BR122019000367B1 - Processo para a inibição ou eliminação da formação de incrustações durante a produção de ácido fosfórico em um processo úmido - Google Patents

Abstract

processos e reagentes para a inibição ou eliminação da formação de incrustações durante a produção de ácido fosfórico em um processo úmido são providos e incluem a adição, a uma corrente de produção de ácido fosfórico em um processo úmido, de uma quantidade inibidora da formação de incrustações de um reagente tendo um composto alifático ou aromático, contendo pelo menos dois grupos hidróxi, e pelo menos uma amina.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Campo da Invenção

[001] A invenção refere-se a processos e a reagentes para a inibição ou a redução da formação de incrustações em e/ ou sobre um equipamento de processo, através dos vários estágios da produção do ácido fosfórico.

Descrição da Arte Relacionada

[002] O processo úmido é o processo mais comumente usado na produção do ácido fosfórico. No processo úmido, as rochas de fosfato de cálcio, que contêm principalmente o fosfato de cálcio, são limpas na planta de lavagem e moídas em uma esfera, antes que sejam alimentadas a uma série de reatores para a digestão com o ácido sulfúrico, junto com o ácido fosfórico reciclado a partir do processo. A temperatura de digestão está situada, de um modo típico, em de 40°C a 80°C. Após ser completada a série de reação, a corrente do processo é lavada com um condensado do evaporador antes que seja forçada através de um filtro.

[003] Após a digestão, a suspensão da reação é filtrada, de um modo a separar o ácido fosfórico a partir do Gesso (sulfato de cálcio). O ácido fosfórico bruto, filtrado é então enviado aos Clarificadores e Evaporadores, para a purificação e a concentração adicional. O ácido fosfórico purificado ou é enviado como um Ácido de Grau de Comercialização (MGA) ou é continuado, de um modo a constituir 69 % do Ácido Super Fosfórico P2O5 (SPA). O Gesso é lavado e secado antes que seja vendido para fins de uso comercial. Algum do ácido fosfórico bruto é então concentrado a 44 % (P2O5), antes que seja enviado para a produção de Fosfato de Monoamônio (MAP), Fosfato de Diamônio (DAP) e sulfato de fosfato de amônio (APS).

[004] Devido à natureza supersaturada do ácido e às impurezas nos minérios de fosfato, os estágios de concentração com relação a P2O5 produzem várias reações colaterais, causando a formação de incrustações no e/ ou sobre o equipamento, em diferentes estágios da produção do ácido fosfórico. Por exemplo, o fluorosssilicato é uma das espécies de crosta mais comuns encontrada na produção do ácido fosfórico. Ele pode ser ilustrado através das equações que se seguem.

[005] Mais do que 12-15 outros tipos de espécies da formação de incrustações podem ser encontradas ao longo do processo da produção do ácido fosfórico e elas constituem desafios significativos para a indústria. As plantas normalmente têm que paralisar a produção, a cada algumas poucas semanas, de um modo a que a crosta seja fisicamente limpada, usando água sob alta pressão e/ ou meios mecânicos. O impacto econômico para as questões relacionadas à crosta é substancial, e a indústria requer uma tecnologia de prevenção de crosta mais eficiente do que os meios físicos existentes de remoção da formulação de pós-crosta.

[006] Conceitualmente, existem dois tipos básicos de abordagens de remoção de crosta a partir do processo de produção do ácido fosfórico - ou seja, o método físico e o método químico. Existem várias opções para o método físico. Em adição ao método mecânico e de lavagem com água previamente mencionados, os métodos de separação magnética (Wang, Chuhua; Benson, Robert F.; Martin, Dean F. Enhanced solubility of sodium fluorosilicate scale by magnetic treatment, Florida Scientist (1998), 61(1), 1725) e ultrassônico (Pandey, A. D.; Mallick, K. K.; Pandey, P. C.; Varma, S. Prevention of scale deposition on heat exchanger surfaces by use of high intensity ultrasonic waves during concentration of wet process phosphoric acid, Fertiliser News (1983), 28(6), 45-8) têm sido também usados como parte da abordagem física. Ainda, uma outra abordagem está disponível através do uso de uma tubulação fisicamente adelgaçada na produção do ácido fosfórico (See DE 3039187). Dentre todas estas opções, os métodos de tratamento químicos para a inibição da formação de incrustações parecem ser mais práticos e eficientes. De um modo típico, os métodos químicos requerem quantidades limitadas de investimento de capital e possuem o potencial de não alterar o processo existente nas plantas de ácido fosfórico. Os processos e os reagentes, que não requerem grandes quantidades de reagente, e que, portanto apresentam um impacto ambiental e a jusante mínimo, são também os preferíveis.

[007] Embora tenham havido numerosas tentativas para tratar do problema da formação de incrustações em sistemas de água de caldeira (por exemplo, os copolímeros de ácido acrílico e do ácido 2-acrialmido-2- metilpropano sulfônico (AMPS) foram relatados como sendo capazes de reduzir a quantidade de sílica gel que adere à parede das garrafas de teste na EP 0271035. Estes polímeros foram relatados como sendo capazes de reduzir a quantidade de sílica gel, que adere à parede das garrafas de teste. Outros sistemas, tais que os monômeros e os polímeros à base de poliamina, ácido fosfínico e ácido carboxílico demonstraram também eficácia na remoção de crosta no sistema de água de caldeira (Vide, por exemplo, GB 2424876, JP 2002263690, e EP 0677485), o ambiente encontrado nos sistemas de água de caldeira difere grandemente daqueles encontrados na produção do ácido fosfórico a úmido.Os sistemas de caldeira de água apresentam, de um modo usual, uma condição branda, com um pH em uma faixa de 8 a 9, e baixas concentrações de sais dissolvidos. O ambiente de produção do ácido fosfórico em um processo úmido, em contraste, contém normalmente condições severas, com um baixo pH e um alto conteúdo de sólidos. De um modo adicional, a crosta nas plantas de ácido fosfórico apresentam componentes mais complicados - contendo mais do que 15 espécies conhecidas, tais que Na2SiF6, K2SiF6, CaSiF6.2H2O, CaF2, MgF2, CaSO4.2H2O (Gesso), MgSiF6.6H2O, Mg0.8Al1.5F6.XH2O, MgH2P6O7, CaSO4, Al(PO3)3, NaK2AlF6, Ca3(AlF6)2.4H2O, MgNaAlF6.2H2O, Ca4SO4AlSiF13.10H2O (vide, por exemplo, A. William Frazier, James R. Lehr, and Ewell F. Dillard, Environmental Science 8. Technology, 11, 1007, 1977). Além disso, as diferentes plantas de ácido fosfórico experimentam diferentes tipos de crosta, e mesmo dentro de uma planta, o tipo de crosta pode diferir grandemente a partir de um local do processo para o outro. Com uma tal complexidade do sistema da formação de incrustações, existe um grande desafio para que sejam desenvolvidos reagentes para a inibição de crosta, para plantas de ácido fosfórico.

