ES2227632T3 - Estabilizadores para aditivos en sistemas acuosos que contienen ozono. - Google Patents
Estabilizadores para aditivos en sistemas acuosos que contienen ozono.Info
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Abstract
LA INVENCION CONSISTE EN UN METODO PARA INCREMENTAR LA EFECTIVIDAD DE ADITIVOS POLIMERICOS HIDROSOLUBLES O FOSFONATOS HIDROSOLUBLES EN EL AGUA DE RECIRCULACION DE EQUIPOS DE PROCESAMIENTO, CONTENIENDO DICHA AGUA OZONO Y ADITIVOS POLIMERICOS HIDROSOLUBLES O FOSFONATOS HIDROSOLUBLES. DICHO METODO COMPRENDE UNA FASE DE ADICION DE UNA CANTIDAD EFECTIVA DE UN ESTABILIZADOR A DICHAS AGUAS. LA INVENCION SE REFIERE ASIMISMO A UN METODO PARA AUMENTAR LA EFECTIVIDAD DE UN TRATAMIENTO CON OZONO EN LAS AGUAS DE RECIRCULACION DE EQUIPOS DE PROCESAMIENTO, CONTENIENDO DICHAS AGUAS OZONO Y ADITIVOS HIDROSOLUBLES. ESTE METODO COMPRENDE UNA FASE DE ADICION A DICHAS AGUAS DE UNA CANTIDAD EFECTIVA DE ESTABILIZADOR.
Description
Estabilizadores para aditivos en sistemas acuosos
que contienen ozono.
La invención es un método para estabilizar
aditivos poliméricos solubles en agua o fosfonatos solubles en agua
en un sistema acuoso, por ejemplo en el agua de recirculación de un
equipo de tratamiento en el que dicha agua contiene ozono y aditivos
poliméricos solubles en agua o fosfonatos solubles en agua,
comprendiendo el método la etapa de añadir una cantidad eficaz de un
estabilizador a dichas aguas. El método permite aumentar la eficacia
del tratamiento con ozono de las aguas de recirculación de un equipo
de tratamiento.
El uso de ozono en aguas de refrigeración,
particularmente aguas de refrigeración por recirculación se ha
ofrecido recientemente como una respuesta para controlar el
crecimiento microbiológico en tales aguas de recirculación y también
se está ofreciendo ahora como un tratamiento único que incluye una
posible inhibición de la corrosión y para la inhibición de las
incrustaciones.
Un sistema habitual de inyección de ozono para
sistemas de agua de refrigeración incluye una fuente de aire
comprimido limpio y seco u oxígeno que se hace pasar a través de un
generador de ozono.
Dependiendo del tipo del generador de ozono
usado, se genera una corriente que contiene del
1-30% de ozono en aire. El ozono se produce
habitualmente en una fase gaseosa mediante exposición de la fase
gaseosa a energía eléctrica en forma de una descarga corona,
mediante procesos electroquímicos o mediante otros medios.
En la práctica actual, el ozono se introduce en
un sistema acuoso haciendo pasar una corriente lateral del sistema a
través de un contactor gas/líquido en el que el ozono se transfiere
desde una fase gaseosa hasta una fase acuosa (circuito de
contactor).
Esta corriente de gas se hace pasar entonces a un
contactor en el que la corriente de gas cargada de ozono se mezcla
íntimamente con una corriente acuosa (el circuito de contactor).
Generalmente, esta corriente de contactor acuosa es un circuito de
corriente lateral del sistema de recirculación. El mismo principio
se aplicaría al agua de recuperación del sistema de refrigeración
del contactor y se pretende que el término circuito de contactor de
corriente lateral tal como se utiliza en el presente documento se
aplique también a la introducción de ozono en el agua de
recuperación del sistema de refrigeración. El ozono se disuelve en
el circuito del sistema de recirculación (circuito de contactor) a
partir de la corriente de gas que da como resultado una corriente
acuosa rica en ozono que se vuelve a inyectar después en las aguas
de refrigeración. La concentración de ozono en el circuito de
contactor de ozono de la corriente lateral acuosa puede ser bastante
elevada. Como el ozono disuelto es bastante inestable y reactivo,
pueden perderse cantidades significativas de ozono en el circuito de
contactor. Coppinger et al., Ozone Treatment of Cooling
Water: Results of a Full-Scale Performance
Evaluation, presentado en el Encuentro Anual de 1989 del Cooling
Tower Institute, Nueva Orleáns, La., 23-25 de enero
de 1989, demostraron que el 88% del ozono producido por el generador
puede perderse en el circuito de contactor. Se han hecho esfuerzos
para aumentar la eficacia del ozono como un agente de tratamiento
para aguas alcalinas de torres de refrigeración. Esto se realizó
reduciendo el pH de las disoluciones en los circuitos de contactor
que suministran ozono a las aguas de torres de refrigeración con una
sustancia ácida en Johnson et al., patente de los EE.UU.
número 5.415.783.
