RU2565173C2 - Уменьшение алюмосиликатных отложений в процессе байера - Google Patents
Уменьшение алюмосиликатных отложений в процессе байера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2565173C2 RU2565173C2 RU2012109212/05A RU2012109212A RU2565173C2 RU 2565173 C2 RU2565173 C2 RU 2565173C2 RU 2012109212/05 A RU2012109212/05 A RU 2012109212/05A RU 2012109212 A RU2012109212 A RU 2012109212A RU 2565173 C2 RU2565173 C2 RU 2565173C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- silane
- amine
- molecule
- alkyl
- group
- Prior art date
Links
- 238000004131 Bayer process Methods 0.000 title claims abstract description 34
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 9
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims abstract description 46
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 125000004169 (C1-C6) alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 10
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 59
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 56
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims description 34
- -1 meta-xylenediamine Chemical compound 0.000 claims description 27
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 17
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 11
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 3-(aminomethyl)-3,5,5-trimethylcyclohexan-1-amine Chemical compound CC1(C)CC(N)CC(C)(CN)C1 RNLHGQLZWXBQNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 7
- SYECJBOWSGTPLU-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diamine Chemical compound CCCCCC(N)N SYECJBOWSGTPLU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- DFPFHJJQYOWNGX-UHFFFAOYSA-N pentadecane-3,3-diamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCC(N)(N)CC DFPFHJJQYOWNGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N Phenyl glycidyl ether Chemical compound C1OC1COC1=CC=CC=C1 FQYUMYWMJTYZTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 claims description 2
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 claims description 2
- DZIHTWJGPDVSGE-UHFFFAOYSA-N 4-[(4-aminocyclohexyl)methyl]cyclohexan-1-amine Chemical compound C1CC(N)CCC1CC1CCC(N)CC1 DZIHTWJGPDVSGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- SSJXIUAHEKJCMH-UHFFFAOYSA-N cyclohexane-1,2-diamine Chemical compound NC1CCCCC1N SSJXIUAHEKJCMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 2
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 44
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 13
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 12
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 9
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 6
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 6
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 4
- PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N cyclohexylamine Chemical compound NC1CCCCC1 PAFZNILMFXTMIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910052665 sodalite Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000004400 (C1-C12) alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N (z)-octadec-9-en-1-amine Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCN QGLWBTPVKHMVHM-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 3
- BBBUAWSVILPJLL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-ethylhexoxymethyl)oxirane Chemical group CCCCC(CC)COCC1CO1 BBBUAWSVILPJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 3
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 3
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KGRVJHAUYBGFFP-UHFFFAOYSA-N 2,2'-Methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C)=CC(CC=2C(=C(C=C(C)C=2)C(C)(C)C)O)=C1O KGRVJHAUYBGFFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- XZAHJRZBUWYCBM-UHFFFAOYSA-N [1-(aminomethyl)cyclohexyl]methanamine Chemical compound NCC1(CN)CCCCC1 XZAHJRZBUWYCBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GKXVJHDEWHKBFH-UHFFFAOYSA-N [2-(aminomethyl)phenyl]methanamine Chemical compound NCC1=CC=CC=C1CN GKXVJHDEWHKBFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 2
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 2
- JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N dodecylamine Chemical compound CCCCCCCCCCCCN JRBPAEWTRLWTQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylenedisulfotetramine Chemical compound C1N(S2(=O)=O)CN3S(=O)(=O)N1CN2C3 AGGKEGLBGGJEBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- WNISWKAEAPQCJQ-UHFFFAOYSA-N 2-[(2-nonylphenoxy)methyl]oxirane Chemical class CCCCCCCCCC1=CC=CC=C1OCC1OC1 WNISWKAEAPQCJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AVKQYWUBGXNBCW-UHFFFAOYSA-N 2-[(4-nonylphenoxy)methyl]oxirane Chemical compound C1=CC(CCCCCCCCC)=CC=C1OCC1OC1 AVKQYWUBGXNBCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N Diethylenetriamine Chemical compound NCCNCCN RPNUMPOLZDHAAY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910052663 cancrinite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 229910001679 gibbsite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 1
- 229920000578 graft copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001261 isocyanato group Chemical group *N=C=O 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N n'-(3-trimethoxysilylpropyl)ethane-1,2-diamine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNCCN PHQOGHDTIVQXHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 150000003141 primary amines Chemical group 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000012925 reference material Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000002455 scale inhibitor Substances 0.000 description 1
- 150000003335 secondary amines Chemical group 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 235000019795 sodium metasilicate Nutrition 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 150000004684 trihydrates Chemical class 0.000 description 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
- C02F5/105—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances combined with inorganic substances
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F7/00—Compounds of aluminium
- C01F7/02—Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
- C01F7/46—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates
- C01F7/47—Purification of aluminium oxide, aluminium hydroxide or aluminates of aluminates, e.g. removal of compounds of Si, Fe, Ga or of organic compounds from Bayer process liquors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B21/00—Obtaining aluminium
- C22B21/0015—Obtaining aluminium by wet processes
Abstract
Изобретение относится к химической промышленности. Способ включает введение в поток процесса Байера ингибирующего алюмосиликатное отложение количества малой молекулы, содержащей по меньшей мере одну группу Si(OR)n, где R представляет собой Н, C1-C12 алкил, арил, Na, К, Li или NH4, а n=1, 2 или 3; или по меньшей мере одну группу SiMJR, где группы М, J и R каждая независимо выбрана из списка, состоящего из C1-С6 алкилокси, водорода, гидроксида или C1-C6 алкильной групп. Изобретение позволяет уменьшить образование отложений продукта обескремнивания в оборудовании процесса Байера, что приводит к повышению объемной скорости жидкости и увеличению срока, в течение которого оборудование для процесса Байера может находиться в эксплуатации, а также к уменьшению потребности в дорогостоящих и опасных операциях промывки кислотой оборудования процесса Байера. Изобретение обеспечивает значительное снижение общих эксплуатационных затрат в процессе Байера. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к композициям и способам применения указанных композиций для обработки отложений в различных промышленных технологических потоках, в частности к некоторым малым молекулам на основе силана, которые, как было обнаружено, особенно эффективны обработки алюмосиликатных отложений, образующихся в технологическом потоке в процессе Байера.