[008] De um modo não surpreendente, existe muito pouca informação no que se refere à questão da crosta na planta de ácido fosfórico em uma instalação industrial. Mesmo no caso de estudos acadêmicos, os resultados estão espalhados. Por exemplo, vários artigos mencionam reagentes para a inibição de fluorossilicato na produção do ácido fosfórico. (Vide L. Yang, Zhang Y., Huang, Y. Chemical Industry and Engineering (China), (2002), V 19(1), 1). A patente chinesa CN 1762857 expõe que misturas de copolímeros, tais que o ácido poliacrílico e o ácido polimaléico, polissulfonatos, acrescidos de uma combinação de fosfonatos e de um cloreto de tetraalquil amônico reduz a formação de incrustações na produção do ácido fosfórico em um processo úmido. A Patente U.S. (US 5.120.519) expõe que a poliacrilamida e o ácido poliacrílico de alto peso molecular podem evitar com que a crosta adira sobre a superfície da rocha de fosfato e do ácido fosfórico. No entanto, o uso da maioria destas substâncias químicas não é nova e foi aplicada ao sistema de tratamento de água para o controle da crosta, e o mecanismo destes reagentes é baseado, de um modo principal, em seu efeito dispersante.

[009] Deste modo, as composições e os métodos presentemente disponíveis para a prevenção e/ ou a redução da formação de incrustações no processo de produção do ácido fosfórico requerem ainda um aperfeiçoamento adicional. As composições e as formulações, que evitam e ou reduzem a formação de incrustações de um modo efetivo, desta forma permitindo com que a planta de produção de ácido fosfórico possa operar por um período mais longo, sem paralisação, de um modo a que a crosta seja removida, seriam um avanço útil na arte e poderiam encontrar uma rápida aceitação na indústria.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0010] A presente invenção trata dos problemas antes mencionados através do provimento de reagentes orgânicos funcionais solúveis em água, e de processos para reduzir, ou eliminar, a formação de incrustações em uma corrente de produção de ácido fosfórico em um processo úmido. Quando o reagente apropriado ou a combinação de reagentes é aplicada em plantas que produzem o ácido fosfórico, ele reduz ou ainda evita completamente a formação de incrustações sobre o equipamento usado em tais plantas. Além disso, os presentes materiais são eficazes em concentrações de tratamento relativamente baixas, tornando-os comercialmente viáveis. Tais reagentes e processos estendem o período de tempo de produção para a fabricação do ácido fosfórico através da redução da frequência de período de tempo de lavagem/ paralisação para a remoção da crosta, deste modo melhorando a produtividade geral do equipamento e da planta.

[0011] Deste modo, em um aspecto, a invenção provê um processo para a inibição ou eliminação da formação de incrustações durante a produção de ácido fosfórico em um processo úmido, através da adição, a uma corrente de produção de ácido fosfórico em um processo úmido, de uma quantidade inibidora de um reagente, tendo de cerca de 10 a cerca de 1000 gramas por ton de P2O5, em peso, de um composto alifático ou aromático contendo pelo menos dois grupos hidróxi, e de cerca de 10 a cerca de 1000 gramas por ton de P2O5, em peso, de pelo menos uma amina.

[0012] Em certas modalidades, o reagente inclui ainda um polímero. Polímeros ou copolímeros adequados para o uso na presente invenção incluem, mas não estão limitados a, polietilenoimina ou derivados do mesmo ( tais que MAXHT® 500, poliamina funcionalizada com silano, disponível de Cytec Industries Inc. Woodland Park NJ); poliaminas (tais que poli- (dimetilamina epiclorohidrina etilenodiamina) disponível como Cytec SUPERFLOC® C573), ou derivados dos mesmos (tais que o poli (cloreto de dialil dimetil amônio) SUPERFLOC® C 587 , disponível de Cytec Industries Inc., Woodland Park NJ)); o ácido poliacrílico ou derivados do mesmo (tais que copolímero de acrilamida/acrilato, disponível como CYANAMER® P70 ou copolímero de ácido alil sulfônico/anidrido maleico disponível como CYANAMER® P-80 de Cytec Industries Inc. Woodland Park, NJ), e o anidrido maleico - co- ácido acrílico (MA-AA).

[0013] Em ainda um outro aspecto, a invenção provê um processo para a inibição ou eliminação da formação de incrustações durante a produção do ácido fosfórico em um processo úmido, através da adição de uma quantidade inibidora da formação de incrustações de um reagente selecionado a partir de: poli-(dimetilamina epiclorohidrina etilenodiamina), poli (cloreto de dialil dimetil amônio); oligômero de polietilenoimina; uma poliamina funcionalizada com silano; e combinações dos mesmos.

[0014] Estes e outros objetos, características e vantagens desta invenção tornar-se-ão evidentes a partir da descrição detalhada dos vários aspectos da invenção, tomada em conjunção com os Exemplos anexos.

Breve Descrição dos Desenhos

[0015] FIGURA 1: Fotografias de segmentos de tubulação (bobinas) acima da unidade de Clarificação, que são provenientes a partir da solução de filtrado em uma planta de produção de ácido fosfórico em um processo úmido. (A) Bobina a partir da corrente de produção de ácido fosfórico em um processo úmido, antes da adição de um reagente de acordo com a invenção. A formação de incrustações pode ser notada no interior da tubulação e na extremidade externa; (B) a mesma bobina que na FIGURA 1 ( A) após o tratamento com um reagente de acordo com a invenção. A formação de incrustações no interior da tubulação e da extremidade pode ser muito menos observada.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE CERTAS MODALIDADES DA INVENÇÃO

[0016] Tal como sumariado acima, a presente invenção está baseada, de um modo parcial, no uso de reagentes orgânicos funcionais solúveis em água para o uso na prevenção ou na redução da crosta formada no e/ ou sobre o equipamento de produção no processo de produção do ácido fosfórico.

Definições

[0017] Como acima empregados e ao longo de toda a exposição, os termos que se seguem são providos, de um modo a auxiliar o leitor. A não ser que definido de um outro modo, todos em termos da arte, notações e outros termos científicos ou industriais de terminologia aqui usados têm a intenção de apresentar os significados usualmente entendidos por aqueles de habilidade na arte da química. Em alguns casos, os termos com os significados usualmente entendidos são aqui definidos, por questões de clareza ou de pronta referência, e a inclusão de tais definições aqui não deve, necessariamente, ser construída de um modo a representar uma diferença substancial em relação à definição do termo, tal como geralmente entendido na arte, a não ser que indicado de um outro modo. Tal como aqui usado e nas reivindicações apensas, a não ser que o contexto o indique claramente de um outro modo, as formas singulares incluem as referências plurais, a não ser que o contexto o dite claramente de um outro modo.