Normalmente, se añaden determinados aditivos a
las aguas de refrigeración, particularmente aquellas aguas de
refrigeración que tienen características que podrían conducir a
precipitados producidos por su dureza, tales como precipitados de
carbonato de calcio y/o magnesio, para evitar que estos precipitados
se acumulen y depositen sobre las superficies de transferencia de
calor, obstruyan estas superficies y contribuyan a una pérdida de
eficacia energética en el proceso. Como el ozono es un agente
oxidante tan fuerte, hay muchas referencias a su reacción con
materiales orgánicos, incluyendo agentes añadidos expresamente como
inhibidores de las incrustaciones, para degradar materias orgánicas.
Tal degradación elimina cualquier característica de inhibición de
las incrustaciones que podría estar presente cuando se usan
productos químicos de inhibición de las incrustaciones.
Ejemplos de estas enseñanzas incluyen una
enseñanza de Ikemizu et al., Chemical Engineer Commun.,
34(1-6), 77-85, 1985, en la
se enseña que el ozono degrada polímeros solubles en agua y que la
velocidad de degradación está definida por el cambio en el peso
molecular promedio en peso por unidad de tiempo. Ikemizu enseña que
la velocidad de degradación para poli(oxietilenos) era
proporcional al peso molecular elevado a la potencia de 1,5 a 2,0 y
era de 20 a 60 veces superior a la velocidad de degradación de
poli(acrilamidas). Enseñó que la velocidad de degradación de
poli(acrilato de sodio) era proporcional al peso molecular
elevado a la potencia 2,0.
Hanasaki, en Kankyo Gijutsu, 13(11),
817-20 (1984), enseñó que la poli(acrilamida)
se sometió a ozonización para eliminarla de las aguas residuales.
Sus observaciones indicaron que el corte de la cadena tuvo lugar de
un modo aleatorio y que la ozonización produjo un
carbonil(aldehído), funcionalidades de carboxilato y grupos
cetona. Aunque afirma que los grupos amida en la
poli(acrilamida) no fueron atacados por el ozono, estas
enseñanzas y otras, tales como Imamura et al., en el Journal
of Applied Polymer Science 25(6), 997-1105
(1980), enseñaron sobre la destrucción de polímeros y la aceleración
con luz UV de la ozonización de polímeros solubles en agua,
particularmente polietilenglicol, poliacrilamida y
poli(alcohol vinílico).
En general, se observó la escisión de la cadena
de los polímeros en presencia de ozono y esto se aceleró en
presencia de irradiación UV. Se observaron varios productos en la
reacción de ozonización incluyendo formaldehído y la presencia en
oligómeros de cetonas, ácidos carboxílicos y aldehídos terminales.
(Véase por ejemplo, Suzuki et al., Journal of Applied Polymer
Science, 24(4), 999-1006 (1979).)
Es bien conocido que la ozonización provoca la
degradación polimérica en disoluciones acuosas que contienen varios
polímeros solubles en agua. (Véase por ejemplo, Mooroka, S. et
al., Proc. Pacific Chem. Eng., 3^{er} Congreso,
289-294 (1983)).
A partir de estos diversos tratamientos que
aparecen en la técnica anterior, habría parecido entonces que los
polímeros solubles en agua tradicionalmente usados para mantener el
calcio y otros componentes de la dureza en disolución en las aguas
de refrigeración por recirculación tendrían un destino negativo en
presencia de ozono. Se esperaría que el ozono degradara estos
polímeros hasta el punto en que ya no existiera su utilidad para la
finalidad de mantener el carbonato de calcio en disolución o
suspensión y de evitar la formación de incrustaciones sobre las
superficies de transferencia de calor en contacto con las aguas
duras. Por tanto, la capacidad para aumentar la estabilidad de los
agentes de tratamiento poliméricos solubles en agua en presencia de
ozono tal como se proporciona mediante esta invención es de gran
utilidad.