Как описано, в числе прочего, в Патенте США №6814873, содержание которого полностью включено в настоящую заявку посредством ссылки, процесс Байера-применяют для производства оксида алюминия из бокситовой руды. В ходе этого процесса для экстракции растворимых частиц оксида алюминия из боксита используют щелочной раствор. После растворения частиц оксида алюминия из боксита и удаления нерастворимой пустой породы их технологического потока растворимый оксид алюминия осаждают в виде твердого тригидрата оксида алюминия. Оставшийся щелочной раствор, известный как «раствор» и/или «отработанный раствор» затем возвращают на более ранние стадии процесса и применяют для обработки новой порции боксита. Таким образом создают систему циркуляции жидкости. В целях настоящего изобретения настоящее описание определяет термин «раствор». Рециркуляция раствора в системе циркуляции жидкости однако имеет свои сложности.
Боксит часто содержит оксид кремния в различных формах и количествах. Некоторые формы оксида кремния нереакционноспособны, поэтому они не растворяются и остаются в цикле процесса Байера в виде твердого материала. Другие формы оксида кремния (например, глины) реакционноспособны и растворяются в щелочи при добавлении в растворы процесса Байера, увеличивая таким образом концентрацию оксида кремния в растворе. Поскольку раствор повторно протекает по контуру процесса Байера, концентрация оксида кремния в растворе далее возрастает, достигая наконец той точки, когда оксид кремния реагирует с алюминием и едким натром, образуя нерастворимые частицы алюмосиликата. Твердый алюмосиликат существует по меньшей мере в двух формах, содалит и канкринит. Эти и другие формы алюмосиликата обычно называют, и для целей настоящей заявки обозначают, термином «продукт обескремнивания» или «ПОК».
ПОК может иметь формулу 3(Na2O·Al2O3·2SiO2·0-2 Н2О)·2NaX, где Х представляет собой ОН-, Cl-,
,
. Поскольку ПОК имеет обратную растворимость (выпадение осадка увеличивается при более высоких температурах) и способен осаждаться в виде мелких чешуек твердых нерастворимых кристаллических твердых веществ, его накопление в оборудовании процесса Байера представляет собой проблему. По мере того как ПОК в процессе Байера накапливается в трубах, резервуарах, теплообменном оборудовании, и другом оборудовании, применяемом в процессе, это вызывает сужение сечения и создает препятствия для протекания потока, и может неблагоприятно сказываться на значении объемной скорости протекания раствора. Кроме того, по причине его теплопроводящих свойств, отложения ПОК на теплообменных поверхностях уменьшают эффективность теплообменников.
Для уменьшения указанных неблагоприятных воздействий обычно используют режим удаления отложений, при котором участвующее в процессе оборудование отключают от линии, и отложения подвергают физической или химической обработке и удаляют. Применение такого режима приводит к значительным и регулярным периодам простоя важного оборудования. Кроме того, как часть процесса удаления отложений часто применяют опасные концентрированные кислоты, такие как серная кислота, и это представляет собой нежелательную угрозу безопасности.
Другой способ, при помощи которого в ходе процесса Байера контролируют увеличение концентрации оксида кремния в растворе, представляет собой целенаправленное осаждение ПОК в виде свободных кристаллов, а не в виде отложений. Обычно стадию «обескремнивания» в процессе Байера применяют для уменьшения концентрации оксида кремния в растворе путем осаждения оксида кремния в виде ПОК, в форме свободного осадка. Хотя такой процесс обескремнивания уменьшает суммарную концентрацию оксида кремния в растворе, полное удаление всего оксида кремния из раствора практически не осуществимо, и изменение условий процесса в различных частях контура (например, в теплообменниках) может вызвать изменения в растворимости ПОК, что приведет к его последующему осаждению в виде отложений.
Предыдущие попытки контроля и/или уменьшения отложений ПОК в процессе Байера включали введение полимерных материалов, содержащих три алкилоксигруппы, связанные с одним атомом кремния, как описано в Патенте США №6814873 В2, опубликованных заявках на патенты США №№2004/0162406 А1, 2004/0011744 A1, 2005/0010008 A2, публикации международной заявки WO 2008/045677 A1, и публикации статьи Max НТ™ Sodalite Scale Inhibitor: Plant Experience and Impact on the Process, by Donald Spitzer et al., Pages 57-62, Light Metals 2008. (2008), все содержание которых полностью включено в настоящую заявку посредством ссылок.
Производство и применение таких триалкоксисилановых привитых полимеров, однако может быть причиной нежелательных величин вязкости, что делает затруднительными обращение с полимером и диспергирование полимера в растворе процесса Байера. Другие предшествующие попытки воздействовать на наросты вещества, ухудшающего качество, описаны в Патентах США №№5650072 и 5314626, содержание которых полностью включено в настоящую заявку посредством ссылок.
Следовательно, хотя операторам процесса Байера доступен широкий диапазон способов регулирования и контроля образования отложений ПОК, существует явная потребность и полезность в усовершенствовании способа предотвращения или уменьшения образования отложений ПОК в оборудовании процесса Байера. Уровень техники, описанный в настоящем разделе, не означает того, что любой патент, публикация или другая информация, на которую ссылаются в настоящей заявке, представляет собой «прототип» по отношению к настоящему изобретению, если это не указано конкретно. Кроме того, настоящий раздел не следует рассматривать в том смысле, что был проведен поиск или что отсутствует другая существенная информация, как определено в 37 C.F.R. § 1.56(a).
Краткое описание изобретения
По меньшей мере один вариант реализации изобретения относится к способу уменьшения кремнийсодержащих отложений в процессе Байера, который включает стадию введения в Байеровский раствор ингибирующего алюмосиликатные отложения количества продуктов взаимодействия амин-содержащей молекулы и молекулы, реагирующей с амином, содержащей по меньшей мере одну реагирующую с амином группу на молекулу и по меньшей мере одну группу -Si(OR)n на молекулу, где n=1, 2 или 3, a R представляет собой Н, С1-С12алкил, арил, Na, К, Li или NH4; или по меньшей мере одну группу SiMJR, где группы М, J и R каждая независимо выбрана из списка, состоящего из C1-С6алкилокси, водорода, гидроксида или C1-С6 алкильной групп; или смесь указанных продуктов взаимодействия.
Другой вариант реализации относится к способу уменьшения кремнийсодержащих отложений в процессе Байера, включающему стадию введения в Байеровский раствор эффективного количества продукта взаимодействия между: 1) амин-содержащей малой молекулой и 2) малой молекулой, реагирующей с амином, содержащей по меньшей мере одну реагирующую с амином группу на молекулу и по меньшей мере одну группу -Si(OR)n на молекулу, где n=1, 2 или 3, a R представляет собой Н, C1-С12алкил, арил, Na, К, Li или NH4; или по меньшей мере одну группу SiMJR, где группы М, J и R каждая независимо выбрана из списка, состоящего из С1-С6алкилокси, водорода, гидроксида или C1-С6 алкильной групп; или смесь указанных продуктов взаимодействия, и 3) неполимерным реагирующим с амином гидрофобным углеводородом.