[0018] Ao longo de todo este relatório, os termos e os substituintes retêm as suas definições. Uma lista abrangente das abreviações utilizadas pelos químicos orgânicos (isto é, as pessoas de habilidade ordinária na arte) aparece na primeira edição de cada volume do Journal of Organic Chemistry. A lista, que é apresentada, de um modo típico, em uma tabela intitulada “Standard List of Abbreviations” é incorporada a este, a título referencial.

[0019] “Alquila” tem a intenção de incluir estruturas de hidrocarboneto lineares, ramificadas ou cíclicas, e combinações das mesmas. Uma combinação seria, por exemplo, ciclopropil metila. Alquila inferior refere-se a grupos alquila de a partir de 1 a 10 átomos de carbono, de um modo preferido de 1 a 8 átomos de carbono, e de um modo ainda mais preferido de 1 a 6 átomos de carbono. Exemplos de grupos alquila inferiores incluem metila, etila, n- propila, isopropila, butila, sec-butila e terc-butila, e os similares. Os grupos alquila preferidos são aqueles de C20, ou abaixo. Cicloalquila é um subconjunto de alquila e inclui os grupos hidrocarboneto cíclicos de 3 a 10 átomos de carbono, e de um modo mais preferido de 3 a 6 átomos de carbono. Exemplos de grupos cicloalquila incluem c-propila, c- butila, c-pentila, norbornila e os similares.

[0020] O termo “arila” inclui um radical hidrocarboneto aromático de 4 a cerca de 20 átomos de carbono, de um modo preferido de 6 a 12 átomos de carbono, e de um modo ainda mais preferido de 6 a cerca de 10 átomos de carbono. Exemplos de radicais hidrocarboneto aromáticos adequados incluem, mas não estão limitados a , fenila e naftila.

[0021] “Arilalquila” refere-se a um substituinte, no qual um resíduo arila está ligado à estrutura de origem através de um alquila. São exemplos benzila, fenetila e os similares.

[0022] Alquila, arila, cicloalquila, heterociclila, etc., referem-se a alquila, arila, cicloalquila ou heterociclila, em que até três átomos de H, em cada resíduo, são substituídos por, por exemplo, halogênio, haloalquila, alquila, acila, alcoxialquila, hidroxilalquila inferior, fenila, heteroarila, benzeno sulfonila, hidróxi, alcóxi inferior, haloalcóxi, carbóxi, carboalcóxi (também referido como a alcoxicarbonila), alcoxicarbonilamino, carboxamido (também referido como a alquilaminocarbonila), ciano, carbonila, acetóxi, nitro, amino, alquilamino, dialquilamino, mercapto, alquiltio, sulfóxido, sulfona, sulfonilamino, acilamino, amidino, arila, benzila, heterociclila, fenóxi, benzilóxi, heteroarilóxi, hidroxiimino, alcoxiimino, oxaalquila, aminossulfonila, tritila, amidino, guanidino, ureído e benzilóxi.

[0023] O termo “halogênio” significa flúor, cloro, bromo ou iodo, e o termo “halogeneto” refere-se a um halogênio com um elemento ou radical.

[0024] O termo “copolímero”, como aqui usado, refere-se a um polímero composto de dois ou mais diferentes monômeros, em que os monômeros são ligados, de um modo aleatório ou em sequências repetidas, ou em blocos, ou como cadeias laterais fora da cadeia principal.

[0025] Como aqui usado, e como deveria ser entendido por aqueles versados na arte, a citação de um “reagente” ou “composto” tem a intenção de incluir os sais ou solvatos daqueles reagentes, assim como qualquer forma estereoisomérica, ou uma mistura de tais formas daquele reagente em qualquer razão.

[0026] Quando os reagentes da presente invenção são básicos, os sais podem ser preparados a partir de quaisquer ácidos não tóxicos adequados, que incluem os ácidos orgânicos e inorgânicos. Os sais de adição de ácido adequados para os reagentes da presente invenção incluem o ácido cético, ácido benzeno sulfônico (besilato), benzoico, canfor sulfônico, cítrico, eteno sulfônico, fumárico glucônico, glutâmico, bromídrico, clorídrico, isetiônico, láctico, maléico, málico, mandélico, metano sulfônico, múcico, nítrico, pamóico, pantotênico, fosfórico, succínico, sulfúrico, ácido tartárico, p- tolueno sulfônico, e os similares. Quando os reagentes contêm uma cadeia lateral ácida, os sais de adição de base aceitáveis adequados para os reagentes da presente invenção incluem os sais metálicos produzidos a partir de alumínio, cálcio, lítio, magnésio, potássio, sódio e zinco, u os sais orgânicos produzidos a partir de lisina, N, N- dibenziletileno diamina, dietanol amina, e etileno diamina.

[0027] Como aqui usado, o termo “derivado” refere-se a compostos tendo uma molécula de origem funcional no composto. Por exemplo, o termo “derivado de polietilenoimina” inclui todos os compostos tendo um composto de polietilenoimina funcional como parte do composto. Exemplos de derivados de PEI incluem, mas não estão limitados a, amido gálico PEI, PEI- maltose, e PEI-glicose, e poliamina funcionalizada com silano tais como PEI. Os exemplos de derivados do ácido poliacrílico incluem, mas não estão limitados a, copolímero de acrilamida/acrilato (CYANAMER® P 70) e copolímero de ácido alil sulfônico/anidrido maleico (CYANAMER® P 80). Como um outro exemplo, um “derivado de imidazol” refere-se a isômeros de imidazol, tais que imidazolina ou imidazolidina, assim como compostos substituídos dos mesmos.

[0028] Todos os números que expressam quantidades de ingredientes, condições de reação, e assim por diante, usados no relatório e nas reivindicações, devem ser entendidos como sendo modificados, em todos os casos, pelo termo “cerca de “. Deste modo, a não ser que indicado de um modo contrário, os parâmetros numéricos expostos no relatório e nas reivindicações apensas são aproximações, que podem variar, dependendo das propriedades desejadas, que são buscadas a serem obtidas através da presente invenção. De um modo adicional, cada parâmetro numérico deveria ser construído à luz do número de dígitos significativos e de abordagens aproximativas ordinárias.

[0029] A presente invenção é dirigida a processos e a reagentes para a redução e/ ou eliminação de crosta na produção de ácido fosfórico em um processo a úmido. Os reagentes orgânicos/ poliméricos podem conter grupos funcionais, tais que XO-R-OX, polímeros (incluindo, mas não limitados a, poliaminas, ácido poliacrílico e ácido polimaleico e copolímeros correspondentes), e várias aminas (incluindo, mas não limitadas a, aminas e/ou diaminas cíclicas). As aminas cíclicas incluem qualquer estrutura cíclica contendo pelo menos um átomo de nitrogênio como parte da estrutura do anel. Em certas modalidades, por exemplo, a amina cíclica inclui anéis de 5 e de 6 membros, tais que piridina, piperidina, pirrol, imdiazol, imidazolina, triazol, e triazolina, e substituições dos mesmos, em que o substituinte é selecionado a partir de um ou mais grupos alila, vinila, alquila, arila, amino, carboxílico, fosfonila ou sulfonila. Uma modalidade específica, por exemplo, é etil piridina. Em outras modalidades, a amina cíclica inclui, mas não está limitada a, estruturas bicíclicas, tais que indol, purina, quinolina, quinoxalina, fenazina, ou acridina.