El ozono se ha usado para blanquear la pasta en
la industria de la pasta y el papel. Como se sabe que el ozono es un
oxidante indiscriminante de la pasta de madera, se han hecho
intentos para identificar las condiciones en las que se maximizan
las interacciones ozono-lignina y se minimizan las
interacciones ozono-hidrato de carbono. Se ha
descubierto que determinados aditivos orgánicos, tales como metanol
y dimetilsulfóxido pueden "proteger" la celulosa durante la
deslignificación con ozono, Liebergott, N.; Skothos, A.; van Lierop,
B. The Use of Ozone in Bleaching Pulps, 1992 Conferencia
Medioambiental, procedimientos TAPPI, 1992, págs.
1105-1127. Sin embargo, este hallazgo representa la
conclusión de que sólo determinados aditivos orgánicos pueden
proteger un componente orgánico (celulosa) de manera preferible a
otro (lignina), no que una amplia variedad de compuestos orgánicos
pueden protegerse satisfactoriamente. Por contraposición, esta
invención demuestra que clases de compuestos orgánicos tales como
aditivos poliméricos o fosfonatos solubles en agua pueden protegerse
de la degradación significativa en un entorno que contiene
ozono.
Los enfoques convencionales al problema de la
degradación por ozono de los productos químicos de tratamiento del
agua en torres de refrigeración han implicado la clasificación de
los agentes de tratamiento para determinar cuáles eran relativamente
más resistentes al ozono. Rao, Narishma M., I Towards development
of An Ozone Compatible Cooling Water Treatment, Conferencia NACE
1994, ponencia número 469. Khambatta et al., patente de los
EE.UU. número 5.171.451, también usaron las técnicas de
clasificación para determinar qué polímeros de tratamiento solubles
en agua eran más resistentes al ozono de manera intrínseca y por
tanto, agentes de tratamiento más compatibles en los sistemas que
contienen ozono.
Un problema análogo se experimenta en los
sistemas acuosos que implican cloro o bromo como biocidas. Debido a
la reactividad de estos biocidas, la eficacia de otros agentes de
tratamiento del agua se reduce intensamente. La patente de los
EE.UU. número 5.449.476 enseñó la protección para agentes de
tratamiento del agua específicos tales como fosfonatos que inhiben
las incrustaciones en presencia de biocidas de cloro o bromo
mediante la adición de sulfonamidas orgánicas. Sin embargo, se cree
que éstas forman productos intermedios orgánicos halogenados
similares a las cloraminas y no son análogos a la presente
invención. De hecho, se encontró que la metanosulfonamida era
ineficaz en el ejemplo 2.
Es evidente que las soluciones anteriores a las
tendencias de degradación de determinados biocidas, tales como
ozono, implican la selección de aditivos específicos que son más
resistentes o la protección de determinadas clases limitadas de
aditivos con un reactivo orgánico específico. Por tanto, sería muy
deseable un tratamiento eficaz que pueda proteger toda una clase de
aditivos, independientemente de las sensibilidades individuales al
ozono. Es a este fin al que se ha dirigido satisfactoriamente la
invención.
La invención es un método para estabilizar un
aditivo polimérico soluble en agua o un fosfonato soluble en agua en
un sistema acuoso, en el que el sistema acuoso que contiene el
aditivo polimérico o el fosfonato se trata con ozono, método que
comprende la etapa de añadir al sistema acuoso una cantidad eficaz
de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en alcoholes
alquílicos que tienen al menos cuatro átomos de carbono,
n-butoxietanol, t-butilaminoetanol,
ácidos alquilcarboxílicos, ácido cítrico, ácido
2-hidroxiisobutírico,
N-t-butoxicarbonilglicina,
alquilamidas, alquilaminas, dimetilsulfóxido, laurilsulfato y
combinaciones de los mismos.
La figura 1 representa el efecto estabilizador de
t-butanol sobre los polímeros en presencia de ozono
a niveles de concentración variables.
Método para estabilizar un aditivo polimérico
soluble en agua en un sistema acuoso, en el que el sistema acuoso
que contiene el aditivo polimérico se trata con ozono, método que
comprende la etapa de añadir al sistema acuoso una cantidad eficaz
de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en alcoholes
alquílicos que tienen al menos cuatro átomos de carbono,
n-butoxietanol, t-butilaminoetanol,
ácidos alquilcarboxílicos, ácido cítrico, ácido
2-hidroxiisobutírico,
N-t-butoxicarbonilglicina,
alquilamidas, alquilaminas, dimetilsulfóxido, laurilsulfato y
combinaciones de los mismos. Tal como se usa en el presente
documento, el término estabilizador se refiere a un compuesto
orgánico que no consume directamente cantidades sustanciales de
ozono y que, cuando se añade al sistema acuoso que contiene ozono,
protege un producto químico de tratamiento del agua tal como un
aditivo polimérico soluble en agua o un fosfonato soluble en agua
frente a experimentar degradación.