Подробное описание изобретения
В настоящем описании используют термины, которые определены следующим образом:
«Полимер» обозначает химическое соединение, содержащее по существу повторяющиеся структурные единицы, каждая из которых состоит из двух или нескольких атомов. Хотя многие полимеры имеют молекулярные массы более 500, некоторые полимеры, такие как полиэтилен, могут иметь молекулярные массы менее 500. Полимеры включают сополимеры и гомополимеры.
«Малая молекула» обозначает химическое соединение, состоящее, по существу, из не повторяющихся структурных единиц. Поскольку олигомер (более 10 повторяющихся единиц) и полимер по существу состоят из повторяющихся структурных единиц, они не являются малыми молекулами. Малые молекулы могут иметь молекулярные массы больше или меньше 500. Термины «малая молекула» и «полимер» являются взаимно исключающими.
«Вещество, ухудшающее качество» обозначает отложение вещества, накапливающееся в оборудовании в процессе производства и/или химической переработки, которое может быть нежелательным и может влиять на стоимость и/или эффективность процесса. ПОК представляет собой разновидность вещества, ухудшающего качество.
«Амин» представляет собой молекулу, содержащую один или несколько атомов азота, и имеющую по меньшей мере одну вторичную аминную группу или первичную аминную группу. Согласно приведенному определению, все моноамины, такие как додециламин, диамины, такие как гександиамин, и триамины, такие как диэтилентриамин, являются аминами.
«ГПС» представляет собой 3-глицидоксипропилтриметоксисилан.
«Алкилокси» обозначает наличие структуры ОХ, где Х представляет собой углеводород, а О представляет собой кислород. Указанный термин можно использовать взаимозаменяемо с термином «алкокси». Обычно в настоящей заявке кислород связан одновременно с группой Х и с атомом кремния в малой молекуле. Если Х представляет собой C1, алкилоксигруппа состоит из метильной группы, связанной с атомом кислорода. Если Х представляет собой С2, алкилоксигруппа состоит из этильной группы, связанной с атомом кислорода. Если Х представляет собой С3, алкилоксигруппа состоит из пропильной группы, связанной с атомом кислорода. Если Х представляет собой C4, алкилоксигруппа состоит из бутильной группы, связанной с атомом кислорода. Если Х представляет собой С5, алкилоксигруппа состоит из пентильной группы, связанной с атомом кислорода. Если Х представляет собой С6, алкилоксигруппа состоит из гексильной группы, связанной с атомом кислорода.
«Моноалкилокси» означает, что к атому кремния присоединена одна алкилоксигруппа.
«Диалкилокси» означает, что к атому кремния присоединены две алкилоксигруппы.
«Триалкилокси» означает, что к атому кремния присоединены три алкилоксигруппы.
«Синтетический раствор» или «синтетический оборотный раствор» представляет собой созданную в лаборатории жидкость, применяемую для проведения экспериментов, состав которой, в отношении оксида алюминия, натрия и щелочи, соответствует раствору, получаемому при циркуляции в процессе Байера.
«Байеровский раствор» представляет собой реальный раствор, протекающий в процессе Байера в промышленном оборудовании.
В случае если приведенные выше определения, или определения, приведенные в каком-то другом месте настоящей заявки, не согласуются со значением (явно или неявно), применяемым обычно, в словаре, или приведенном в источнике, включенном в настоящую заявку посредством ссылки, термины настоящей заявки и в частности термины формулы изобретения следует понимать согласно определению, приведенному в настоящей заявке, а не согласно обычному определению, словарному определению или определению, включенному посредством ссылки.
В процессе Байера при производстве оксида алюминия бокситовая руда проходит стадию размола, и оксид алюминия, вместе с некоторыми примесями, включая оксид кремния, растворяют в добавляемом растворе. Затем смесь обычно проходит стадию обескремнивания, на которой оксид кремния преднамеренно осаждают в виде продукта обескремнивания (ПОК) для уменьшения количества оксида кремния в растворе. Суспензия проходит стадию выщелачивания, на которой растворяют весь оставшийся реакционно-способный оксид кремния, благодаря чему вновь увеличивается концентрация оксида кремния в растворе, который может впоследствии образовать больше ПОК при увеличении температуры процесса. Позже раствор отделяют от нерастворенных твердых веществ, и извлекают оксид алюминия путем осаждения в форме гиббсита. Оборотный раствор проходит через теплообменник и обратно на стадию размола и таким образом завершает свой цикл. Отложения ПОК накапливаются в ходе Байер-процесса, но по большей части на стадии выщелачивания, а конкретнее на теплообменнике или вблизи него, в тех местах где оборотный раствор проходит через теплообменник.
Согласно настоящему изобретению, было обнаружено, что добавка различных типов продуктов на основе силанов может уменьшать количество образующихся отложений ПОК.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации настоящего изобретения, эффективную концентрацию низкомолекулярного продукта на основе силана вводят в некоторый момент или стадию в циркулирующий раствор процесса Байера, что минимизирует или предотвращает накопление ПОК в сосудах или оборудовании, по которым циркулирует раствор.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации настоящего изобретения, малая молекула содержит продукт взаимодействия между амином и по меньшей мере одним реагирующим с амином силаном, при этом атом кремния в силане может нести заместители моноалкилокси, диалкилокси, триалкилокси или тригидрокси.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации малая молекула представляет собой продукт взаимодействия между амин-содержащей малой молекулой и молекулой, реагирующей с амином, содержащей по меньшей мере одну реагирующую с амином группу на молекулу и по меньшей мере одну группу - Si(OR)n на молекулу, где n=1, 2 или 3, a R=H, C1-C12 алкил, арил, Na, К, Li или NH4, или смесь указанных продуктов взаимодействия.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации настоящего изобретения, молекула амина выбрана из линейных или разветвленных, алифатических или циклоалифатических моноаминов или диаминов. Суммарное число атомов углерода в амине предпочтительно менее 30, и более предпочтительно менее 20. По меньшей мере в одном из вариантов реализации амин выбран из списка, состоящего из: изофорондиамина, ксилилендиамина, бис(аминометил)циклогексана, гександиамина, С,С,С-триметилгександиамина, метилен-бис(аминоциклогексана), насыщенных жирных аминов, ненасыщенных жирных аминов, таких как олеиламин и соевый амин, N-жирного-1,3-пропандиамина, такого как кокоалкилпропандиамин, олеилпропандиамин, додецилпропандиамин, гидрогенизированный таллоуалкилпропандиамин и таллоуалкилпропандиамин, и любой комбинации указанных аминов.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации, особенно эффективная малая молекула содержит продукт взаимодействия малой молекулы амина с 3-глицидоксипропилтриалкоксисиланом(ГПС).