[0030] Em uma modalidade preferida, o grupo funcional XO-R-OX compreende um diol aromático, em que o anel aromático pode estar em posição para, meta ou orto, e pode ser um grupo alquila inferior, arila, amino, carboxílico, fosfonila ou sulfonila. Em certas modalidades, o diol aromático é um composto da Fórmula (I): em que o composto da fórmula (I) possui um peso molecular de cerca de 3.000, ou menos; cada um de X e Y é selecionado a partir do grupo, que consiste de H, OH, NH2, halogenetos, SH, CN, CHO, COOH, SO3H e PO3H; R inclui um membro selecionado a partir de H, alquila C1-10, arila C6-20 e aralquila C7-20, que podem ser também substituídos por um ou mais grupos adicionais, selecionados a partir de OH, NH2, halogenetos, SH, CN, CHO, COOH, SO3H, PO3H. Em certas modalidades, o peso molecular de um composto da Fórmula (I) é de 1.000, ou menos.

[0031] Os compostos orgânicos funcionais, adequados para o uso na invenção, incluem, mas não estão limitados a, um ou mais de catecol, dopamina, ácido 2,3- di-hidróxi benzoico, ácido 2,3- di-hidroxi fenil acético, ácido gálico, ácido 3,4- di-hidróxi cinâmico, ácido hidroxietilideno-1,1- difosfônico (HEDPA). Ácido fosfinopolicarboxílico, ácido sulfossuccínico,

[0032] di-2-etil-hexil sulfossuccinato de sódio (disponível como AeroDri® 104, de Cytec Industries Inc.), mistura de 70% de sulfonato de petróleo, 20% de butoxi-polipropilenoglicol e 10% de água (disponível como Aero® 865 de Cytec Industries Inc.), sal dissódico do ácido 4,5- di- hidroxinafataleno-2,7- dissulfônico, fosfita tânica e PEI- epóxi- hidroxissuccinato.

[0033] As poliaminas são estruturas alquila C1-12, arila C6-12 e aralquila C7-12 com aminas múltiplas como grupos funcionais, ou em que os reagentes químicos compreendem uma pluralidade de compostos da fórmula II: em que, R1 é selecionado a partir de H, alquila C1-12 e arila C1-12; R2 é selecionado a partir de H, alquila C1-10, arila C1-10 e n = um inteiro de 2 a 200.

[0034] Em certas modalidades, as poliaminas incluem, mas não estão limitadas a, polialquilenoaminas, que podem ser polialquilaminas lineares ou reticuladas. Os grupos alquila incluem, por exemplo, alquila inferior, tal que alquila C1-4. Em uma modalidade, por exemplo, polialquilenoimina é polietilenoimina ou um derivado do mesmo, tal que MAXHT® -500 (uma poliamina funcionalizada com silano disponível de Cytec Industries Inc., Woodland Park, NJ). Em ainda outras modalidades, a poliamina é selecionada a partir de poli-(dimetilamina epiclorohidrina etilenodiamina) (SUPERFLOC® C 573), ou ainda a partir de outras poliaminas, tais que poli (cloreto de dialil dimetil amônio), tal que SUYPERFLOC® C 587 (disponível de Cytec Industries Inc., Woodland Park NJ).

[0035] As diaminas cíclicas constituem uma classe específica de aminas cíclicas e incluem os compostos em uma faixa de 4 membros a 14 membros cíclicos, que incluem as estruturas (bicíclicas) com 2 átomos de nitrogênio nos anéis, que contêm tanto estruturas de anel saturadas como insaturadas (Fórmula III). As diaminas cíclicas são bem conhecidas daqueles versados na arte e incluem, mas não estão limitadas a, imidazol, pirazol, piperazina, pirimidina, pirazina, quinazolina, e fenazina. Em certas modalidades, as diaminas cíclicas incluem, mas não estão limtiadas a, vinil imidazol, etil imidazol, Aeromine® 8651, alquil acetatos de aminas graxas (disponível como Aeromine® 3000 C de Cytec Industries Inc., Woodland Park, NJ), etil pirazina, 2-amino-4-metil pirimidina, e 2-metil-2-imidazolina.

[0036] Em ainda um outro aspecto, a invenção provê reagentes para o controle de formação de um ácido, que compreende: - um composto das fórmulas (I) e |(II) estando presente em uma razão em uma faixa de cerca de 100: 1 a cerca de 1: 100, respectivamente.

[0037] Em ainda um outro aspecto, a invenção provê um composto das fórmulas I e II, misturado com um composto da fórmula III, em que a razão de I/ II : III é de 100:1 a 1:100.

[0038] Os materiais de partida com dois ou mais grupos funcionais, que aparecem nas fórmulas (I), (II) e (III) podem ser quimicamente sintetizados em um composto orgânico ou polimérico.

[0039] O reagente, que compreende um composto das fórmulas I, II e III pode, de um modo opcional, compreender ingredientes adicionais. Por exemplo, em uma modalidade, o reagente inclui um composto das fórmulas I, II e III e um líquido, tal que um álcool e/ ou água como um solvente. Em ainda uma outra modalidade, o reagente inclui um composto das fórmulas I, II e III, em uma forma pura. A razão da mistura das fórmulas I, II e III estão em uma faixa de cerca de 10:1:1 a cerca de 1: 1:10, e de um modo mais preferido em uma faixa de cerca de 4: 1:1 a cerca de 1:1:4, e ainda mais preferivelmente em uma faixa de cerca de 2: 1:1 a cerca de 1:1:3.

[0040] Em uma modalidade, a espécie de crosta evitada ou inibida de ser formada durante o processo de produção do ácido fosfórico inclui, mas não está limitada a um ou mais de: Si2F6; Na2SiF6; K2SiF6; CaSiF6 +2 H2O; CaF2; MgF2; CaSO4 + 2 H2O; MgSiF6 + 6 H2O; Mg0.8Al1.5F6 + X H2O (em que X é um inteiro na faixa de 2 a 20); MgH2P6O7; CaSO4; Al(PO3)3; NaK2AlF6; Ca3(AlF6)2 + 4 H2O; MgNaAlF6 + 2 H2O; e Ca4SO4AlSiF13 + 10 H2O.

[0041] Em algumas modalidades, os reagentes orgânicos funcionais solúveis em água podem ser adicionados em qualquer estágio do processo de produção do ácido fosfórico, cujos estágios são bem conhecidos daqueles versados na arte. Em certas modalidades, por exemplo, o estágio de adição ocorre em um ou mais de: estágio de moagem; estágio de digestão; estágio de filtração; estágio de clarificação; e estágio de condensação/ evaporação do processo de produção do ácido fosfórico. Em uma modalidade, o estágio de adição ocorre após o estágio de digestão do processo de produção do ácido fosfórico. Em ainda uma outra modalidade, o estágio de adição ocorre no estágio de condensação/ evaporação do processo.