El equipo de tratamiento puede ser una torre de
refrigeración. Otros ejemplos de equipo de tratamiento útiles en
esta invención incluyen unidades de refrigeración de un único paso,
equipo de oxidación de agua residual y equipo de procesamiento de
alimentos. El compuesto estabilizador puede añadirse a las aguas de
la torre de refrigeración en el circuito de contacto en un punto
previo a o simultáneamente con la adición de ozono en el circuito de
contacto. La cantidad eficaz del compuesto que va a añadirse
dependerá de la cantidad y del tipo del aditivo de tratamiento
polimérico soluble en agua particular que va a protegerse, así como
del compuesto seleccionado y las condiciones dentro del equipo de
tratamiento específico. Además, el orden de adición del ozono, del
aditivo polimérico soluble en agua y del compuesto dependerá del
tipo de equipo de tratamiento en el que se añaden estos
reactivos.
Además, el alcohol alquílico que tiene al menos
cuatro átomos de carbono puede seleccionarse del grupo que consiste
en t-butanol, alcohol t-amílico,
pinacol, 1,6-hexanodiol,
1,12-dodecanodiol y n-butanol. El
ácido alquilcarboxílico puede seleccionarse del grupo que consiste
en ácido succínico, ácido propiónico, ácido adípico, ácido
trimetilacético y ácido acético. La alquilamina puede ser
t-butilamina. La alquilamida puede seleccionarse del
grupo que consiste en t-butilformamida y
dimetilformamida. La razón de aditivo polimérico soluble en agua con
respecto al compuesto puede ser desde aproximadamente 1:10 hasta
aproximadamente 10:1.
Los aditivos poliméricos solubles en agua son
preferiblemente polímeros orgánicos vinílicos solubles en agua que
contienen al menos el 50 por ciento en moles de ácido
(met)acrílico. Tal como se usa en el presente documento, el
término ácido (met)acrílico o sus sales indica exclusivamente
monómero de ácido acrílico, exclusivamente monómero de ácido
metacrílico o cualquier mezcla de monómeros de ácido acrílico y
ácido metacrílico, bien presentes como el ácido libre o la sal
parcialmente neutralizada o la sal completamente neutralizada de
estos ácidos libres. Para formar las sales, puede usarse cualquier
base común de metal alcalino o metal alcalinotérreo, amoniaco, amina
de bajo peso molecular o sal cuaternaria de bajo peso molecular. Los
polímeros orgánicos vinílicos solubles en agua pueden contener al
menos un 50 por ciento en moles de ácido (met)acrílico y
también pueden contener al menos uno de los siguientes comonómeros
seleccionados del grupo que consiste en: acrilamida, anhídrido
maleico, ácido vinilsulfónico, ácido itacónico, ésteres
C_{1}-C_{3} de ácidos acrílicos, acrilato de
hidroxipropilo, N-t-butilacrilamida,
acetato de vinilo, vinil éteres y otros monómeros vinílicos
similares que se polimerizan satisfactoriamente con ácido acrílico,
ácido metacrílico o mezclas de los mismos.
Ejemplos específicos de aditivos poliméricos
solubles en agua que pueden haber aumentado sus eficacias debido al
método de esta invención son: poli(ácido acrílico),
poli(acrilato de metilo), poli(ácido acrílico / acrilamida /
ácido aminometanosulfónico), poli(ácido acrílico /
n-t-butilacrilamida / ácido
acrilamidometilpropanosulfónico), poli(ácido acrílico /
n-t-butilacrilamida), poli(ácido
acrílico / acrilato de hidroxipropilo) y poli(ácido acrílico / ácido
aminoetanosulfónico).
Método para estabilizar un fosfonato soluble en
agua en un sistema acuoso, en el que el sistema acuoso que contiene
el fosfonato soluble en agua se trata con ozono, método que
comprende la etapa de añadir al sistema acuoso una cantidad eficaz
de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en alcoholes
alquílicos que tienen al menos cuatro átomos de carbono,
n-butoxietanol, t-butilaminoetanol,
ácidos alquilcarboxílicos, ácido cítrico, ácido
2-hidroxiisobutírico,
N-t-butoxicarbonilglicina,
alquilamidas, alquilaminas, dimetilsulfóxido, laurilsulfato y
combinaciones de los mismos con dichas aguas.