По меньшей мере в одном из вариантов реализации вводимая малая молекула представляет собой TG14. В настоящей заявке TG14 определяют как малую молекулу, имеющую структуру:
где группы М, J и R каждая независимо выбраны из списка, состоящего из групп C1-С6 алкилокси, водорода, гидроксида или C1-С6 алкила. Каждая из групп М, J и R может отличаться или совпадать с некоторыми или всеми прочими группами. Одним из вариантов TG14 является TG14-R, описанный в Патенте США №6867318. В TG14-R группы М, J и R представляют собой одинаковые C1-С6 алкилоксигруппы.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации малая молекула представляет собой моноалкилокси TG14. По меньшей мере в одном из вариантов реализации малая молекула представляет собой диалкилокси TG14. По меньшей мере в одном из вариантов реализации малая молекула представляет собой триалкилокси TG14. По меньшей мере в одном из вариантов реализации малая молекула представляет собой тригидрокси TG14.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации вводимая малая молекула представляет собой DG12. DG12 представляет собой додециламин с одной или несколькими силановыми группами, несущими одну, две или три алкилоксигруппы при каждой силановой группе. В настоящей заявке DG12 определяют как малую молекулу, имеющую структуру:
где группы М, J и R каждая независимо выбраны из списка, состоящего из групп C1-С6 алкилокси, водорода, гидроксида или C1-С6 алкила. Каждая из групп М, J и R может отличаться или совпадать с некоторыми или всеми прочими группами. Одним из вариантов DG12 является DG12-R, представляющий собой триалкилокси малую молекулу.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации малая молекула представляет собой моноалкилокси DG12. По меньшей мере в одном из вариантов реализации малая молекула представляет собой диалкилокси DG12. По меньшей мере в одном из вариантов реализации малая молекула представляет собой триалкилокси DG12. По меньшей мере в одном из вариантов реализации малая молекула представляет собой тригидрокси DG12.
Малую молекулу можно также выбирать из списка, состоящего из аддукта моно, ди, три или тетрамина - силана с эпоксидной функциональной группой, аддукта моно, ди, три или тетрамина - силана с изоцианатной функциональной группой, TG14, DG12, любого продукта взаимодействия между низкомолекулярным амином и силаном с реагирующей с амином функциональной группой, и любой комбинации указанных соединений.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации малая молекула представляет собой продукт взаимодействия между 1) амин-содержащей малой молекулой, 2) реагирующей с амином малой молекулой, содержащей одну реагирующую с амином группу на молекулу и по меньшей мере одну группу - Si(OR)n на молекулу, где n=1,2 или 3, a R=H, C1-C12 алкил, арил, Na, К, Li или NH4, или смесь указанных продуктов взаимодействия, совместно с 3) реагирующей с амином гидрофобной молекулой.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации, аминная малая молекула взаимодействует с 3-глицидоксипропилтриалкоксисиланом (ГПС) и гидрофобной молекулой, с образованием композиции, ингибирующей ПОК. Гидрофобная молекула представляет собой реагирующее с амином соединение, содержащее реагирующую с амином функциональную группу, такую как глицидил, хлор, бром или изоцианато группы. Кроме реагирующей с амином группы, гидрофобная молекула содержит по меньшей мере одну С3-С22 гидрофобную углеродную цепь, ароматическую или алифатическую, линейную или разветвленную. Особенно эффективной гидрофобной молекулой является 2-этилгексилглицидиловый простой эфир (Е), структура которого показана ниже:
Другими типичными гидрофобными молекулами являются нонилфенолглицидиловые простые эфиры, которые описаны в Международной заявке на патент WO 08045677 A1.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации, аминная молекула выбрана из линейных или разветвленных, алифатических или циклоалифатических моноаминов или диаминов. Суммарное число атомов углерода в амине предпочтительно менее 30, и более предпочтительно менее 20.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации амин выбран из списка, состоящего из: изофорондиамина, ксилилендиамина, бис(аминометил)циклогексана, гександиамина, С,С,С-триметилгександиамина, метилен-бис(аминоциклогексана), насыщенных жирных аминов, ненасыщенных жирных аминов, таких как олеиламин и соевый амин, Н-жирного-1,3-пропандиамина, такого как кокоалкилпропандиамин, олеилпропандиамин, додецилпропандиамин, гидрогенизированный таллоуалкилпропандиамин и таллоуалкилпропандиамин, и любой комбинации указанных аминов.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации амин представляет собой изофорондиамин (А), структура которого:
При взаимодействии изофорондиамина с 3-глицидоксипропилтриалкоксисиланом и 2-этилгексилглицидиловым простым эфиром в мольном соотношении 1:1:1, полученная ингибирующая композиция в основном состоит из молекулы, которая имеет скелет изофорондиамина с одним звеном силана и с одним гидрофобным звеном.
Две типичные структуры таких амин-силан-гидрофобных аддуктов показаны ниже, где молекулы, содержащие амин, представляют собой гександиамин и изофорондиамин соответственно, и где группы М, J и R каждая независимо выбраны из списка, состоящего из C1-С6 алкилокси, водорода, гидроксида или C1-С6 алкильной групп.
По меньшей мере в одном из вариантов реализации, способ уменьшения кремнийсодержащих отложений в процессе Байера включает стадию введения в Байеровский раствор ингибирующего количества композиции, причем указанная композиция содержит продукт взаимодействия, полученный при взаимодействии:
амин-содержащей малой молекулы, содержащей по меньшей мере одну группу -Si(OR)n на молекулу, где n=1, 2 или 3, a R=Н, С1-С12 алкил, арил, Na, К, Li или NH4, и
реагирующей с амином гидрофобной молекулы с молекулярной массой менее 500 Дальтон. Амин-содержащая малая молекула может представлять собой любую из следующих молекул или их комбинацию:
аминоэтиламинопропилтриалкоксисилан, аминоэтиламинопропилдиалкоксисилан, и аминоэтиламинопропилмоноалкоксисилан. Реагирующая с амином малая молекула может быть выбрана из группы, состоящей из С3-С22 глицидилового простого эфира, С3-С22 изоцианата, С3-С22 хлорида, С3-С22 бромида, С3-С22 йодида, С3-С22 эфира серной кислоты, С3-С22 фенолглицидилового простого эфира, и любой комбинации указанных соединений.