[0042] O(s) reagente (s) pode(m) ser misturado(s) de vários modos, por exemplo, em um estágio único, em múltiplos estágios, de um modo sequencial, ou em ordem inversa, de um modo simultâneo, ou em várias combinações dos mesmos. Por exemplo, em uma modalidade, o reagente é adicionado de um modo a formar uma pré-mistura, e então misturado com o ácido fosfórico. Em ainda uma outra modalidade, o reagente é formado in situ através da mistura separadamente dos componentes do reagente com o ácido fosfórico. Vários modos de adição serão verificados como sendo efetivos.

[0043] Os reagentes que compreendem um líquido (tal que água, óleo e/ ou álcool) podem ser formulados de vários modos, por exemplo, o reagente sólido pode ser suspenso (por exemplo, suspensão coloidal), dispersado e/ou suspenso no líquido, e/ ou o reagente pode ser suspenso, dispersado, colocado em suspensão e/ou dissolvido no líquido. Em uma modalidade, o reagente é adicionado, de um modo separado, à solução do ácido fosfórico. Em ainda uma outra modalidade, o reagente é previamente misturado e adicionado, de um modo conjunto, à solução do ácido fosfórico.

[0044] Em uma modalidade, a concentração do reagente orgânico funcional solúvel em água é de 10 a 1000g por ton de ácido fosfórico (por exemplo, 10 g/ton, 20 g/ton, 30 g/ton, 40 g/ton, 50 g/ton, 60 g/ton, 70 g/ton, 80 g/ton, 90 g/ton, 100 g/ton, 110 g/ton, 120 g/ton, 130 g/ton, 140 g/ton, 150 g/ton, 160 g/ton, 170 g/ton, 180 g/ton, 190 g/ton, 200 g/ton, 210 g/ton, 220 g/ton, 230 g/ton, 240 g/ton, 250 g/ton, 260 g/ton, 270 g/ton, 280 g/ton, 290 g/ton, 300 g/ton, 310 g/ton, 320 g/ton, 330 g/ton, 340 g/ton, 350 g/ton, 360 g/ton, 370 g/ton, 380 g/ton, 390 g/ton, 400 g/ton, 410 g/ton, 420 g/ton, 430 g/ton, 440 g/ton, 450 g/ton, 460 g/ton, 470 g/ton, 480 g/ton, 490 g/ton, 500 g/ton, 510 g/ton, 520 g/ton, 530 g/ton, 540 g/ton, 550 g/ton, 560 g/ton, 570 g/ton, 580 g/ton, 590 g/ton, 600 g/ton, 610 g/ton, 620 g/ton, 630 g/ton, 640 g/ton, 650 g/ton, 660 g/ton, 670 g/ton, 680 g/ton, 690 g/ton, 700 g/ton, 710 g/ton, 720 g/ton, 730 g/ton, 740 g/ton, 750 g/ton, 760 g/ton, 770 g/ton, 780 g/ton, 790 g/ton, 800 g/ton, 810 g/ton, 820 g/ton, 830 g/ton, 840 g/ton, 850 g/ton, 860 g/ton, 870 g/ton, 880 g/ton, 890 g/ton, 900 g/ton, 910 g/ton, 920 g/ton, 930 g/ton, 940 g/ton, 950 g/ton, 960 g/ton, 970 g/ton, 980 g/ton, 990 g/ton, 1000 g/ton de ácido fosfórico). Em ainda uma outra modalidade, a concentração do reagente orgânico funcional solúvel em água é de 50 a 300 g/ton de ácido fosfórico. Em uma modalidade preferida, a concentração do reagente orgânico funcional solúvel em água é de 100g/ ton de ácido fosfórico.

[0045] Os períodos de tempo de tratamento podem variar, dependendo, em muitos casos, da natureza da taxa da formação de incrustações e/ ou da espécie de crosta. Por exemplo, se a crosta for formada dentro de 30 minutos do tratamento, o período de tempo de tratamento total pode ser de apenas uma hora. Se a crosta não for formada dentro de 4 horas do tratamento, o período de tempo de tratamento total pode ser de mais do que um dia. Aquele de habilidade ordinária na arte seria capaz de terminar o período de tempo de tratamento aplicável, através dos meios de rotina.

[0046] Em uma modalidade, a crosta formada no processo de produção do ácido fosfórico é evitada ou reduzida em de 10 a 180 dias, dependendo da quantidade e do tipo de crosta.

[0047] O pH do ácido fosfórico, embora não ajustado, não deve ser alterado em um valor de 1, após a adição do reagente para o tratamento. O pH preferido do ácido fosfórico deve estar em uma faixa de 1-5, antes do início do método da invenção. No caso em que o pH do ácido fosfórico tenha caído a abaixo de 1, ele pode ser ajustado por meio de hidróxido de sódio ou de soda calcinada. No caso em que o pH do ácido fosfórico seja elevado a acima de 5, ele pode ser ajustado através da adição do ácido sulfúrico ou do ácido fosfórico.

[0048] Em certas modalidades, após o tratamento do reagente, o ácido fosfórico pode ser submetido a estágios de processamento adicionais, de um modo a que sejam removidos os íons metálicos, que causam a formação de incrustações. Deste modo, qualquer dos estágios de processamento desejados podem ser efetuados sobre o ácido fosfórico tratado. Por exemplo, o ácido fosfórico pode ser floculado. De um modo alternativo ou adicional, o ácido fosfórico pode ser lixiviado. O ácido fosfórico pode ser também tratado com um reagente, que causa a precipitação dos íons metálicos que causam a formação de incrustações, os quais são subsequentemetente removidos através de um estágio de filtração. Os agentes adequados para a execução destes estágios adicionais são bem conhecidos daqueles versados na arte.

Outras Modalidades

[0049] 1. Um processo para inibir ou para eliminar a formação de incrustações durante a produção do ácido fosfórico em um processo úmido, o método compreendendo: adicionar, à corrente de produção de ácido fosfórico em um processo úmido, uma quantidade inibidora da formação de incrustações de um reagente, que compreende : i) de cerca de 10 a cerca de 1000 gramas por ton de P2O5, em peso, de um composto aromático ou alifático, contendo pelo menos dois grupos hidróxi; e ii) de cerca de 10 a cerca de 1000 gramas por ton de P2O5, em peso, de pelo menos uma amina.

[0050] 2. O processo de acordo com a modalidade 1, em que o reagente compreende ainda um polímero.

[0051] 3. O processo de acordo com a modalidade 1 ou 2, em que o composto aromático ou alifático contendo pelo menos dois grupos hidroxila, é um composto aromático da Fórmula I: tendo um peso molecular de cerca de 3.000, ou menos, e em que cada um de X e Y é selecionado a partir do grupo, que consiste de H, OH, NH2, halogenetos, SH, CN, CHO, COOH, SO3H, e PO3H; e R é selecionado a partir de um membro do grupo, que consiste de H, alquila C1-10, arila C6-20 e aralquila C7-20.