El equipo de tratamiento puede ser una torre de
refrigeración. Otros ejemplos de equipo de tratamiento útiles en
esta invención incluyen unidades de refrigeración de un único paso,
equipo de oxidación de agua residual y equipo de procesamiento de
alimentos.
El compuesto puede añadirse a las aguas de la
torre de refrigeración en el circuito de contacto en un punto previo
a o simultáneamente con la adición de ozono en el circuito de
contacto.
El alcohol alquílico que tiene al menos cuatro
átomos de carbono puede seleccionarse del grupo que consiste en
t-butanol, alcohol t-amílico,
pinacol, 1,6-hexanodiol,
1,12-dodecanodiol y n-butanol. El
ácido alquilcarboxílico puede seleccionarse del grupo que consiste
en ácido succínico, ácido propiónico, ácido adípico, ácido
trimetilacético y ácido acético. La alquilamina puede ser
t-butilamina. La alquilamida puede seleccionarse del
grupo que consiste en t-butilformamida y
dimetilformamida. La razón de fosfonato soluble en agua con respecto
al compuesto puede ser desde aproximadamente 1:10 hasta
aproximadamente 10:1.
Entre los fosfonatos que pueden haber aumentado
sus eficacias debido al método de esta invención están: ácido
fosfonobutanotricarboxílico, ácido hidroxietilidendifosfónico y
ácido
hexametildiamino-tetrakis(metilenfosfónico).
Método para estabilizar un sistema acuoso, en el
que el sistema acuoso contiene ozono y aditivos solubles en agua,
método que comprende la etapa de añadir al sistema acuoso una
cantidad eficaz de un compuesto seleccionado del grupo de compuestos
estabilizadores anteriormente descritos en el presente
documento.
Los aditivos solubles en agua pueden
seleccionarse del grupo que consiste en fosfonatos solubles en agua
y polímeros solubles en agua. Éstos incluyen, pero no se limitan a,
aquellos compuestos anteriormente descritos.
El equipo de tratamiento puede ser una torre de
refrigeración. Otros ejemplos de equipo de tratamiento útiles en
esta invención incluyen unidades de refrigeración de un único paso,
equipo de oxidación de agua residual y equipo de procesamiento de
alimentos.
El compuesto puede añadirse a las aguas de la
torre de refrigeración en el circuito de contacto en un punto previo
a o simultáneamente con la adición de ozono en el circuito de
contacto. La cantidad eficaz del compuesto que va a añadirse
dependerá de la cantidad y del tipo del fosfonato soluble en agua
particular que va a protegerse, así como del compuesto seleccionado
y las condiciones dentro del equipo de tratamiento específico.
Además, el orden de adición del ozono, del fosfonato soluble en agua
y del compuesto dependerá del tipo de equipo de tratamiento en el
que se añaden estos reactivos.
Como se ha indicado anteriormente, el compuesto
puede seleccionarse del grupo que consiste en alcoholes alquílicos
que tienen al menos cuatro átomos de carbono,
n-butoxietanol, t-butilaminoetanol,
ácidos alquilcarboxílicos, ácido cítrico, ácido
2-hidroxiisobutírico,
N-t-butoxicarbonilglicina,
alquilamidas, alquilaminas, dimetilsulfóxido, laurilsulfato y
combinaciones de los mismos. El alcohol alquílico que tiene al menos
cuatro átomos de carbono puede seleccionarse del grupo que consiste
en t-butanol, alcohol t-amílico,
pinacol, 1,6-hexanodiol,
1,12-dodecanodiol y n-butanol. El
ácido alquilcarboxílico puede seleccionarse del grupo que consiste
en ácido succínico, ácido propiónico, ácido adípico, ácido
trimetilacético y ácido acético. La alquilamina puede ser
t-butilamina. La alquilamida puede seleccionarse
del grupo que consiste en t-butilformamida y
dimetilformamida. La razón de fosfonato soluble en agua con respecto
al compuesto puede ser desde aproximadamente 1:10 hasta
aproximadamente 10:1.
Los siguientes ejemplos se presentan para
describir las realizaciones y utilidades preferidas de la invención
y no pretenden limitar la invención a menos que se especifique lo
contrario en las reivindicaciones adjuntas al presente
documento.