Указанные малые молекулы на основе силанов уменьшают количество образующихся отложений ПОК, и таким образом предотвращают накопление ПОК в оборудовании процесса Байера.
Эффективность указанных малых молекул была неожиданной, поскольку на известном уровне техники утверждалось, что эффективны только полимеры с высокой молекулярной массой. Предполагали, что эффективность полимеров зависит от их гидрофобной природы и их размера. Это подтверждал тот факт, что сшитые полимеры даже более эффективны, чем одноцепочечные полимеры. В результате полагали, что малые молекулы служат только строительными блоками для указанных полимеров и не эффективны сами по себе. (WO 2008/045677 [0030]). Кроме того, в научной литературе утверждали, что «малые молекулы, содержащие»… «структуру Si-О3, не эффективны для предотвращения содалитовых отложений», поскольку… «объемные группы»… «обязательтны для предотвращения включения молекулы в растущий содалит». Стр. 57¶ 9 Light Metals 2008. (2008). Однако в действительности недавно было обнаружено, как описано в приведенных далее примерах, что малые молекулы, такие как малые молекулы согласно настоящему описанию, действительно эффективны для уменьшения отложений ПОК.
Полагают, что существует по меньшей мере три преимущества применения ингибитора на основе малой молекулы по сравнению с полимерным ингибитором с многочисленными повторяющимися звеньями силана и гидрофобных соединений. Первым преимуществом является меньшая молекулярная масса продукта, что означает большее число активных ингибирующих фрагментов, способных окружить центры кристаллизации ПОК на стадии образования ПОК. Вторым преимуществом является то, что более низкая молекулярная масса обеспечивает повышенную скорость диффузии ингибитора, что, в свою очередь, способствует быстрому прикреплению молекул ингибитора к центрам кристаллизации ПОК. Третьим преимуществом является то, что более низкая молекулярная масса позволяет избежать высокой вязкости продукта, что делает обращение и введение в поток процесса Байера более легким и эффективным.
ПРИМЕРЫ
Следующие примеры представлены для описания вариантов реализации и применений настоящего изобретения и не предназначены ограничивать изобретение, если в формуле изобретения не указано иное.
Пример 1
Для серии экспериментов по обескремниванию применяли полипропиленовые бутыли и ротационную водяную баню с контролируемой температурой в изотермических условиях. Синтетический оборотный Байеровский раствор готовили в день эксперимента или за день до эксперимента. Обычный состав применяемого синтетического раствора был следующим:
Оксид алюминия (А): 84,62 г/л в виде Al2O3;
Каустический раствор (С): 238,42 г/л в виде Na2CO3;
Отношение А к С: 0,355.
Ряд испытаний проводили, добавляя определенную дозу TG14 и DG12 в бутыли, содержащие синтетический оборотный Байеровский раствор (150-200 мл). Синтетический раствор нагревали на водяной бане и при достижении желаемой температуры (95°С) добавляли раствор метасиликата натрия. (Добавляли количество, рассчитанное для получения исходной концентрации SiO2 0,05 М). Полученные растворы нагревали и выдерживали при 95°С в течение испытания (4 часа). Конечные растворы фильтровали через мембрану 0,45 мкм для выделения твердых веществ, которые промывали горячей деионизированной водой и высушивали на воздухе. В Таблице 1 показан процент осажденной массы ПОК по сравнению с контрольным испытанием без введения добавок.
Таблица 1 | ||
Процент массы ПОК, осажденной в испытаниях, по сравнению с массой контрольного образца без добавок | ||
Продукты | Дозировка, м.д. | % осажденной массы ПОК, по ср. с контролем |
Контроль | 0 | 100 |
TG14 | 200 | 34 |
DG12 | 200 | 69 |
Полученные результаты показывают, что TG14 и DG12 уменьшают массу полученного осадка, что указывает на ингибирование образования ПОК.
Пример 2
Проводили ряд дополнительных испытаний таким же образом, как описано в Примере 1, с использованием Байеровского раствора с двух действующих заводов. В настоящем и последующих примерах применяли следующий способ:
В ряд полипропиленовых бутылей, содержащих оборотный раствор с завода (по 200 мл в каждой) добавляли 20 мл образца раствора 117 г/л Na2SiO3·5Н2О (3,0 г/л в виде SiO2). В выбранные бутыли также добавляли определенную дозу отдельного ингибирующего продукта. Для каждой дозы каждого ингибитора использовали бутыли в двух повторениях, также в каждом испытании использовали два повторения контрольных образцов без добавок. Полученные смеси растворов нагревали на ротационной водяной бане, поддерживая постоянную температуру 95°С на протяжении испытания (4 часа), индуцируя таким образом осаждение ПОК. Через 4 часа содержимое каждой бутыли отдельно отфильтровывали, собирая твердое вещество, которое промывали горячей деионизированной водой и высушивали на воздухе при комнатной температуре в течение ночи. Эффективность добавок определяли, сравнивая массу твердого вещества, полученного из образцов с добавлением ингибитора, с массой контрольных образцов (без добавок).
В Таблице 2 показаны результаты отдельных испытаний с использованием ингибирующих молекул, полученных при взаимодействии малой молекулы амина с реагирующим с амином силаном, 3-глицидоксипропилтриалклксисиланом (ГПС). Результаты ингибирования показаны в виде массы осажденного ПОК из обработанных образцов в процентном отношении к массе осажденного ПОК из необработанных контрольных образцов. Для расчета процента осаждения использовали средние значения из двух повторений для всех обработок.
Отдельные амины, применявшиеся для получения различных реагентов, и номенклатура, применяемая для идентификации аминов, были следующими:
А = изофорондиамин
Т = С,С,С-триметилгександиамин
S = соевый амин
О = олеиламин
Отношение, указанное в Таблице 2, показывает мольное отношение амина к ГПС (в виде амин: ГПС), применяемое в реакции получения активных низкомолекулярных продуктов. Изменения мольного отношения, как наблюдалось, приводили к образованию продуктов, проявляющих различные ингибирующие свойства.
Таблица 2 | |||||
Ингибирование ПОК низкомолекулярными аддуктами взаимодействия амин/силан | |||||
Амин | Реагирующий с амином силан | Гидрофобное соединение | Отношение | Дозировка продукта (ppm) | % осажденного ПОК по ср. с контролем без добавки |
А | ГПС | - | 1:4 | 25 | 86 |
Т | ГПС | - | 1:4 | 50 | 95 |
S | ГПС | - | 1:2 | 40 | 72 |
O | ГПС | - | 1:2 | 40 | 73 |
Во всех случаях показано, что введение продукта взаимодействия амина и ГПС приводит к более низкой массе осажденного ПОК по сравнению с массой необработанных образцов. Это указывает на ингибирование осаждения ПОК при введении указанных реагентов в Байеровский раствор.
