de um peso molecular limítrofe (isto é, o comprimento da cadeia) e uma quantidade limítrofe de um grupo funcional de amina primária, pode-se afirmar, é um dos componentes chave para a capacidade de controle de incrustações do ácido fosfórico gerado pelo processo por via úmida.

[00158] Várias referências da literatura de patentes e/ou científicas foram citadas ao longo deste pedido. As divulgações dessas publicações em suas totalidades são incorporadas aqui por referência, como se escritas neste documento. Tendo em conta a descrição acima e os exemplos, aquele versado na técnica será capaz de praticar a invenção como alegado sem experimentação indevida.

[00159] Embora a descrição anterior tenha mostrado, descrito e apontado as características inovadoras fundamentais de certas modalidades da presente invenção, entender-se-á que várias omissões, substituições e alterações na forma dos detalhes da invenção, conforme descrito, podem ser feitas por aqueles versados na técnica sem fugir ao escopo dos presente ensinamentos. Consequentemente, o escopo da presente invenção não deve estar limitado à discussão ou descrição precedente, mas deve ser definido pelas reivindicações anexas.

Claims (29)

1. Processo de inibição de incrustações produzidas durante a produção de ácido fosfórico de processo por via úmida, caracterizadopelo fato de que o processo compreende: a adição de uma quantidade de inibição de incrustações de um reagente que compreende um polímero contendo amina primária, ou um sal seu, a pelo menos uma fase de um processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida, em que o referido polímero contendo amina primária compreende um A mer de acordo com a Fórmula (I):

em que R é H, alquil C1-C6, alquenil C2-C6, haleto ou carboxil; R1 é H, alquil C1-C6 ou alquenil C2-C6; R2 é H ou um A mer de acordo com a Fórmula (I); R3 é selecionado dentre uma ligação direta ou um grupo alquil C1-C12, alquenil C2-C12 ou aril C6-C12; e n é um número inteiro escolhido proporcionar um peso molecular médio do polímero contendo amina primária de pelo menos 300 Daltons e em que a percentagem de aminas primárias no polímero é de 30% em mol a 100% em mol com base na porcentagem total de unidades mer do polímero.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que R e R1 são H e R3 é uma ligação direta.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizadopelo fato de o polímero contendo amina primária ser um homopolímero de polivinilamina ou um sal seu.

4. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que R e R1 são H e R3 é CH2.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o polímero contendo amina primária é um homopolímero de polialilamina ou um sal seu.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de o sal de homopolímero de polialilamina ser um cloridrato de polialilamina.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2, ou 4, caracterizado pelo fato de que o polímero contendo amina primária compreende ainda um mer B.

8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de o R3 do referido A mer ser uma ligação direta, a referida unidade B mer compreender um composto de acordo com a Fórmula (II):

onde R e R1 são como definidos para o A mer de acordo com a Fórmula (I); R4 é escolhido a partir de H ou alquil C1-C4; R5 é selecionado dentre uma ligação direta ou um grupo alquil C1-C12, alquenil C2-C12 ou aril C6-C12; R6 é escolhido a partir de um grupo alquil C1-C22, alquenil C2C22ou aril C6-C22, cujo grupo é opcionalmente substituído em uma ou mais posições substituíveis n é escolhido dentre 30% em mol a 99% em mol, com base no percentual total de unidades mer no polímero; e m é escolhido de uma unidade 1% em mol a 70% em mol com base no número total ou percentual de unidades mer no polímero.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de a unidade B mer ser de acordo com a Fórmula (II):

10. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a unidade B mer ser derivada de um monômero selecionado dentre o grupo que consiste em dialilamina, cloreto de dialildimetilamônio, acrilamida, N-metilol-acrilamida; N-(C1 a C22)aquil acrilamida, N,N-di-(C1 a C22) alquil acrilamida, hidroxi alquil(met)acrilamida, N-vinil-formamida; N- (C1 a C22) alquil-N-vinilformamida, N-vinil-acetamida, N- (C1 a C22) alquil- N-vinilacetamida, N-vinil-propionamida, N-(C1 a C22) alquil-N-vinil- propionamida, vinilformamida, ácido (met)acrílico; os ésteres, nitrilas ou amidas ou de ácido (met)acrílico, acetato de vinil, propionato de vinil, álcool vinílico, (C1 a C22)alquil vinil éteres, vinilpirrolidona, poliéter de amina e copolímeros de qualquer um dos anteriores.