La prueba se realizó usando un aparato de
intercambio de calor con recirculación, similar al descrito por Reed
et al., en Proc. Int'l. Water Conf., 1975, como un
recipiente de reacción. El depósito del recipiente se llena con 50
litros de agua que contiene 20 ppm de un polímero dispersante como
componentes activos. El polímero probado era un poli(ácido acrílico
/ acrilamida / ácido acrilamidometanosulfónico) con una razón molar
de 60:25:15. El agua también contiene 600 ppm de calcio y 300 ppm de
magnesio (ambos como sal de CO_{3}), 10 ppm de ácido fosfórico y
25 ppm de bicarbonato sódico para simular un entorno acuoso de torre
de refrigeración. El pH se mantiene en 7. Durante el transcurso del
experimento, se añade agua desionizada para compensar la
evaporación.
El ozono se introdujo al agua burbujeando la
salida de un ozonizador a través del depósito. Se tomaron muestras
del agua a intervalos regulares. La estabilidad del polímero
dispersante se midió calentando las muestras y aumentando su pH
hasta 8,5. Las muestras se filtraron y se analizaron para determinar
el fosfato residual mediante una prueba habitual que usa un reactivo
de molibdato. Se informa como "inhibición en porcentaje" el
fosfato residual, como un porcentaje del fosfato inicial, indicado
como actividad del dispersante en la figura 1. Una inhibición en
porcentaje más baja indica pérdida de la actividad polimérica.
El blanco no tratado presentaba una pérdida de
actividad polimérica en un plazo de 90 minutos. La prueba se repitió
con la adición de 10 ppm de t-butanol al principio
de la prueba y una alimentación adicional de 10 ppm mediante bomba
con jeringa entre 1 y 5 horas de ozonización. El polímero mantuvo su
actividad durante aproximadamente 4 horas. Duplicar la concentración
de t-butanol aportó una duración incluso más larga,
aproximadamente de 9 horas. Los resultados se ilustran en la figura
1. Este ejemplo ilustra que el t-butanol es eficaz
para aumentar la estabilidad de un polímero en presencia de
ozono.
Los resultados de la tabla I se obtuvieron del
siguiente modo. Para cada prueba, se colocaron tres alícuotas
iguales de una disolución madre en botes en un baño de temperatura
constante de 35ºC. La disolución madre consistía en 600 mg de Ca,
300 g de Mg, 50 mg de HCO_{3}, 10 ppm de H_{3}PO_{4} y 20 ppm
de poli(ácido acrílico / acrilamida / ácido
acrilamidometanosulfónico). Se dividió ozono de un ozonizador
comercial montado sobre la mesa de trabajo en tres corrientes
iguales. Se usaron medidores calibrados del flujo de gas para
garantizar un flujo igual en cada corriente. El ozono se burbujeó a
través de las tres muestras durante 60 minutos mientras el pH se
mantuvo en 7,1. Dos de las muestras contenían los estabilizadores
candidatos, mientras que la tercera es un blanco. Las series de
control representan la disolución madre sin ozonización, mientras
que las series de blanco representan la disolución madre que se
somete a ozonización pero que no se trata con ningún estabilizador.
Después de la ozonización, el volumen se vuelve a llevar hasta 500
ml para compensar la evaporación y se midió el polímero residual en
las muestras mediante una prueba con anticuerpo.
Los resultados muestran que en presencia de
varios estabilizadores, la cantidad de polímero que puede medirse
aumenta en comparación con el blanco.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
El método descrito en el ejemplo 2 se modificó
para evaluar mediante prueba la estabilización de organofosfonatos.
Se probaron agentes comunes para controlar las incrustaciones y la
corrosión en sistemas de agua de refrigeración. Se prepararon
disoluciones individuales de PBTC (ácido
fosfonobutanotricarboxílico), HEDP (ácido
hidroxi-etanodifosfónico) y HMDTMP (ácido
hexametilendiamino-tetrakis(metilenfosfónico)).
Éstas se dividieron, se trataron con los estabilizadores tal como
se enumeran en la tabla II y se sometieron a ozonización tal como se
describe en el ejemplo 2. Se probaron 20 ppm de cada estabilizador.
Se sabe que PBTC es el más resistente al ozono, por tanto se sometió
a la ozonización más fuerte. El HMDTMP que contiene amina es el que
se degrada más rápido, por tanto se sometió a la ozonización menos
fuerte. Después, se midieron los niveles de fosfato orgánico en las
disoluciones.