Пример 3
Аналогичные испытания проводили для оценки эффекта реагентов, содержащих продукты взаимодействия 1) малой молекулы амина, 2) реагирующего с амином силана и 3) реагирующего с амином гидрофобного соединения. Применяли тот же способ, который описан в Примере 2, реагенты для получения активных компонентов перечислены в Таблице 3, вместе с активностями, измеренными как процент осажденного ПОК по сравнению с контрольным образцом без введения добавки.
И снова во всех случаях осаждение ПОК уменьшалось при введении продуктов реакции, определенных выше, что показывало достижение ингибирования осаждения ПОК путем применения соответствующих малых молекул в Байеровском растворе.
В Таблице 3 использовали ту же номенклатуру, что и в Таблице 2, со следующими дополнениями:
ED=N-[3-(триметоксисилил)пропил]этилендиамин
Р=4-нонилфенолглицидиловый простой эфир
Е=2-этилгексилглицидиловый простой эфир
Н=1,6-гександиамин
Таблица 3 | |||||
Ингибирование ПОК низкомолекулярными аддуктами взаимодействия амин/силан/гидрофобное соединение | |||||
Амин | Реагирующий с амином силан | Гидрофобное соединение | Отношение | Дозировка продукта (ppm) | % осажденного ПОК по ср. с контролем |
А | ГПС | Р | 1:3:1 | 40 | 75 |
А | ГПС | Е | 1:2:2 | 40 | 96 |
А | ГПС | Е | 1:2:1 | 40 | 63 |
А | ГПС | Е | 1:1:1 | 50 | 18 |
А | ГПС | Е | 1:1:1 | 20 | 67 |
ED | - | Е | 1:0:1 | 80 | 44 |
А | ГПС | Е | 1:1:0,5 | 20 | 57 |
Т | ГПС | Е | 1:1:1 | 6 | 2 |
Н | ГПС | Е | 1:1:0,3 | 9 | 7 |
Хотя настоящее изобретение может быть реализовано во множестве различных форм, показаны на рисунках и подробно описаны в настоящей заявке конкретные предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения. Настоящее описание представляет собой пример принципов настоящего изобретения и не предназначено ограничивать настоящее изобретение конкретными иллюстративными вариантами реализации. Все патенты, заявки на патенты, научные статьи, и другие ссылочные материалы, упомянутые в настоящей заявке, полностью включены в настоящую заявку посредством ссылок. Кроме того, настоящее изобретение включает любые возможные комбинации некоторых или всех вариантов реализации, описанных в настоящей заявке и включенных в настоящую заявку.
Приведенное выше описание рассматривается как иллюстративное, а не как исчерпывающее. Настоящее описание будет допускать многие варианты и альтернативы, понятные среднему специалисту в данной области техники. Все указанные варианты и альтернативы должны рассматриваться как входящие в объем формулы изобретения, при этом термин «содержащий» означает «включающий, без ограничения». Специалист, хорошо знакомый с данной областью техники, может распознать другие эквиваленты конкретным вариантам реализации согласно настоящему описанию, причем указанные эквиваленты также следует рассматривать как входящие в формулу изобретения.
Все диапазоны и параметры, приведенные в настоящем описании, следует понимать как включающие любой и все поддиапазоны, допускаемые и включаемые указанным диапазоном, и каждое число между конечными точками. Например, указанный диапазон «от 1 до 10» следует рассматривать как включающий любой и все поддиапазоны между (и включая) минимальным значением 1 и максимальным значением 10; то есть, все поддиапазоны, начинающиеся с минимальной величины 1 или более (например, от 1 до 6,1), и заканчивая максимальным значением 10 или менее (например, от 2,3 до 9,4, от 3 до 8, от 4 до 7), и наконец каждое число 1, 2, 3,4, 5, 6, 7, 8, 9 и 10, входящее в диапазон.
Это завершает описание предпочтительных и альтернативных вариантов реализации настоящего изобретения. Специалист в данной области техники может распознать другие эквиваленты конкретных вариантов реализации согласно настоящему описанию, причем указанные эквиваленты следует рассматривать как входящие в прилагаемую формулу изобретения.
Claims (10)
1. Способ уменьшения содержащих алюмосиликат отложений в процессе Байера, включающий стадии:
введения в поток процесса Байера ингибирующего алюмосиликатное отложение количества малой молекулы, содержащей
по меньшей мере одну группу Si(OR)n, где R представляет собой Н, C1-C12алкил, арил, Na, К, Li или NH4, а n=1, 2 или 3; или
по меньшей мере одну группу SiMJR, где группы М, J и R каждая независимо выбрана из списка, состоящего из C1-С6алкилокси, водорода, гидроксида или C1-C6 алкильной групп.
введения в поток процесса Байера ингибирующего алюмосиликатное отложение количества малой молекулы, содержащей
по меньшей мере одну группу Si(OR)n, где R представляет собой Н, C1-C12алкил, арил, Na, К, Li или NH4, а n=1, 2 или 3; или
по меньшей мере одну группу SiMJR, где группы М, J и R каждая независимо выбрана из списка, состоящего из C1-С6алкилокси, водорода, гидроксида или C1-C6 алкильной групп.
4. Способ уменьшения кремнийсодержащих отложений в процессе Байера, включающий стадию:
введения в Байеровский раствор эффективного количества продукта взаимодействия между амин-содержащей малой молекулой и реагирующей с амином молекулой, содержащей по меньшей мере одну реагирующую с амином группу на молекулу и
по меньшей мере одну группу - Si(OR)n на молекулу, где n=1, 2 или 3, a R представляет собой Н, C1-C12алкил, арил, Na, К, Li или NH4; или
по меньшей мере одну группу SiMJR на молекулу, где группы М, J и R каждая независимо выбрана из списка, состоящего из C1-С6алкилокси, водорода, гидроксида или C1-С6 алкильной групп;
или смесь указанных продуктов взаимодействия.