[0052] 4. Um processo de acordo com a modalidade 3, em que o composto aromático ou alifático da Fórmula I possui um peso molecular de 1.000, ou menos.

[0053] 5. Processo de acordo com a modalidade 3, em que R é substituído por um ou mais substituintes selecionados a partir de: OH, NH2, halogenetos, SH, CN, CHO, COOH, SO3H, PO3H.

[0054] 6. O processo de acordo com a modalidade 3, em que cada um de X e Y é OH.

[0055] 7. O processo de acordo com qualquer uma das modalidades 1 6, em que o composto aromático da fórmula I é selecionado a partir do grupo, que consiste do ácido 3,4- di-hidroxi fenil acético, Catecol, Pirogalol, fosfita ascórbica, fosfita tânica, diopamina HCl, ácido tânico, dopamina glicolizada, ácido 3,4-di-hidróxi hidrocinâmico, ácido caféico, ácido gálico, e 3,4- di- hidróxi benzonitrila.

[0056] 8. O processo de acordo com a modalidade 1 ou 2, em que o composto aromático ou alifático contendo pelo menos dois grupos hidroxila é um composto alifático selecionado a partir de: um mono-, di- ou polissacarídeo, selecionado a partir do grupo, que consiste de quitosano, glicose, maltose, e lactose.

[0057] 9. O processo de acordo com qualquer uma das modalidades 1 8, em que a amina é trietanolamina ou 1,2-fenileno diamina.

[0058] 10. O processo de acordo com qualquer uma das modalidades 1-8, em que a amina é uma poliamina linear ou ramificada da Fórmula II: em que, R1 é selecionado a partir de H, alquila C1-12, e arila C1-12, R2 é selecionado a partir de H, alquila C1-10, arila C1-10 e n = um inteiro de 2 a 200.

[0059] 11. Um processo de acordo com a modalidade 10, em que a poliamina é selecionada a partir de polietilenoimina ou de um derivado do mesmo; uma poliamina funcionalizada com silano; poli-(dimetilamina epiclorohidrina etilenodiamina), e poli(cloreto de dialil dimetil amônio).

[0060] 12. Um processo de acordo com qualquer uma das modalidades 1-8, em que a amina é uma diamina cíclica, selecionada a partir de imidazol; pirazol; pirimidina; purina; pteridina; quinoxalina; e de derivados dos mesmos.

[0061] 13. Um processo de acordo com a modalidade 12, em que a diamina cíclica é selecionada a partir de : imidazolina, etileno bis- imidazolina; vinil imidazol; etil imidazol; etil pirazina ; 2-amino-4-metil pirimidina; 2-metil-2-imidazolina; alquil acetatos de aminas graxas; e de misturas dos mesmos.

[0062] 14. O processo de acordo com qualquer uma das modalidades 1-8, em que a amina é uma amina cíclica, selecionada a partir do grupo, que consiste de: pirrol; piridina; indol; quinolina; e de derivados dos mesmos.

[0063] 15. O processo de acordo com a modalidade 14, em que o derivado de piridina é 2,2'-Bipiridina; etil piridina; e misturas dos mesmos.

[0064] 16. O processo de acordo com a modalidade 2, em que o polímero é selecionado a partir de um membro selecionado a partir do grupo, que consiste de: poliacrilato, poliacrilamida, ácido poliacrílico; copolímero de acrilamida/acrilato; ácido alil sulfônico/anidrido maleico; poli (anidrido- maleico- ácido acrílico), e derivados dos mesmos.

[0065] 17. Um processo de acordo com a modalidade 1, em que o reagente compreende um diol aromático, uma poliamina, e uma amina cíclica.

[0066] 18. Um processo de acordo com a modalidade 17, em que o reagente compreende um catecol, polietilenoimina ou um derivado dos mesmos, e um vinil imidazol.

[0067] 19. Um processo de acordo com a modalidade 18, em que os reagentes são misturados em uma razão de 1:1:1.

[0068] 20. Um processo para inibir ou eliminar a formação de incrustações durante a produção de ácido fosfórico em um processo úmido, que compreende: adicionar uma quantidade inibidora de crosta de um reagente selecionado a partir de: poli-(dimetilamina epiclorohidrina etilenodiamina); poli (cloreto de dialil dimetil amônio); polietileno imina; uma poliamina funcionalizada com silano; e misturas dos mesmos.

Exemplos:

[0069] Os exemplos que se seguem são providos de um modo a auxiliar àquele versado na arte a entender, ainda mais, as modalidades da presente invenção. Estes exemplos se destinam a propósitos ilustrativos, e não devem ser construídos como sendo limitativos ao escopo das modalidades da presente invenção ou das reivindicações apensas a este.

[0070] As soluções de ácido fosfórico usadas para os teste de reagente são obtidas a partir de plantas de ácido fosfórico, localizadas no Canadá (Planta A); Bélgica (Planta P); e Flórida (Planta M) em 28%, 42 %, 52% ou 69% de P2O5. A análise de ICP e de XRD mostra que os ácidos fosfóricos brutos diferem grandemente em seus componentes metálicos, e que isto conduz, algumas vezes, à formação de incrustações dentro de um período razoável. Deste modo, a formação de incrustações é , algumas vezes, induzida com sais. Em alguns casos, de 0,1 % a 10% de sais de NaCl, KCl ou MgCl2 são adicionados de um modo a induzir uma formação de incrustações particular. Estas amostras brutas continham 28% e 69 % de P2O5 a partir da Planta A, 30% e 54% de P2O5 a partir da Planta P, e 30% de P2O5 a partir da Planta M. Estas amostras são usadas como tais, ou são diluídas à concentração apropriada através da adição de água, ou ajustadas a uma solução mais concentrada através da adição de 86% de ácido fosfórico de grau comercial. Em alguns casos, de 0,1 % a 3 % de sais de NaCl, KCl ou MgCl2 são também adicionados, de um modo a induzir uma formação de incrustações particular durante os testes.

[0071] A crosta foi induzida do modo como se segue: Estágio 1: Preparação de ácido - Neste estágio, o ácido fosfórico bruto é obtido a partir de plantas de ácido fosfórico e é tratado apropriadamente (como tal, diluindo, concentrando ou adicionando sal como um iniciador de crosta) antes da colocação no interior de béqueres de camisa (60°C a 80°C) durante de 0,5 a 2 horas.

[0072] Estágio 2: Ajuste dos equipamentos de teste e adição química - Após o tratamento, as dosagens apropriadas dos reagentes orgânicos adicionais são adicionadas ao ácido fosfórico e agitadas, usando uma barra de agitação, ao mesmo tempo em que são aquecidas por meio de um circulador de água, a de 60°C a 90°C. Entrementes, um tubo de aço inoxidável de 316 L é colocado em cada béquer, junto com a cobertura e as tubulações de plástico, para a entrada e a saída de água. De um modo alternativo, um tubo de grafita ou um tubo de aço inoxidável de 904 L pode ser também usado e a temperatura para o tubo pode ser de 110°C a 130°C.

