NO124987B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for å forhindre

avsetning i vandige systemer.

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for forhindring

av avsetning i vandige systemer og fjernelse av eksisterende avsetninger som forekommer ved forskjellige prosesser hvor strømmende vann anvendes.

Uansett hvor vann for industrielt bruk kommer fra (overflatevann eller brønnvann) er det aldri rent, men inneholder forskjellige forurensninger som kan være oppløste gasser, oppløste faste stoffer og det kan dessuten også inneholde suspenderte faste stoffer. Selv om disse faste stoffer, både oppløste og suspenderte, generelt er uorganiske, kan de av og til være av organisk opp-rinnelse, videre har konsentrasjonen av de forurensninger som er tilstede i vannet, en tendens til å øke under prosessen. Dette kommer av at ved industriell bruk av vann tilsettes vanligvis visse

materialer til vannet for at dette skal ha den ønskede virkning,

og i praksis vil det ofte være hensiktsmessig å anvende prosess-vannet påny i størst mulig utstrekning.

Mange av disse forurensninger som utfelles under prosessen, resulterer i avsetninger med eller uten skorpe. Uavhengig av formen som den resulterende avsetning har, er sluttresultatet uønsket fordi tilstedeværelsen av avsetninger i vesentlig grad nedsetter prosessens totale effektivitet, både med hensyn til kvantitet og kvalitet av det ønskede sluttprodukt.

Mange metoder er derfor foreslått for å forhindre avsetning, innbefattet démineralisering ved anvendelse av ione-bytteharpikser, fnokkdannelse, chelatdannelse og andre kjemiske behandlingsmetoder for å solubilisere, stabilisere, dispergere og/ eller fjerne materialer som forårsaker dannelse av avsetninger.

Ingen av disse metoder er imidlertid helt tilfredsstillende. Bruk

av sekvesteringsmidler, så som etylendiamintetraeddiksyre, er f.eks. bare praktisk for noen få anvendelser. Andre metoder som hittil er foreslått for å avhjelpe problemet med avsetninger, har omfattet forhindring av dannelsen av avsetning og/eller angrep på avsetningen direkte. Den førstnevnte metode krever bruk av inhibi-torer så som polyfosfater eller andre kjemikalier. Denne metode er ikke tilfredsstillende fordi den krever at en rekke komponenter må blandes for at den resulterende kombinasjon skal passe nøyaktig til det særlige vann, hvilket er en tidskrevende og vanskelig prosess. Dessuten medfører polyfosfatmetoden vanligvis omfattende avtapning av vann og pH-regulering ved hjelp av syre- eller alkali-tilsetning. Den direkte angrepsmetode består i at høye konsentrasjoner av syre settes til utstyret, så som svovelsyre eller saltsyre eller kombinasjoner av alkaliske materialer så som natriumhydroksyd eller natriummetasilikater. Denne metode medfører imidlertid problemer med håndtering i tilknytning til bruk av sterke syrer og alkalier, og disse materialers tendens til å

angripe metallutstyr.

Det er derfor et hovedformål ved foreliggende oppfinnelse

å tilveiebringe et preparat for bekjempelse av avsetninger, som ikke er beheftet med ulempene ved de tidligere tilgjengelige preparater.

Et annet formål ved oppfinnelsen er å tilveiebringe en forholdsvis billig og enkel fremgangsmåte ved hvilken dannelse av

avsetninger i strømmende vannsystemer reduseres.

Et ytterligere formål ved oppfinnelsen er å fremstille mer effektive avsetnings-fjernende preparater som er basert på billige og lett tilgjengelige materialer.

Andre formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende beskrivelse, som i detalj omtaler visse illustrerende utførelsesformer for oppfinnelsen. Disse er imidlertid bare eksempler på noen få av de forskjellige måter som oppfinnelsens prinsipp kan anvendes på.

I henhold til oppfinnelsen er det nu funnet at tilsetning av en forholdsvis liten mengde av et N,N-dimetylamid av en lineær, umettet karboksylsyre til det vandige system er meget effektivt til å hindre avsetning i nevnte system.

Egnede N,N-dimetylamider av lineære karboksylsyrer er de som er fremstilt av karboksylsyrer inneholdende 18 karbonatomer. Syrene kjennetegnes videre ved at de har minst en karbon-til-karbon dobbeltbinding. Spesielle syrer som faller inn under denne kategori, omfatter oljesyre, linolsyre, linolensyre, ricinolsyre og blandinger derav. Det er også hensiktsmessig å anvende de blandede syrer man finner i tallolje, ricinusolje, maisolje, bomullsfrøolje, linolje, olivenolje, jordnøttolje, rapsolje, safflorolje, sesamolje og soyaolje. En blanding av karboksylsyrer som er særlig egnet for anvendelse i henhold til oppfinnelsen, er den som er kommersielt tilgjengelig som tallolje-fettsyre under varemerket "Unitol ACD". En typisk analyse av dette produkt er som følger:

Dimetylamidene av disse tallolje-fettsyrer vil i det følgende bli betegnet som DMA.