введения в Байеровский раствор эффективного количества продукта взаимодействия между амин-содержащей малой молекулой и реагирующей с амином молекулой, содержащей по меньшей мере одну реагирующую с амином группу на молекулу и
по меньшей мере одну группу - Si(OR)n на молекулу, где n=1, 2 или 3, a R представляет собой Н, C1-C12алкил, арил, Na, К, Li или NH4; или
по меньшей мере одну группу SiMJR на молекулу, где группы М, J и R каждая независимо выбрана из списка, состоящего из C1-С6алкилокси, водорода, гидроксида или C1-С6 алкильной групп;
или смесь указанных продуктов взаимодействия.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указанная амин-содержащая молекула выбрана из группы, состоящей из: изофорондиамина, С,С,С-триметилгександиамина, гександиамина, мета-ксилендиамина, 4,4′-метиленбисциклогексиламина, 1,2-диаминоциклогексана, насыщенных жирных аминов, ненасыщенных жирных аминов, N-жирного-1,3-пропандиамина, такого как кокоалкилпропандиамин, олеилпропандиамин, додецилпропандиамин, гидрогенизированный таллоуалкилпропандиамин и таллоуалкилпропандиамин, и любой их комбинации.
6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указанная реагирующая с амином молекула выбрана из списка, включающего 3-глицидоксипропил(триалкокси)силан, 3-глицидоксипропил(алкил)(диалкокси)силан, 3-глицидоксипропил(диалкил) (моноалкокси)силан, 3-изоцианатопропил(триалкокси)силан, 3-изоцианатопропил(алкил) (диалкокси)силан, 3-изоцианатопропил(диалкил)(моноалкокси)силан, 3-хлорпропил(триалкокси)силан, 3-хлорпропил(алкил)(диалкокси)силан и 3-хлорпропил(диалкил)(моноалкокси)силан.
7. Способ уменьшения кремнийсодержащих отложений в процессе Байера, включающий стадию
введения в Байеровский раствор ингибирующего отложения количества композиции, причем указанная композиция содержит продукт реакции, полученный при взаимодействии:
амин-содержащей малой молекулы, и
реагирующей с амином малой молекулы, содержащей по меньшей мере одну реагирующую с амином группу на молекулу и
по меньшей мере одну группу -Si(OR)n на молекулу, где n=1, 2 или 3, a R представляет собой Н, С1-С12алкил, арил, Na, К, Li или NH4; или
по меньшей мере одну группу SiMJR на молекулу, где группы М, J и R каждая независимо выбрана из списка, состоящего из C1-С6алкилокси, водорода, гидроксида или C1-С6 алкильной групп;
и
реагирующей с амином гидрофобной молекулы с молекулярной массой менее 500 Дальтон.
введения в Байеровский раствор ингибирующего отложения количества композиции, причем указанная композиция содержит продукт реакции, полученный при взаимодействии:
амин-содержащей малой молекулы, и
реагирующей с амином малой молекулы, содержащей по меньшей мере одну реагирующую с амином группу на молекулу и
по меньшей мере одну группу -Si(OR)n на молекулу, где n=1, 2 или 3, a R представляет собой Н, С1-С12алкил, арил, Na, К, Li или NH4; или
по меньшей мере одну группу SiMJR на молекулу, где группы М, J и R каждая независимо выбрана из списка, состоящего из C1-С6алкилокси, водорода, гидроксида или C1-С6 алкильной групп;
и
реагирующей с амином гидрофобной молекулы с молекулярной массой менее 500 Дальтон.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что амин-содержащая молекула выбрана из группы, состоящей из: изофорондиамина, С,С,С-триметилгександиамина, гександиамина, мета-ксилендиамина, 4,4′-метиленбисциклогексиламина, 1,2-диаминоциклогексана, насыщенных жирных аминов, ненасыщенных жирных аминов, N-жирного-1,3-пропандиамина, такого как кокоалкилпропандиамин, олеилпропандиамин, додецилпропандиамин, гидрогенизированный таллоуалкилпропандиамин и таллоуалкилпропандиамин, и любой их комбинации.
9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что указанная реагирующая с амином молекула выбрана из списка, включающего 3-глицидоксипропил(триалкокси)силан, 3-глицидоксипропил(алкил)(диалкокси)силан, 3-глицидоксипропил(диалкил) (моноалкокси)силан, 3-изоцианатопропил(триалкокси)силан, 3-изоцианатопропил(алкил) (диалкокси)силан, 3-изоцианатопропил(диалкил)(моноалкокси)силан, 3-хлорпропил(триалкокси)силан, 3-хлорпропил(алкил)(диалкокси)силан и 3-хлорпропил(диалкил)(моноалкокси)силан.
10. Способ по п. 7, отличающийся тем, что указанная реагирующая с амином гидрофобная малая молекула выбрана из группы, состоящей из С3-С22 глицидилового простого эфира, С3-С22 изоцианата, С3-С22 хлорида, С3-С22 бромида, С3-С22 йодида, С3-С22 сложного эфира серной кислоты, С3-С22 фенолглицидилового простого эфира, и любой комбинации указанных соединений.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US12/567,116 US8545776B2 (en) | 2009-09-25 | 2009-09-25 | Reducing aluminosilicate scale in the Bayer process |
US12/567,116 | 2009-09-25 | ||
PCT/US2010/049555 WO2011037873A2 (en) | 2009-09-25 | 2010-09-21 | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012109212A RU2012109212A (ru) | 2013-10-27 |
RU2565173C2 true RU2565173C2 (ru) | 2015-10-20 |
Family
ID=43780614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012109212/05A RU2565173C2 (ru) | 2009-09-25 | 2010-09-21 | Уменьшение алюмосиликатных отложений в процессе байера |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US8545776B2 (ru) |
CN (1) | CN102574695B (ru) |
AU (1) | AU2010298445B2 (ru) |
BR (1) | BR112012009443B1 (ru) |
IN (1) | IN2012DN03376A (ru) |
RU (1) | RU2565173C2 (ru) |
WO (1) | WO2011037873A2 (ru) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9487408B2 (en) | 2009-09-25 | 2016-11-08 | Nalco Company | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
US9416020B2 (en) | 2009-09-25 | 2016-08-16 | Nalco Company | Surfactant based small molecules for reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
US8889096B2 (en) * | 2009-09-25 | 2014-11-18 | Nalco Company | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
WO2014137528A1 (en) * | 2013-03-08 | 2014-09-12 | Nalco Company | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process feed strategy for dsp inhibitor |
RU2679251C2 (ru) | 2013-12-24 | 2019-02-06 | Сайтек Индастриз Инк. | Способ уменьшения количества твердых отложений в способе байера |
CA2935948C (en) * | 2014-01-09 | 2022-11-15 | Nalco Company | Surfactant based small molecules for reducing aluminosilicate scale in the bayer process |