[0073] Estágio 3: Formação de incrustações - Se um reagente orgânico funcional para evitar ou para reduzir a crosta for usado, ele pode ser adicionado justo antes do condicionamento (de um modo geral, o aditivo é usado como uma solução contendo de 1-10% de reagente ativo). Esta solução é colocada no interior do ácido fosfórico tratado no béquer encamisado e é aquecida com agitação e de 60°C a 80°C, durante 30 minutos, antes que o dispositivo de rejeito do tubo seja ligado e mantido naquela temperatura durante de 2-12 horas. Dois a nove de tais testes (béqueres) são efetuados de uma única vez. No final do teste, o tubo é inteiramente enxaguado e secado em um forno (80 °C) durante 1-2 horas.

[0074] Estágio 4: Pesagem e análise da crosta - Crosta considerável é observada ser formada no tubo de aço. O ganho de peso do tubo de aço é uma medida da quantidade da formação de incrustações. O peso da crosta formada é expresso como um percentual do peso médio que é formado nos tubos neutros (isto é, em que não é usado reagente), que constituíram parte do mesmo conjunto de testes. De um modo similar, a quantidade total de crosta constitui também uma medida da atividade contra a formação de incrustações, e isto pode ser expresso como um percentual do peso total que foi formado nos experimentos neutros, que constituíram parte do mesmo conjunto de testes. A crosta é também analisada através de ICP e de XRD quanto à informação de íon metálico e de componente.

[0075] Este método de teste é preferido porque os outros métodos de teste coletam tanto as crostas, como os materiais insolúveis, embora o material insolúvel possa estar em fluxo livre na corrente ácida na planta real e, deste modo, não contribua, de um modo significativo, para o crescimento de crosta. Neste teste, a crosta é coletada sobre a superfície externa dos tubos de aço inoxidável. Os tubos são pesados e comparados aos tubos sem o tratamento com um reagente, de um modo a calcular as alterações de crosta. Os reagentes são preparados, de um modo usual, em água deionizada (“DI”) para um final de 3 % de concentração para os testes. A não ser que seja mencionado de um outro modo, o reagente de concentração na solução de teste, está em um máximo de 2000 ppm.

[0076] Deve se tomar cuidado para segurar que todos os parâmetros, tais que, mas não limitados a, taxa de misturação, temperatura do tubo, temperatura da camisa, qualidade superficial do tubo, volume do tubo submergido, tamanho da barra de agitação e qualidade do ácido, estejam próximos um do outro, de um modo a que o resultado da comparação da inibição de crosta com a amostra de controle possa ser significativo.

[0077] O composto ou mistura com uma combinação das fórmulas I, II e III é, de um modo preferido, selecionado de um modo a alcançar uma inibição de crosta maior do que os outros reagentes durante o teste. Durante cada teste, um béquer de controle (sem reagente) está sempre presente, de um modo a que seja comparado com os outros béqueres, enquanto que vários reagentes estão presentes, para o efeito de inibição de crosta.

[0078] A crosta é coletada sobre a superfície externa dos tubos de aço inoxidável. Eles são pesados e comparados aos tubos sem o tratamento com reagente, de um modo a calcular as alterações da crosta. Os reagentes são preparados em água DI para uma concentração final de 3 % durante os testes. A não ser que seja mencionado de um outro modo, a concentração de reagente na solução de teste é, no máximo , de 2000 ppm.

Exemplo A- Iniciação de Crosta

[0079] Béqueres com quatro camisas são posicionados e fixados sobre o topo de uma bandeja de alumínio enchida com água DI sobre os quatro cantos das placas quentes. Os béqueres são conectados, de um modo paralelo, em relação ao fluxo de água a partir do circulador de aquecimento. Ácido fosfórico (amostra de ácido de planta bruta ou sintética a 28%) é bem misturado antes da divisão uniforme ao interior de 4 béqueres (450-700 g). Os béqueres são misturados, de um modo simultâneo, por meio de barras de agitação, na mesma velocidade. A placa quente é ligada de um modo a aquecer o banho de água quente a cerca de 90° C. Após a misturação em cada béquer ter sido estabilizada, a potência do circulador de aquecimento é iniciada. Uma vez que a temperatura do circulador tenha alcançado cerca de 50-60°C, os reagentes são então adicionados ao béquer individual (usualmente até três deles, com um remanescente como o controle).

[0080] Os quatro tubos em forma de U previamente pesados, com uma conexão em série à água da bica são então submergidos no béquer correspondente. Uma vez que o circulador alcance cerca de 75°C, a água da bica é deixada resfriar nos tubos em forma de U. A temperatura final da água da bica, que é proveniente do tubo em forma U é de cerca de 25°C. A misturação em cada béquer é continuada e cuidadosamente monitorada quanto a paralisações eventuais. Toda a água da bica e as conexões de água de aquecimento são frequentemente monitorados quanto a um possível vazamento e desconexão.

[0081] Após um tratamento de duas horas (ou até que exista uma crosta visível formada sobre os tubos), o aquecimento da camisa e da água de resfriamento para os tubos são desligados junto com a agitação e o aquecimento da placa quente. Os tubos são desconectados e enxaguados em um béquer com 500 ml de água DI, de um modo a remover o ácido fosfórico residual sobre os tubos. Os tubos são então secados em um forno durante 1 hora a 80°C e resfriados à temperatura ambiente, antes que eles sejam pesados para encontrar o peso da crosta sobre os tubos através da equação que se segue: redução de crosta percentual (aumento) = 100 x (Peso da crosta w/ reagente -Peso da crosta w/o reagente) (Peso da crosta w/o reagente). A análise de ICP e a análise de XRD são executadas, quando necessário.

[0082] Após o estudo de a crosta ser completado, os béqueres são removidos com grampos de fixação ligados e as soluções ácidas usadas são despejadas em um recipiente de rejeito. Os béqueres são limpos e retornados a suas posições originais para a próxima corrida. Os tubos de aço inoxidável são limpos, secados em forno e pesados antes que novamente utilizados para a próxima corrida.

Seleção de reagentes e testes Exemplos 1-30:

[0083] Os reagentes podem ser ou adquiridos a partir de fontes comerciais ou sintetizados no laboratório.

[0084] Os reagentes são todos dissolvidos em água, de um modo a preparar uma solução a 3%, antes do teste.

[0085] Existem 10 compostos orgânicos funcionais (AI a A10), 7 polímeros (B1 a B7) e 7 compostos tipo amina (C1 a C7) relacionados abaixo. De um modo a testar a sua propriedade de misturação, uma combinação aleatória e razões das séries A, B e C foram geradas. Os exemplos dos reagentes relacionados no DOE estão relacionados na Tabela 1. Tabela 1. Exemplos de Reagentes e a sua categorização para experimentos de otimização da mistura de DOE.