Mengden av og bruksmåten for de avsetnings-hindrende preparater er avhengig av naturen av de problemer som forårsakes av avsetningene, og den generelle sammensetning av avsetningen i et spesielt system. I de systemer som krever en fjernelse av avsetninger, er det vanligvis best å først fjerne tunge belegg av avsetninger mens systemet ikke er i drift, hvoretter små mengder av preparatene holdes i kontakt med overflatene under drift for å hindre ny utfelling av avsetning. For å fjerne avsetninger kan preparatene sprøytes, børstes eller på annen måte påføres i ufortynnet form, eller de kan fortynnes med egnede oppløsnings-midler for å lette påføringen. Når det ikke er mulig å påføre de ufortynnede preparater på overflatene, kan N,N-dimetylamidene settes til vandige oppløsninger av forskjellige konsentrasjoner av rensemidler så som kaustisk soda, natriummetasilikat og lignende materialer. Mengden av preparatene som anvendes i disse vandige renseoppløsninger, vil variere fra 0,12 - 12 kg av preparatene pr. 1000 1 renseoppløsning, eller en konsentrasjon på ca. 0,01 til 1,0 vekt-% av den totale oppløsning. Den nødvendige mengde av preparatene er avhengig av naturen av overflaten som skal rengjøres, naturen og konsistensen av avsetningen, den tid overflatene får være i kontakt med preparatene, og temperaturen av renseoppløsningene inneholdende preparatene.

I vandige systemer hvor fjernelse av avsetninger skal oppnås under drift, og i vandige systemer hvor preparatene anvendes for å forhindre dannelse av avsetninger, anvendes N,N-dimetylamidene i konsentrasjoner på 0,2 til 200 deler av preparatene pr. million vektdeler av det vandige system, idet det foretrukne område er 0,5 til 100 deler pr. million deler. Det skal selvsagt forstås at større mengder kan anvendes, men dette er generelt ikke ønskelig fordi omkostningene kan øke uten at man oppnår tilsvarende gunstige resultater.

Selv om vi her ikke ønsker å binde oss til noen spesiell teori vedrørende hvordan resultatene i henhold til oppfinnelsen oppnås, antas at den primære virkning av N,N-dimetylamidene av de lineære, umettede karboksylsyrer er at de danner et belegg på små partikkelformige, utfelte masser av uorganiske molekyler, og derved hindrer at disse bindes videre sammen til større masser og utfelles under prosessen. Det antas også at preparatene fester seg til systemenes overflater og derved reduserer eller hindrer avsetning eller festing av uorganiske avsetninger på disse overflater. Dessuten ser det ut til at N,N-dimetylamidene gjør at vandige systemer inneholdende disse, trenger bedre inn i allerede dannede avsetninger, hvorved man oppnår en gradvis fjernelse av avsetningen. Uansett hva den nøyaktige virkningsmåte for preparatene er, holdes de uorganiske stoffer i en dispergert tilstand og vil hverken vokse i størrelse eller feste seg på overflatene av utstyret på en slik måte eller i en slik grad at de forårsaker de problemer man har når preparatene ikke settes til systemet.

Oppfinnelsen skal i det følgende illustreres nærmere under henvisning til noen utførelseseksempler.

EKSEMPEL 1

Effektiviteten av DMA som inhibitor for dannelsen av avsetning i et kjøletårn ble bestemt ved sammenligning av resultatene oppnådd ved en kjøleprosess hvor DMA ble satt til systemet, med en tilsvarende kjøleprosess uten anvendelse av DMA. I fravær av DMA ble avsetning av en halvfast natur bestående hovedsakelig av aluminiumoksyd, dannet raskt som en avleiring på ribbene og andre deler av kjøletårnet. Fortsatt drift medførte at stykker av avsetningen løsnet. Disse løse stykker hadde en tendens til å tilstoppe sprøyter, avløp og vannledninger. Videre utgjorde disse stykker et utmerket underlag for ytterligere dannelse av avsetning i systemet.

Etter å ha fjernet avsetningen mekanisk, ble DMA satt

til systemet i en mengde på 0,12 kg pr. 1000 1 vann (svarende til ca. 120 deler DMA pr. million deler vann) som strømmet gjennom systemet. Denne tilsetning av DMA forhindret dannelse av aluminium-

oksyd-avsetning eller annen avsetning, og kjøletårnets overflater forble således rene.