WO2016064432A1 (en) | 2014-10-21 | 2016-04-28 | Cytec Industries Inc. | Degradation-resistant scale inhibitors |
CN105645610B (zh) * | 2015-12-18 | 2019-01-25 | 内蒙古润嘉节能环保科技有限公司 | 一种循环水缓蚀阻垢剂及其制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6086771A (en) * | 1997-12-12 | 2000-07-11 | Nalco Chemical Company | Water continuous emulsion polymers for improving scale control in the bayer process |
US6814873B2 (en) * | 2002-07-22 | 2004-11-09 | Cytec Technology Corp. | Method of preventing or reducing aluminosilicate scale in a bayer process |
RU2311191C2 (ru) * | 2006-01-30 | 2007-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение по медицинским иммунобиологическим препаратам "Микроген" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Экстракт люцерны и способ его получения |
WO2008045677A1 (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-17 | Cytec Technology Corp | Hydrophobically modified polyamine scale inhibitors |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5118484A (en) | 1990-08-17 | 1992-06-02 | Alcan International Limited | Desilication of bayer process solutions |
US5314626A (en) | 1991-12-23 | 1994-05-24 | Nalco Chemical Company | Method for the alteration of siliceous materials from Bayer process liquids |
US5415782A (en) | 1993-11-22 | 1995-05-16 | Nalco Chemical Company | Method for the alteration of siliceous materials from bayer process liquors |
US5650072A (en) | 1994-04-22 | 1997-07-22 | Nalco/Exxon Energy Chemicals L.P. | Sulfonate and sulfate dispersants for the chemical processing industry |
WO1996000643A1 (en) | 1994-06-28 | 1996-01-11 | Anglian Windows Limited | Formed foamed plastics material |
US5733460A (en) | 1996-04-29 | 1998-03-31 | Cytec Technology Corp. | Use of hydroxamated polymers to alter Bayer Process scale |
US5733459A (en) | 1996-04-29 | 1998-03-31 | Cytec Technology Corp. | Use of hydroxamated polymers to alter bayer process scale |
US6569908B2 (en) | 2000-01-19 | 2003-05-27 | Oji Paper Co., Ltd. | Dispersion of silica particle agglomerates and process for producing the same |
US6808768B2 (en) | 2000-06-26 | 2004-10-26 | Asani Kasei Kabushiki Kaisha | Porous, fine inorganic particles |
DE102004017034A1 (de) | 2004-04-02 | 2005-10-20 | Stockhausen Chem Fab Gmbh | Verwendung von Copolymerisaten zur Verringerung von Ausfällungen und Belägen durch anorganische und organische Verunreinigungen im Bayer Prozess zur Gewinnung von Aluminiumhydroxid |
US7161550B2 (en) | 2004-04-20 | 2007-01-09 | Tdk Corporation | Dual- and quad-ridged horn antenna with improved antenna pattern characteristics |
FR2870535B1 (fr) | 2004-05-18 | 2007-02-16 | Aluminium Pechiney Soc Par Act | Perfectionnement au procede bayer de production de trihydrate d'alumine par attaque alcaline de bauxite, ledit procede comportant une etape de predessilicatation |
US6867318B1 (en) * | 2004-06-30 | 2005-03-15 | Nalco Company | Composition for coating of aluminum |
GB0415227D0 (en) | 2004-07-07 | 2004-08-11 | Accentus Plc | Precipitation of silica in a Bayer process |
US10227238B2 (en) | 2006-04-04 | 2019-03-12 | Ecolab Usa Inc. | Production and use of polysilicate particulate materials |
-
2009
- 2009-09-25 US US12/567,116 patent/US8545776B2/en active Active
-
2010
- 2010-09-21 RU RU2012109212/05A patent/RU2565173C2/ru active
- 2010-09-21 WO PCT/US2010/049555 patent/WO2011037873A2/en active Application Filing
- 2010-09-21 BR BR112012009443-2A patent/BR112012009443B1/pt active IP Right Grant
- 2010-09-21 IN IN3376DEN2012 patent/IN2012DN03376A/en unknown
- 2010-09-21 CN CN201080043229.3A patent/CN102574695B/zh active Active
- 2010-09-21 AU AU2010298445A patent/AU2010298445B2/en not_active Withdrawn - After Issue
-
2013
- 2013-08-27 US US14/011,051 patent/US20130343970A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6086771A (en) * | 1997-12-12 | 2000-07-11 | Nalco Chemical Company | Water continuous emulsion polymers for improving scale control in the bayer process |
US6814873B2 (en) * | 2002-07-22 | 2004-11-09 | Cytec Technology Corp. | Method of preventing or reducing aluminosilicate scale in a bayer process |
RU2311191C2 (ru) * | 2006-01-30 | 2007-11-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение по медицинским иммунобиологическим препаратам "Микроген" Министерства здравоохранения Российской Федерации | Экстракт люцерны и способ его получения |
WO2008045677A1 (en) * | 2006-10-13 | 2008-04-17 | Cytec Technology Corp | Hydrophobically modified polyamine scale inhibitors |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2010298445A1 (en) | 2012-03-15 |
WO2011037873A3 (en) | 2011-09-15 |
US8545776B2 (en) | 2013-10-01 |
WO2011037873A2 (en) | 2011-03-31 |
CN102574695A (zh) | 2012-07-11 |
AU2010298445B2 (en) | 2014-07-10 |
CN102574695B (zh) | 2016-08-03 |
US20130343970A1 (en) | 2013-12-26 |
IN2012DN03376A (ru) | 2015-10-23 |
US20110076209A1 (en) | 2011-03-31 |
BR112012009443A2 (pt) | 2016-06-14 |
BR112012009443B1 (pt) | 2020-12-15 |
RU2012109212A (ru) | 2013-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2565173C2 (ru) | Уменьшение алюмосиликатных отложений в процессе байера | |
AU2012220990B2 (en) | Reducing aluminosilicate scale in the bayer process | |
US20190241693A1 (en) | Silicon containing polymer flocculants | |
US20130189529A1 (en) | Mitigation and control of aluminosilicate scale through a novel feeding strategy of the inhibitor | |
US9988282B2 (en) | Surfactant based small molecules for reducing aluminosilicate scale in the Bayer process | |
US8501010B2 (en) | Di- and mono-alkoxysilane functionalized polymers and their application in the Bayer process | |
AU2019202263B2 (en) | Surfactant based small molecules for reducing aluminosilicate scale in the Bayer process | |
CA2934932A1 (en) | Method of reducing scale in the bayer process | |
US10190003B2 (en) | Degradation-resistant scale inhibitors | |
CA3026793C (en) | Silicon containing polymer flocculants | |
WO2023148365A1 (en) | A composition for reducing the amount of sodium hydroaluminosilicate desposits and a method for obtaining the composition |