La tabla II muestra que los estabilizadores
probados mejoraron la supervivencia de los fosfonatos. Para entrar
en detalles, para el fosfonato A, se midieron inicialmente 9 ppm de
fosfonato. Sin protección mediante la adición de un estabilizador,
después de 50 minutos de ozonización, sólo quedan 4,7 ppm de
fosfonato. En presencia de estabilizadores, queda considerablemente
más fosfonato después de 50 minutos de ozonización. Además,
aproximadamente la mitad del fosfonato orgánico se degradó sin
estabilizadores, mientras que sólo se perdió el
15-35% de fosfonato en presencia de los
estabilizadores.
Se usó una modificación del método descrito en el
ejemplo 1 para probar indirectamente el efecto de los
estabilizadores sobre varios polímeros dispersantes en presencia de
estabilizadores. La concentración de ozono en el agua de
recirculación se monitorizó bien por uno o por ambos de los dos
analizadores disponibles comercialmente. Uno es un analizador
amperométrico de Nova para oxidantes (Modelo 440WF), el otro es un
analizador de ozono electroquímico de Orbisphere que utiliza una
membrana semipermeable (Modelo 26506).
Al principio, el ozono residual era elevado (0,05
- 0,1 ppm como O_{3}), pero disminuyó hasta 0,00 - 0,03 ppm con el
transcurso del tiempo (30-90 minutos). Esta
disminución del ozono residual generalmente puede correlacionarse
con la pérdida de actividad polimérica. Los resultados sugieren que
los polímeros reaccionan lentamente con ozono, pero una vez que la
reacción empieza, se forman productos intermedios que son mucho más
reactivos. Por tanto, un aumento en el ozono residual, ya que el
ozono se introduce continuamente en el sistema que contiene
polímero, significaría que más ozono está disponible para actuar
como biocida. Adicionalmente, indicaría que menos ozono ha atacado
al polímero. En el ejemplo 1, la adición de
t-butanol permitió que la cantidad residual de
ozono permaneciera por encima de 0,06 ppm durante toda la prueba,
incluso después de 6-10 horas.
El método del ejemplo 1 se usó normalmente sin
estabilizadores, pero con diferentes polímeros. En algunos casos, en
vez de parar la prueba después de 3-5 horas, los
estabilizadores se añadían al recipiente de prueba. Si los
estabilizadores retrasan la reacción del ozono con los productos
intermedios reactivos, la concentración de ozono medida debería
aumentar. Esto proporciona pruebas indirectas de estabilización. Por
ejemplo, cuando se añadieron 10 ppm de t-butanol a
la unidad de prueba, la cantidad residual de ozono aumentó desde
0,01 ppm hasta 0,07 ppm en un plazo de 15 minutos.
La tabla III resume los resultados y también
demuestra un beneficio añadido de los estabilizadores descritos en
el presente documento sobre la concentración de ozono. Los cambios
positivos en la cantidad residual de ozono tras la adición de
estabilizador se indican en la tabla III, puede concluirse que la
concentración de ozono en el agua aumenta, por tanto aumenta su
eficacia biocida. Estos resultados son coherentes con las pruebas
más extensas del ejemplo 2.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página
siguiente)
\hskip0.5cm# = ejemplo comparativo; no está dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas
Claims (25)
1. Método para estabilizar un aditivo polimérico
soluble en agua en un sistema acuoso, en el que el sistema acuoso
que contiene el aditivo polimérico se trata con ozono, método que
comprende la etapa de añadir al sistema acuoso una cantidad eficaz
de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en alcoholes
alquílicos que tienen al menos cuatro átomos de carbono,
n-butoxietanol, t-butilaminoetanol,
ácidos alquilcarboxílicos, ácido cítrico, ácido
2-hidroxiisobutírico,
N-t-butoxicarbonilglicina,
alquilamidas, alquilaminas, dimetilsulfóxido, laurilsulfato y
combinaciones de los mismos.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el sistema acuoso es una torre de
refrigeración.
3. Método según la reivindicación 2,
caracterizado porque el compuesto se añade a las aguas de la
torre de refrigeración en el circuito de contacto en un punto previo
a o simultáneamente con la adición de ozono en el circuito de
contacto.
4. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el alcohol alquílico que tiene al menos
cuatro átomos de carbono se selecciona del grupo que consiste en
t-butanol, alcohol t-amílico,
pinacol, 1,6-hexanodiol,
1,12-dodecanodiol y n-butanol.
5. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el ácido alquilcarboxílico se selecciona
del grupo que consiste en ácido succínico, ácido propiónico, ácido
adípico, ácido trimetilacético y ácido acético.
6. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la alquilamina es
t-butilamina.
7. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la alquilamida se selecciona del grupo
que consiste en t-butilformamida y
dimetilformamida.
8. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque la razón de aditivo polimérico soluble
en agua con respecto al compuesto es desde aproximadamente 1:10
hasta aproximadamente 10:1.
9. Método para estabilizar un fosfonato soluble
en agua en un sistema acuoso, en el que el sistema acuoso que
contiene el fosfonato soluble en agua se trata con ozono, método que
comprende la etapa de añadir al sistema acuoso una cantidad eficaz
de un compuesto seleccionado del grupo que consiste en alcoholes
alquílicos que tienen al menos cuatro átomos de carbono,
n-butoxietanol, t-butilaminoetanol,
ácidos alquilcarboxílicos, ácido cítrico, ácido
2-hidroxiisobutírico,
N-t-butoxicarbonilglicina,
alquilamidas, alquilaminas, dimetilsulfóxido, laurilsulfato y
combinaciones de los mismos.
10. Método según la reivindicación 9,
caracterizado porque el sistema acuoso es una torre de
refrigeración.
11. Método según la reivindicación 10,
caracterizado porque el compuesto se añade a las aguas de la
torre de refrigeración en el circuito de contacto en un punto previo
a o simultáneamente con la adición de ozono en el circuito de
contacto.
12. Método según la reivindicación 9,
caracterizado porque el alcohol alquílico que tiene al menos
cuatro átomos de carbono se selecciona del grupo que consiste en
t-butanol, alcohol t-amílico,
pinacol, 1,6-hexanodiol,
1,12-dodecanodiol y n-butanol.
13. Método según la reivindicación 9,
caracterizado porque el ácido alquilcarboxílico se selecciona
del grupo que consiste en ácido succínico, ácido propiónico, ácido
adípico, ácido trimetilacético y ácido acético.
14. Método según la reivindicación 9,
caracterizado porque la alquilamina es
t-butilamina.
15. Método según la reivindicación 9,
caracterizado porque la alquilamida se selecciona del grupo
que consiste en t-butilformamida y
dimetilformamida.
16. Método según la reivindicación 9,
caracterizado porque la razón de fosfonato soluble en agua
con respecto al compuesto es desde aproximadamente 1:10 hasta
aproximadamente 10:1.
17. Método para estabilizar un sistema acuoso que
incluye ozono, en el que el sistema acuoso contiene ozono y aditivos
solubles en agua, método que comprende la etapa de añadir al sistema
acuoso una cantidad eficaz de un compuesto seleccionado del grupo
que consiste en alcoholes alquílicos que tienen al menos cuatro
átomos de carbono, n-butoxietanol,
t-butilaminoetanol, ácidos alquilcarboxílicos,
ácido cítrico, ácido 2-hidroxiisobutírico,
N-t-butoxicarbonilglicina,
alquilamidas, alquilaminas, dimetilsulfóxido, laurilsulfato y
combinaciones de los mismos.
18. Método según la reivindicación 17,
caracterizado porque los aditivos solubles en agua se
seleccionan del grupo que consiste en fosfonatos solubles en agua y
polímeros solubles en agua.
19. Método según la reivindicación 17,
caracterizado porque el sistema acuoso es una torre de
refrigeración.
20. Método según la reivindicación 19,
caracterizado porque el compuesto se añade a las aguas de la
torre de refrigeración en el circuito de contacto en un punto previo
a o simultáneamente con la adición de ozono en el circuito de
contacto.
21. Método según la reivindicación 17,
caracterizado porque el alcohol alquílico que tiene al menos
cuatro átomos de carbono se selecciona del grupo que consiste en
t-butanol, alcohol t-amílico,
pinacol, 1,6-hexanodiol,
1,12-dodecanodiol y n-butanol.
22. Método según la reivindicación 17,
caracterizado porque el ácido alquilcarboxílico se selecciona
del grupo que consiste en ácido succínico, ácido propiónico, ácido
adípico, ácido trimetilacético y ácido acético.
23. Método según la reivindicación 17,
caracterizado porque la alquilamina es
t-butilamina.
24. Método según la reivindicación 17,
caracterizado porque la alquilamida se selecciona del grupo
que consiste en t-butilformamida y
dimetilformamida.
25. Método según la reivindicación 17,
caracterizado porque la razón de aditivo polimérico soluble
en agua con respecto al compuesto es desde aproximadamente 1:10
hasta aproximadamente 10:1.
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