[0086] Como indicado abaixo, as Fórmulas A1, B1 e C1 misturadas em uma razão de 1:1:1 inibem toda a formação de incrustações (-100 % contra a amostra neutra) quanto ao ácido fosfórico bruto. As misturas de inibição da formação de incrustações (compostos funcionais, polímeros, e aminas representados pelas fórmulas A, B e C), que são derivados a partir de três mecanismos de inibição da formação de incrustações chaves (inibição de limite/ quelação, modificação de morfologia, e dispersante) são adicionalmente investigados, de um modo a encontrar uma combinação ótima e uma razão de mistura para a inibição de formação de casca.

[0087] Os resultados do teste usando os reagentes A1, B1 e C1 estão relacionados abaixo (Tabela 2): Tabela 2. Resultados do teste usando a mistura de A1, B1, e C1.

[0088] A investigação é executada através do Projeto de Experimento que se segue (DOE). Os resultados estão sumariados na tabela que se segue ( Tabela 3): Tabela 3. Resultado do DOE para os experimentos de otimização de mistura.

[0089] Todas as misturas nestes exemplos contêm m composto orgânico funcional, um polímero, e uma amina cíclica.

[0090] Os resultados mostram que mais do que uma mistura podem inibir completamente a formação de incrustações a partir de ácido fosfórico em baixa concentração.

[0091] Os ácidos fosfóricos usados foram o ácido fosfórico bruto em baixa concentração ( 28 a 33% de P2O5) e de 10- 29% de NaCl e KCl foram usados como um iniciador da formação de incrustações.

Exemplos 31 a 34

[0092] O cloreto de sódio ou o cloreto de potássio são adicionados como iniciadores de crosta em um ácido bruto (30% de P2O5) obtido a partir da planta M. Os resultados estão sumariados na Tabela 4. Tabela 4. Desempenho do reagente sobre a formação de incrustações iniciada com sal (dose de 100 ppm)

Exemplos 35- 47

[0093] Dados adicionais usando outros reagentes misturados são providos abaixo na Tabela 5. Tabela 5

[0094] Exemplo 48: Avaliação quanto à inibição da formação de incrustações na unidade de filtração de uma planta de produção de ácido fosfórico em um processo úmido.

[0095] Minério de fosfato e ácido sulfúrico são reagidos no tanque de Digestão de uma planta de produção de ácido fosfórico em um processo úmido. O subproduto é então filtrado na unidade de Filtração da planta e é então enviado a unidades de Clarificador e de Evaporação, de um modo a produzir 42%, 52% e 70% de ácido fosfórico.

[0096] Seguindo-se à filtração, mas antes de ser enviado ao Clarificador, um reagente , que compreende a fórmula de acordo com o Exemplo 1, é alimentado ao interior de uma solução de ácido filtrada, na parte de sucção da bomba. A taxa de fluxo do reagente é ajustada para 100 ppm, ou cerca de 100 ml de reagente/ minuto, ajustando a densidade do reagente e a taxa de fluxo do ácido. O ensaio da planta é executado durante 1 semana.

[0097] Após o ensaio, as tubulações de bobina, posicionadas sobre o Clarificador, são pesadas, pois a quantidade de crosta formada nas bobinas fornece a evidência mais indicativa quanto à formação de incrustações. O peso da bobina para a bomba # 1, seguindo-se ao ensaio, é de 0,5 libras (227 g) para o Clarificador do Norte e de 1 libra (454 g) para o Clarificador do Sul. O peso da bobina para a bomba # 2, seguindo-se ao ensaio, é de 1 libra (454 g) para o Clarificador do Norte e de 1 libra (454 g) para o Clarificador do Sul.

[0098] Comparado ao peso das bobinas antes do tratamento com o reagente de acordo com a Fórmula do Exemplo 1 (cada bobina contendo cerca de 13 libras (5902 g) e crosta), o peso das bobinas, seguindo-se ao tratamento com o reagente, mostra que o reagente é eficaz em inibir e/ou em reduzir a quantidade de crosta formada pelo ácido fosfórico.

[0099] Várias referências de literatura de patente e/ ou científica foram referidas ao longo de todo este pedido. As exposições destas publicações, em suas totalidades, são incorporadas a este, a título referencial, como se aqui estivessem escritas, na extensão em que tais exposições não sejam inconsistentes com a invenção e para todas as jurisdições, em que uma tal incorporação, a título referencial, seja permitida. Tendo em vista a descrição e os exemplos acima, aquele de habilidade ordinária na arte será capaz de praticar a exposição, tal como reivindicada, sem qualquer experimentação indevida.

[00100] Embora a descrição precedente tenha sido demonstrada, descrita e tenham sido indicadas as novas características fundamentais dos presentes ensinamentos, deverá ser entendido que várias omissões, substituições e alterações, sob a forma de processos, tal como ilustrado, podem ser introduzidas por aqueles versados na arte, sem que haja afastamento do escopo dos presentes ensinamentos. Em consequência, o escopo dos presentes ensinamentos não precisa estar limitado à discussão precedente, mas deve ser definido pelas reivindicações apensas.

Claims (8)

1. Processo para a inibição ou eliminação da formação de incrustações durante a produção de ácido fosfórico em um processo úmido, caracterizadopelo fato que compreende: adicionar, a qualquer etapa de uma corrente de produção de ácido fosfórico em um processo úmido, um reagente selecionado do grupo que consiste em i) poli-dimetilamina epiclorohidrina etilenodiamina; ii) cloreto de polidialil-dimetilamônio; iii) poliamina funcionalizada com silano; iv) uma polietilenoimina; e v) misturas dos mesmos em uma quantidade inibidora de incrustações de 10g a 1000g por tonelada de ácido fosfórico.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o reagente é polietilenoimina.

3. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato que a a polietilenoimina tenha um peso molecular de 600 a 2500 Daltons.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizadopelo fato que a polietilenoimina é ramificada.

5. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reagente é cloreto de polidialil-dimetilamônio.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizadopelo fato que a etapa de adição ocorre em um ou mais de uma etapa de moagem; uma etapa de digestão; uma etapa de filtração; uma etapa de clarificação; e uma etapa de condensação/ evaporação do processo de produção do ácido fosfórico.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizadopelo fato que a espécie de crosta de ácido fosfórico inibida ou eliminada é selecionada do grupo que consiste em Si2F6; Na2SiF6; K2SiF6; CaSiF6 + 2 H2O; CaF2; MgF2; CaSO4 + 2 H2O; MgSiF6 + 6 H2O; Mg0.8Al1.5F6 + X H2O, em que X é um inteiro variando de 2 a 10; MgH2P6O7; CaSO4; Al(PO3)3; NaK2AlF6; Ca3(AlF6)2 + 4 H2O; MgNaAlF6 + 2 H2O; Ca4SO4AlSiF13 + 10 H2O; e misturas dos mesmos.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato que a quantidade de reagente inibidora de incrustações é 100 g/ton de P2O5.