11. Processo de acordo com a reivindicação 7 ou 10, caracterizado pelo fato de que a unidade B mer é N-vinilformamida e o polímero contendo amina primária é um copolímero de poli(vinilamina-co- vinilformamida) ou um sal seu.

12. Processo de acordo com a reivindicação 7 ou 10, caracterizado pelo fato de que a unidade B mer é N-vinilacetamida e o polímero contendo amina primária é uma poli(vinilamina-co-vinilacetamida) ou um sal seu.

13. Processo de acordo com a reivindicação 7 ou 10, caracterizado pelo fato de o polímero contendo amina incluir pelo menos duas unidades B mer.

14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de o polímero contando amina primária ser um terpolímero de poli(cloreto de vinilamina-covinilformamida-codialildimetilamônio) ou um sal seu.

15. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de as referidas unidades B mer serem uma acrilamida de N-(C6 a C22) alquil ou vinilformamida.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o polímero contendo amina ser um terpolímero de poli(vinilamina-covinilformamida-co-N-t-octilacrilamida) ou um seu sal.

17. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o polímero contendo amina primária é ramificado.

18. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, caracterizado pelo fato de que o peso molecular médio do polímero contendo amina primária é de 300 Daltons a 300.000 Daltons.

19. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1, 2 ou 4, caracterizado pelo fato de que a porcentagem de aminas primárias no polímero é de 45% em mol a 100% em mol com base na porcentagem total de unidades mer do polímero.

20. Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que a porcentagem de aminas primárias no polímero é de 55% em mol a 100% em mol com base na porcentagem total de unidades mer do polímero.

21. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 18, caracterizado pelo fato de que a porcentagem de aminas primárias no polímero é de 45% em mol a 99% em mol com base na porcentagem total de unidades mer do polímero.

22. Processo de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que o índice de amina primária no polímero é de 60% em mol a 99% em mol.

23. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 22, caracterizado pelo fato de que as incrustações produzidas contêm pelo menos uma espécie de íon de formação de incrustações selecionado do grupo que consiste em Na2SiF6; K2SiF6; CaSO4+ 2 H2O; CaSO4 + ^ H2O; CaSO4; MgSiF6+ 6 H2O; Ca3(PO4)2; CaHPO4; Si2F6; CaSiF6+ 2 H2O; CaF2; MgF2; Mg0.8Al1.5F6+ X H2O, onde X é um número inteiro que varia de 2 a 10; MgH2P6O7; Al(PO3)3; NaK2AlF6; Ca3(AlF6)2+ 4 H2O; MgNaAlF6+ 2 H2O; e Ca4SO4AlSiF13+ 10 H2O.

24. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 23, caracterizado pelo fato de o reagente ser adicionado a qualquer tubulação intersticial da unidade de produção de ácido fosfórico e/ou a uma ou mais fases do processo de produção de ácido fosfórico selecionadas dentre o grupo que consiste em: fase de trituração; fase de digestão; fase de filtragem; fase de evaporação; e fase de clareamento.

25. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24, caracterizado pelo fato de a quantidade de inibição de incrustações do reagente adicionado ao processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida ser de 0,5 g por ton a 5000 g por ton de ácido fosfórico.

26. Processo de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de a quantidade de inibição de incrustações do reagente adicionado ao processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida ser de 0,5 g por ton a 1000 g por ton de ácido fosfórico.

27. Processo de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de a quantidade de inibição de incrustações do reagente adicionado ao processo de produção de ácido fosfórico de processo por via úmida ser de 0,5 g por ton a 500 g por ton de ácido fosfórico.

28. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 27, caracterizado pelo fato de a quantidade de reagente adicionado ser de pelo menos 100 g por ton de ácido fosfórico.

29. Processo de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de a quantidade de reagente adicionado ser de pelo menos 500 g por ton de ácido fosfórico.

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