EKSEMPEL 2

Effektiviteten av DMA som inhibitor for dannelsen av avsetning i en dampturbin-kjøler ble i dette eksempel bestemt ved sammenligning av resultatene oppnådd ved drift av kjøleren under anvendelse av kjølevann til hvilket DMA var tilsatt, med en tilsvarende drift i fravær av DMA. Da kjøleren ble drevet under anvendelse av ubehandlet ferskvann, ble kjølerrørene belagt med en uorganisk avsetning. Analyse av avsetningen viste at den besto av jernoksyder, kalsiumkarbonat, kiselsyre og uoppløselige silikat-komplekser. Opphopningsgraden av avsetningen var slik at det var nødvendig å stenge av turbinen og nærliggende utstyr omtrentlig hver 7. dag for å rengjøre kjøleren mekanisk.

Turbinkjøleren ble rengjort ved å resirkulere en alkalisk renseoppløsning inneholdende 8,4 kg DMA pr. 1000 1 oppløsning gjennom rørene og nærliggende utstyr i en periode på ca. 6 timer ved en temperatur på omtrentlig 63°C. Dette ble fulgt av en skylling med kaldt prosessvann inneholdende 1,72 kg DMA pr. 1000 1 skyllevann.

Etter at kjøler-rørene var rengjort, ble turbinen og nærliggende utstyr drevet som tidligere, bortsett fra at kjølevannet inneholdt ca. 1,30 deler DMA pr. million deler prosessvann. Det ble ikke dannet noen avsetning hverken i kjølerrørene eller i til-knyttede rør selv etter flere ukers drift, når kjølevannet inneholdt DMA.

EKSEMPEL 3

Dette eksempel viser at tilsetning av DMA til en kaustisk oppløsning ikke bare er meget effektiv til å fjerne avsetning fra fordampere, men i tillegg i vesentlig grad økes driftstiden mellom utkokning for fordamperne hvor avsetning er fjernet på denne måte. Den særlige sukkermølle hvor denne prøve ble utført, var belastet med et alvorlig problem med dannelse av avsetning i oppvarmnings-rørene på rørsaft-fordamperne. Denne opphopning av avsetning var slik at det var nødvendig å stanse produksjonen av sukker med hyppige mellomrom for å rengjøre og fjerne avsetning fra fordamperne med en 10% kaustisk oppløsning fulgt av en syreskylling.

I den annen serie av forsøk ble DMA satt til den kaustiske opp-løsning i en mengde på 0,96 kg DMA pr. 1000 1 kaustisk oppløsning. Ved å anvende denne DMA-inneholdende kaustiske oppløsning på vanlig måte fulgt av syreskylling, ble driftstiden for fordamperne øket,så vesentlig at antall tonn sukkerrør som ble malt mellom hver utkokning, ble.øket med nesten 100%.

Total mengde sukkerrør som ble malt, var 26 250 tonn, da en kaustisk oppløsning ble fulgt av en syrevasking.

Den totale mengde sukkerrør som ble malt, ble øket til

52 000 tonn i den samme mølle i den samme tid, da DMA ble satt til den kaustiske oppløsning i en mengde svarende til 0,96 kg DMA pr. 1000 1 kaustisk oppløsning.

Tilsvarende resultater ble oppnådd da dimetylamidene av de tidligere angitte fettsyrer ble anvendt i stedet for DMA.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for å forhindre avsetning i vandige systemer, karakterisert ved at det til et vandig system som er utsatt for dannelse av avsetning, settes et preparat inneholdende et N,N-dimetylamid av en lineær karboksylsyre inneholdende 18 karbonatomer og minst en karbon-til-karbon dobbeltbinding, i en mengde på fra 0,2 til 200 deler pr. million deler av det vandige system.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som lineær karboksylsyre anvendes en blanding av lineære karboksylsyrer inneholdende 18 karbonatomer og minst en karbon-til-karbon dobbeltbinding.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som lineær karboksylsyre anvendes en blanding av syrer avledet fra tallolje.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1# karakterisert ved at det som lineær karboksylsyre anvendes en blanding av syrer avledet fra linolje.

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som lineær karboksylsyre anvendes en blanding av syrer avledet fra soyaolje.

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som lineær karboksylsyre anvendes en blanding av syrer avledet fra bomullsfrøolje.

7. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som lineær karboksylsyre anvendes en blanding av syrer avledet fra maisolje.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som lineær karboksylsyre anvendes en blanding av syrer avledet fra jordnøttolje.

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som N,N-dimetylamid anvendes N,N-dimetyloljesyreamid.

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som N,N-dimetylamid anvendes N,N-dimetyllinolsyreamid.

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved atdet som N,N-dimetylamid anvendes N,N-dimetyllinolensyreamid.

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det som N,N-dimetylamid anvendes N,N-dimetylricinusoljesyreamid.